Étude des bavures

Les géométries des pièces ont d’abord été regroupées par configuration dans le but de développer des procédés d’ébavurage génériques. Il est parfois possible de regrouper plusieurs configurations pour développer un seul procédé d’ébavurage. Cependant, un facteur important à considérer est la bavure formée sur la géométrie. Bien entendu, le type de bavure formée est directement lié à la configuration de la géométrie. Certaines bavures sont plus sévères que d’autres, c’est-à-dire qu’elles sont plus difficiles à enlever. Une seule méthode développée pourra parfois permettre d’ébavurer les différentes configurations d’une même géométrie. Par contre, les abrasifs ou les paramètres d’ébavurage changeront pour assurer la robustesse du procédé.

Avant d’étudier les trois géométries en particulier, il faut mentionner deux facteurs importants dans la formation des bavures : le support de matière dont l’outil de coupe dispose

et l’angle avec lequel l’arête coupante de l’outil sort de la matière. Pour un même matériau, Dornfeld [9] présente ces deux facteurs comme ayant une grande corrélation avec la formation des bavures. Ces deux facteurs seront analysés pour les trois géométries : toits, chambrages et trous.

LES TOITS

Comme il a été mentionné précédemment, les toits sont le résultat de l’usinage d’une rainure. Ces rainures sont formées selon le procédé de brochage. Les toits sont donc les arêtes latérales parallèles à la direction de coupe de l’outil. Le support latéral de matière qu’offre la pièce est déterminant sur le résultat de bavure obtenu. Plus l’angle entre les surfaces formées est grand, plus le support est bon et vice versa. La Figure 4.2 montre les deux cas. Dans le premier cas (image gauche) le support est bon et la bavure pratiquement inexistante. Dans le second cas (image droite), c’est la situation inverse. L’angle entre les deux faces est petit, donc le support est moindre. La bavure observée est une bavure Poisson sévère.

LES CHAMBRAGES

Le cas des chambrages ne suppose pas un défoncement de la matière comme les cas de perçage présentés à la section 3. Le support de matière n’a pas la même influence pour les chambrages. C’est plutôt l’angle avec lequel l’arête tranchante de l’outil sort de la matière qui a une influence marquée pour les chambrages. Dans le premier cas, l’arête de l’outil sort avec un angle de la matière et on constate que la bavure Poisson formée est très légère. Par contre, dans le deuxième et le troisième cas l’arête tranchante de l’outil sort parallèlement à l’arête de matière (voir Figure 3.11). Les efforts de coupe sont moins répartis et il se forme une bavure enroulée beaucoup plus sévère que la bavure Poisson du premier cas. Les bavures des trois cas sont présentées dans l’ordre à la Figure 4.10.

Figure 4.10 Bavures des trois types de chambrage (simple, avec rainure et avec plat)

LES TROUS

Tel que mentionné précédemment, les trous se présentent dans une multitude de configurations. Il est à rappeler qu’avec un couteau bien affuté il se formera une bavure Poisson autant à l’entrée du trou qu’à la sortie. Par contre, la bavure sera minime à l’entrée et sévère à la sortie. Le défoncement de la matière à la sortie demande beaucoup d’effort de coupe et le glissement de matière caractéristique des bavures Poisson sera plus prononcé.

Dans un autre ordre d’idée, le support de matière offert par la pièce joue un rôle important dans la formation des bavures lors du perçage. Les trous percés en angle par rapport à la surface qu’ils traversent ne forment pas une bavure uniforme sur le pourtour du trou. La bavure est plus prononcé où le support de matière est moindre comme le montre la Figure

Figure 4.11 Formation des bavures de perçage pour les trous angulés Tirée de Dornfeld (2010 [9])

Finalement, il y a le cas des trous de petite dimension. Il se forme souvent des bavures avec chapeau (premier cas de la Figure 3.13) sur les petits trous parce que l’effort nécessaire pour replier la bavure est moins grand que l’effort pour la fracturer.

En bref, on constate que certains facteurs sont aggravants dans la formation des bavures comme la configuration des géométries et les parcours d’outil voire même leur conception. Avant de s’attaquer au développement de nouvelles méthodes d’’ébavurage, le premier point à aborder est la minimisation des bavures à l’étape de l’usinage pour faciliter l’ébavurage. Comme la configuration des géométries de la pièce a une grande influence, il faut déterminer avec les concepteurs du produit si cette configuration peut être modifiée pour la fabrication. Par contre, dans le domaine aéronautique, les efforts et les coûts pour modifier un produit existant sont très élevés à cause des normes de transport à respecter. Si la configuration est nécessaire, les parcours d’outil ainsi que la conception des outils peuvent être adaptés de sorte à diminuer les bavures. Mais avant de concevoir des outils sur mesure, il est primordial de travailler sur l’optimisation des paramètres d’usinage pour limiter ou minimiser la formation des bavures. De plus, les parcours d’outil peuvent parfois difficilement être

modifiés comme pour le perçage. Pour terminer, le dernier facteur à considérer dans la formation des bavures est l’usure d’outil. Il vaut parfois mieux faire affûter un outil plus souvent pour éviter des problèmes dans les étapes subséquentes d’ébavurage. Un outil désaffûté produit des bavures plus sévères.

La liste suivant énumère quelques moyens de minimiser la formation des bavures :

1. Un concept de produit en fonction de la fabrication,

2. Des parcours d’outil qui minimise la formation des bavures,

3. Des parcours d’outil qui localise les bavures à des endroits faciles d’accès, 4. Des outils bien affûtés,

5. Des paramètres de coupe optimisés pour la minimisation des bavures, 6. Une sélection d’outils qui optimise chaque condition de coupe particulière.