Etude mécanique et technologique du taraudage par déformation : application aux aciers prétraités

Mechanical and technological study of the cold form tapping process applyed to hardened steel

• Auteur / Autrice : Guillaume Fromentin
• Direction : Alphonse Moisan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Paris, ENSAM

Mots clés

Mots clés libres

Taraudage

Formation filet

Résistance

Lubrification filet

Résumé

L'assemblage vissé est une solution largement utilisée dans la conception des systèmes mécaniques et l'essentiel des filetages intérieurs est obtenu par un procédé de taraudage. Le taraudage par déformation est une alternative au taraudage par coupe. La technique de taraudage par déformation permet la réalisation de filets par mise en forme de la matière sans copeau. Les caractéristiques des filets formés diffèrent donc de celles des filets obtenus par coupe. L'étude traite du procédé de taraudage par déformation appliqué aux aciers prétraités ainsi que des qualités des trous filets produits. La formation du filet est un point clé de l'étude du procédé. Il s'agit d'un écoulement plastique tridimensionnel. La mise en forme du filet s'accompagne d'un écrouissage de la matière qui a des conséquences sur l'usure des tarauds. Une analyse des champs de déplacement, de déformation et de contrainte est proposée. Les paramètres matériau taraudé, matériau d'outil et fluide modifient très sensiblement l'écoulement plastique. Les filets formés en tant que produit possèdent des qualités géométriques supérieures à celles des filets issus d'une opération de taraudage par coupe. D'autre part, la résistance mécanique en traction quasi-statique de filet formé dans un acier à bas carbone s'avère aussi plus élevé, du fait du renforcement de la matière par écrouissage.

Threaded assembly is much used solution for engineering design and most of internal threads are obtained by a tapping process. Form tapping is an alternative to cut tapping. The technique of form tapping creates the thread by work material displacement and without chip. The characteristics of formed thread are quite different from those obtained by cut tapping. The study deals with form tapping applied to treated steels and also with the threaded holes produced. The thread formation is a key point of the process investigations. It is a three-dimensional plastic flow. The forming of the thread leads to strain hardening of the work material, which is involved in the tap wear. An analysis of the displacement, strain and stress field is proposed. The tool material, tapped material and the fluid significantly influence the plastic flow. The formed threads have superior geometric qualities as compared to those of the threads made by cut tapping. Furthermore, the tensile strength of thread formed in low carbon steel, under static test, is also greater due to the reinforcement of the work material by strain hardening.