Qualitative analysis of influential parameters for trajectories planning in plunge milling of titanium alloys

Le travail présenté dans ce mémoire s'intéresse au tréflage (ou fraisage en plongée) appliqué à l'usinage des pièces en alliage de titane Ti6Al4V. Ce sujet dérive de la problématique de l'absence des aides au choix des paramètres et des stratégies d'usinage pour ce procédé. L'approche proposée comporte principalement trois parties. La première partie traite l'influence des conditions de coupe et des paramètres géométriques de l'outil de coupe, à travers la réalisation de plusieurs essais expérimentaux avec différents outils et l'analyse des efforts de coupe générés. Les données obtenues ont permis la mise en place d'une modélisation des efforts de coupe intégrant l'ensemble des paramètres étudiés. La deuxième partie est dédiée à l'étude d'une problématique identifiée durant les essais expérimentaux, qui est l'augmentation des forces de coupe à la fin de la phase de plongée en tréflage. L'analyse de l'influence des paramètres géométriques et des conditions de coupe a permis de proposer des préconisations sur leurs choix et des modes opératoires permettant d'éviter ce problème. La dernière partie est consacrée à l'optimisation des stratégies de tréflage en FAO dans le cas de poches simples. La démarche proposée permet d'optimiser le choix du pas de plongée et du diamètre d'outil, pour arriver à minimiser le nombre de plongées nécessaires à l'ébauche de la pièce.The work presented in this paper deals with the plunge milling applied to the machining of workpieces made of titanium alloy Ti6Al4V. This topic derives from the problem of the absence of aids in the selection of parameters and machining strategies for this process. The proposed approach consists in three main steps. The first part deals with the influence of the cutting conditions and geometric parameters of the cutting tool, by carrying out several experimental tests with different tools and analysing the generated cutting forces. The data obtained allowed the development of a modelling of the cutting forces integrating all the studied parameters. The second part is dedicated to the study of a problem identified during the experimental tests, which is the increase of the cutting forces at the end of the plunging phase. The analysis of the influence of geometric parameters and cutting conditions has resulted in the proposal of recommendations regarding the choice of these parameters and the operating procedures in order to avoid this problem. The last part focuses on the optimization of plunge milling strategies in CAM in the case of simple pockets. The proposed approach allows to optimize the choice of the radial offset and the tool diameter, in order to minimize the number of plunges required in roughing the workpiece