Effet des paramètres de coupe sur la rugosité

La caractérisation de la qualité de la surface usinée a été limitée au critère de rugosité moyenne arithmétique (Ra). Les figures V.1 (a, b et c) illustrent l’influence des éléments du régime de coupe (Vc, f et ap) sur la rugosité de surface de l'acier 90 Mn Cr V8, usiné par la céramique noire TC100 et carbure T9325.

Figure V.1. Effet de la rugosité en fonction des paramètres de coupe a) En fonction de la vitesse de coupe à f = 0,084mm/tr et ap = 0,2mm, b) En fonction de l’avance à Vc = 180m/min et ap = 0,2mm et c) En fonction de la profondeur de coupe à Vc = 180m/min et f = 0,084mm/tr avec l’évolution du

poids par rapport à la vitesse de coupe avec ap=0. 2mm, f=0.084mm/tr

V.3.1.1. Effet de la vitesse de coupe

La figure V.1.a, exprime l’évolution de critère de rugosité moyenne arithmétique (Ra) en fonction de la vitesse de coupe pour le carbure T9325 et la céramique noire TC100 à f = 0,084mm/tr et ap = 0,2mm lors de tournage dur. L’analyse de cette courbe montre que pendant l’usinage, la rugosité de l’acier 90 Mn Cr V8 traité à 61HRC s’améliore avec l’augmentation de la vitesse de coupe pour les deux nuances de coupe. Alors, qu’après le

contact entre pièce-outil, nous avons remarqué qu’une certaine quantité de matière est enlevée de la pièce (sous forme de copeaux) et de la plaquette (se forme d’usure), ce qui a donné une variation dans le poids des plaquettes (figure V.1d). La diminution du poids des plaquettes est une preuve de la présence de l’usure dans l’outil de coupe. Aussi d’après ces courbes on remarque que, l’état de surface est dégradé lorsque la vitesse est inférieure à 80 m/min, au-delà de ces limites, elle s’améliore jusqu’à la limite de 180 m/min. et se stabilise légèrement jusqu’à 220 m/min, puis augmente et on enregistre une légère augmentation de la rugosité à cause de l'usure accélérée de l'outil aux vitesses de coupe élevées. Au-delà de cette valeur on enregistre une stabilisation de la rugosité pour la céramique noire (TC100), et une augmentation pour le carbure (T9325). En plus, à travers une petite comparaison entre les deux nuances utilisées (T9325et TC100) on remarque clairement que l’outil TC100 est le plus performant que T9325.

V.3.1.2. Effet de l’avance

La figure V.1b, représente le résultat de l’évolution de la rugosité en fonction de l’avance. On a remarqué que le critère de la rugosité (Ra) augmente avec l’augmentation de l’avance. Dans le tournage, la surface engendrée n'est pas rigoureusement cylindrique, elle comporte des sillons hélicoïdaux résultants de la forme plus ou moins pointue de l'outil de coupe et du mouvement hélicoïdal outil/pièce. Ces sillons ont un profil d'autant plus profond que le rayon du bec de l'outil est faible (figure V.10). Par ailleurs ils sont d'autant plus larges que l'avance par tour est grande [77]. La forme de la surface engendrée par l'outil peut être affectée par les perturbations de la trajectoire de l'outil par rapport à la pièce, occasionnées par des vibrations importantes de l'un de ces éléments (ou des deux). Lorsque les conditions dynamiques (flexibilité et inertie des éléments, insuffisance d'amortissement mécanique) sont telles que les vibrations oscillatoires de cette trajectoire deviennent autoentretenues il en résulte des perturbations périodiques de la surface découpée. Elles prennent la forme de marques ou de stries plus ou moins accusées, qui peuvent modifier sensiblement la rugosité du profil idéal défini par la trajectoire théorique de l'outil [78].

L’analyse de cette courbe montre une nette influence de l'avance sur la rugosité, avec l'augmentation de cette dernière, la qualité de surface obtenue se dégrade d'une manière significative. Par conséquent l'avance est l'un des paramètres dont l'effet est le plus sensible sur la rugosité des surfaces usinées. En plus, on a remarqué que les valeurs du critère de la rugosité (Ra) pour la céramique noire TC100 varient entre 0.350 et 0.890 µm ces valeurs indiquent une augmentation de 0.54 µm; par contre, la valeur de l'augmentation pour le

carbure T9325 entre 0.480 et 1.341 indique 0.86µm. En dernier lieu, si on se base uniquement sur la rugosité, on remarque clairement que le TC100 est plus performant que T9325.

V.3.1.3. Effet de la profondeur de passe

La figure V.1c, représente le résultat de l’évolution de critère de rugosité en fonction de la profondeur de passe. On a remarqué que les valeurs du critère de la rugosité (Ra) pour la céramique noire TC100 varient entre 0,401et 0.441 µm ; par contre, pour le carbure T9325 elles varient entre 0.768 et 0,800 µm ces valeurs indiquent une légère augmentation avec l’augmentation de profondeur de coupe.

En plus, quand la profondeur de passe est de 0,25 à 0,45 mm, l'augmentation de la rugosité est égale à 0.047 mm (4.78 %) mm pour T9325 et de 0.038 (3.83 %) pour TC100. Mais, quand la profondeur de passe varie de 0,25 à 0.55 mm, l'augmentation de la rugosité est égale à 0.094 mm (9.43 %) mm pour T9325 et de 0.057 (5.75 %) pour TC100. L’analyse des résultats montre une stabilisation des critères de rugosité pour les deux plaquettes. À travers lequel on peut dire que ce paramètre est moins important que l’avance.

V.3.1.4. Evolution du poids des plaquettes par rapport à les vitesses de coupe

La figure V. 1d, représente l’évolution du poids par rapport à les vitesses de coupe avec ap=0. 2mm, f=0.084mm/tr. Après le contacte entre pièce-outil, nous avons remarqué une certaine quantité de matière est enlevée de la pièce (sous forme de copeaux) et de la plaquette (se forme d’usure), cela donne une diminution dans le poids des plaquettes. Pour voir mieux ce phénomène, Nous avons mesurée le poids des plaquettes après chaque vitesse de coupes et noté les points suivants :

 la diminution du poids des plaquettes c’est une preuve de la présence de l’usure dans l’outil de coupe.

 Le poids de la plaquette diminue avec l’augmentation de la vitesse c’est la conséquence de l’élimination des couches superficielles constituant le revêtement durant le premier contact avec la pièce.

 Le poids des plaquettes a augmenté, puisqu’il y a diffusion de la matière enlevée (copeaux) vers la plaquette, ainsi que des micros soudures qui se forment sur la face de coupe constituant l’arête rapportée.