Dynamique de coupe du métal

  La coupe des métaux est l’un des procédés les plus couramment utilisés pour produire la forme finale des produits manufacturés. L’amélioration de la productivité est essentielle pour le secteur afin de rester rentable sur un marché concurrentiel. Vibrations dansla coupe des métaux constitue un obstacle important à la productivité lors de l'usinage. Des vibrations excessives peuvent entraîner, par exemple, une usure accélérée de l'outil, une rupture de l'outil, un mauvais état de surface du composant usiné et des dommages à la machine.roulements de broche. Des routines de simulation rapides et précises ainsi que des méthodes de mesure de la dynamique d'usinage sont essentielles pour le développement de nouveaux outils de coupe.

  La recherche est effectuée par un doctorant en industrie travaillant à 50% avec AB Sandvik Coromant et à 50% avec le groupe d'analyse structurelle, ce qui garantit une coopération étroite entre l'industrie et les universités. Le projet se concentre sur les méthodes desimulation et mesures de la dynamique linéaire et non linéaire dans le découpage des métaux. L'amortissement des vibrations est souvent un facteur clé pour augmenter la productivité. La plupart des matériaux d'amortissement utilisés aujourd'hui présentent une forme de comportement hystérétique.

  Par conséquent, la mesure et la modélisation de systèmes non linéaires avec hystérésis constituent une partie importante de la recherche (figure 1).

Figure 1 - Amortisseur d'hystérésis non linéaire utilisé pour atténuer les vibrations dans un outil de coupe

  Pour faciliter le développement du produit, des routines de simulation sur ordinateur pour les systèmes mécaniques non linéaires incorporant à la fois des non-linéarités structurelles et un comportement non linéaire provenant du processus de coupe (par exemple:forces et vibrations régénératives / auto-excitantes) sont développées. Ces modèles de simulation sont continuellement vérifiés par des mesures expérimentales. Un facteur important lors de la validation des modèles de simulation est l’estimation fiable du découpageles forces. Il peut être difficile d’obtenir des mesures correctes des forces de coupe en raison des effets dynamiques indésirables de l’ensemble de mesures (dynamomètre de force et pièce). Ces effets dynamiques peuvent conduire à des résultats erronés et le rendredifficile de valider le modèle. Une méthode pour éliminer les effets dynamiques indésirables tout en conservant les informations relatives aux forces de coupe réelles a été développée et testée avec de bons résultats.

  Parmi les projets en cours, citons la prédiction d'erreur de surface d'un composant usiné à l'aide de simulations dynamiques et l'optimisation de dispositifs de coupe de pas différentiels.