Etude et modélisation des mécanismes de formation de bandes de cisaillement intense en coupe des métaux : application au tournage assisté laser de l'alliage de titane TA6V

Study and modelling of the mechanisms leading to shear localisation in machining of metals. Application to the laser assisted turning of the titanium alloy TI-AL6-V4

• Auteur / Autrice : Bernard Lesourd
• Direction : Félix Le Maître
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Nantes

Résumé

L'usinage assisté par laser (ual) est un procédé qui permet d'ameliorer l'usinage de matériaux difficiles à usiner, comme l'alliage de titane ta6v. La conception et l'installation du poste d'essais sont decrites. Des abaques thermiques ont été mises au point pour l'UAL. Les essais réalisés sur le TA6V montrent une forte diminution des efforts de coupe et des vibrations en UAL, ainsi qu'une modification de la morphologie des copeaux. Un critère analytique de segmentation du copeau est développé. Il permet de déterminer le type de copeau formé en usinage en fonction des caractéristiques du matériau usine et des parametres operatoires. Il montre une bonne correlation avec les resultats experimentaux. Un modele thermomecanique fortement couple aux elements finis a egalement ete developpe. Il fournit une representation satisfaisante de l'ecoulement de la matiere lors du processus d'usinage, et met en evidence la transition copeau continu copeau segmentee en fonction des paramètres de coupe. L'analyse détaillée de la segmentation du copeau permet de decrire le mécanisme périodique de localisation du cisaillement. On montre ainsi l'importance majeure de la loi de frottement a l'interface outil-copeau sur la frequence de segmentation du copeau, ainsi que celle des parametres geometriques (avance, angle de coupe) sur la stabilité du processus. Ces modèles ont nécessité la determination d'une loi de comportement du TA6V prenant en compte les phénomenes d'ecrouissage, de sensibilité à la vitesse de déformation et d'adoucissement thermique, dans des gammes adaptées à l'usinage et à l'UAL.