Présentation du problème

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MTH 6301

Planification et analyse statistique d’expérience

Réduction de l’usure des outils d’extrusion

par la méthode de surface de réponse

KAREM AMMAR 15/12/2008

Présentation du problème

• L'extrusion est un procédé de filage qui consiste à porter les métaux à une température adéquate, puis à les faire passer, sous une très forte pression, à travers une filière dont les ouvertures définissent le profil recherché

matrice matériau

F

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Présentation du problème

Fⁿ

S Matériau

Vusure

V^usure= τ^w×Fⁿ×S

V^usure- le volume de la matière disparue par usure

τ^w- coefficient de l ’usure qui dépend de la nature du contact

Matrice dépend de la nature du contact

Fⁿ- la pression du contact S - la distance du glissement

Le phénomène d’usure qui survient pendant cette opération pour la matrice est un phénomène complexe peu contrôlable qui dépend de plusieurs paramètres (rayon, frottement, coefficient de réduction, angle, etc.).

Schéma du processus d’usure

Objectifs

• Le but principal est de trouver une

modélisation adéquate permettant de prédire l’évolution de l’usure des outils générées par les frottements et les contacts entre la pièce les frottements et les contacts entre la pièce et les outils en fonction du nombre de pièces produites.

• Optimisation: minimiser la réponse (usure de la matrice)

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Variables de réponses et facteurs

• Réponse -Y : Usure de la matrice

• Facteurs: X1: Coefficient d’extrusion (k) en % X2: Angle d’inclinaison de la matrice (°)

(°)

X3: Coefficient de frottement ( m ) qui décrit les conditions de frottement entre le matériau et la matrice

X4: Rayon interne

Espace de variation des facteurs étudiés:

Normal codé K Angle Frottement Rayon

1 -d 0.6 20 0.05 2

Niveau Facteurs

1 -d 0.6 20 0.05 2

2 -1 0.65 23.75 0.0675 3

3 0 0.7 27.5 0.085 4

4 1 0.75 31.25 0.1025 5

5 +d 0.8 35 0.12 6

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Plan expérimental

• Il faut ajuster un modèle d’ordre 2 sur l’espace expérimental d’intérêt pour bien montrer la non linéarité du phénomène étudié « usure »

• Le plan le plus efficace est le CCD, central

• Le plan le plus efficace est le CCD, central composite

• 2^k+2k+n^c essais, où k est le nombre des facteurs et n^c est le nombre de répétitions au centre

• Avec 4 facteurs et 3 répétitions au centre, on a 27 essais

• Chaque facteur varie à 5 modalités: -2; -1; 0; 1; 2.

Conclusion

• Plan efficace: effet quadratique de l’usure pendant le processus d’extrusion

• MSR: optimisation de l’usure diminuer

• MSR: optimisation de l’usure diminuer le coût de fabrication afin d’obtenir des pièces sans défauts

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