Modélisation géométrique des configurations testées

Ce chapitre présente un comparatif des deux approches au travers des résultats donnés par le démonstrateur. Les différents modèles phénoménologiques et analytique ont été ap- pliqués, par le biais de la méthode du Couple-Arête-Matière, à quatre configurations testées en tournage 3-D (chariotage). Les paramètres de coupe employés pour les différents essais sont rappelés dans le tableau 7.1. Un porte-plaquette SVJBL 2020K16 équipé de plaquettes de type VCGT 160408 FN-ALU, évoqué au paragraphe 4.1.1, a été utilisé. Afin de modéliser les efforts selon la méthode du Couple-Arête-Matière, il est nécessaire de segmenter la section coupée A, il correspond à l’intersection avec la surface libre de la pièce. Le nombre d’éléments définit le pas de discrétisation. Ce nombre d’éléments est fixé initialement et demeure le même pour tous les essais, le pas n’est donc pas constant. La largeur b du segment est définie par la largeur mesurée entre deux angles . Ainsi, chaque seg-ment est caractérisé dans l’espace par les paramètres nécessaires aux deux modèles d’efforts phénoménologique et au modèle analytique. La figure 7.2 montre l’évolution de l’épaisseur coupée le long de l’arête de l’outil pour les quatre groupes de conditions testées (tableau 7.1).relativement importantes, l’épaisseur coupée h reste faible, la plus importante épaisseur coupée n’étant que de 0.11 mm. Cette plage d’épaisseurs coupées s’est révélée relativement bien modélisée par les deux modèles phénoménologiques présentés au paragraphe 5.2. Le modèle analytique tend à sous-estimer les efforts générés par les très faibles épaisseurs coupées et surestime les plus fortes.

Résultats des différentes modélisations

Le principe du Couple-Arête-Matière, évoqué en introduction générale, consiste à appli- quer le modèle d’efforts sur chaque élément discrétisé de l’arête. Ces efforts sont au nombre de deux, Fliés au repère de l’élément considéré i comme le montre le figure 7.3. Les efforts totaux seront obtenus par sommation vectorielle de la totalité des efforts élémentaires appliqués sur chaque élément discret de l’arête dans le repère machine. Les composantes d’ef- forts dans l’espace sont au nombre de trois, l’effort de coupe F = 0:15 en raison de la qualité des surfaces de l’outil. En effet, un outil de coupe orthogonale possédant un angle de coupe de 5° et présentant une qualité de surface différente des autres outils utilisés a montré un coefficient de frottement plus faible. Ce lien entre état de surface et coefficient de frotte- ment est notamment abordé dans les travaux de Menezes et Kailas (2008). Les résultats du modèle phénoménologique logarithmique de la figure 7.4b montrent une augmentation rapide de l’effort de coupe FL’analyse des erreurs de modélisation, figure 7.5 et tableau 7.2, montre que les meilleurs résultats sont obtenus sur la composante d’effort de coupe F, sont globalement surévalués. Cette remarque avait déjà été faite dans le cas de l’identification inverse du modèle d’effort par la méthode du Couple-Arête- Matière (Germain, 2008). L’effort de coupe est aussi surévalué, excepté dans le cas de l’essai 1 modélisé analytiquement. Les épaisseurs coupées durant cet essai étant les plus faibles, elles se situent dans la plage où le modèle les sous-évalue. Les résultats des modélisations phénoménologiques sont les moins représentatifs de la réalité. Du fait des différences relevées entre les outils utilisés en coupe orthogonale et ceux employés en chariotage, les coefficients fixes de ces modèles perdent en représentativité. Le principal inconvénient de ces modèles, à savoir leur manque de flexibilité, se manifeste ici clairement. Les meilleurs résultats sont obtenus pour l’essai 3 dont les épaisseurs coupées sont les plus importantes. Une des raisons possibles pouvant expliquer ce comportement réside dans le fait que l’effet d’échelle présent pour les plus faibles épaisseurs h est assez mal appréhendé par ces modèles. Cependant, du fait de l’excellente acuité d’arête des outils employés, cette hypothèse est insuffisante.