Thèse soutenue

Étude expérimentale, modélisation et simulation numérique de l'usinage à sec des aciers inoxydables : étude de l'effet des revêtements mono et multi-couches

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Fousseny Koné
Direction : Mohammed NouariChristophe CzarnotaBadis Haddag
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique et énergétique
Date : Soutenance le 05/10/2012
Etablissement(s) : Université de Lorraine
Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Energies et Mécanique Théorique et Appliquée
Jury : Président / Présidente : Farhad Rezai-Aria
Examinateurs / Examinatrices : Philippe Gilles, Nadhir Lebaal, Abdelhadi Moufki
Rapporteurs / Rapporteuses : Pedro José Arrazola, Olivier Pantale

Résumé

FR  |  
EN

Lors de l'usinage des alliages métalliques, les outils de coupe sont soumis à un chargement thermomécanique intense conduisant à une réduction considérable de leur durée de vie. L'utilisation d'outils revêtus s'avère alors bénéfique, en particulier lors de l'usinage à sec des aciers inoxydables considérés comme difficiles à usiner. Ce travail de thèse porte sur l'effet des revêtements en abordant les aspects de modélisation, de simulation numérique et expérimentaux de l'usinage à sec, avec des outils à géométries complexes. Des essais de chariotage ont été réalisés sur l'acier AISI 304L avec des outils revêtus et non revêtus. Une attention particulière a été apportée à la température, aux efforts et à la rugosité. Une large gamme de conditions de coupe a été considérée pour une compréhension avancée des phénomènes physiques mis en jeu. Cela a permis l'identification des conditions de coupe optimales pour le couple outil/pièce considéré, et la mise en évidence de l'importance des revêtements lors de l'usinage à sec des aciers inoxydables. Par ailleurs, une modélisation hybride analytique/numérique a été développée et mise en oeuvre. Fondée sur la direction d'écoulement du copeau, elle permet de déduire les efforts 3D à partir d'une simulation numérique 2D de l'usinage. Une procédure d'extraction de profils réels de l'outil à été introduite en utilisant un système de numérisation 3D Breuckmann. Cette procédure permet la prise en compte de la géométrie réelle de l'outil lors des simulations numériques. Enfin, la comparaison des résultats numériques et expérimentaux a permis la validation de la modélisation proposée