Caractérisation des efforts de coupe de différentes essences de bois à l'aide de leurs paramètres mécaniques

par Florent Eyma

Thèse de doctorat en Sciences et technologies industrielles. Sciences du bois

Sous la direction de Patrick Martin.

Soutenue en 2002

à Nancy 1 , en partenariat avec Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Pour les industries du bois, une meilleure connaissance du comportement de leur matériau devient une obligation pour des raisons, à la fois économiques et de productivité. Pour les fabricants, comme pour les utilisateurs d'outils et de machines, les informations concernant le comportement du bois, et plus particulièrement les efforts engendrés lors de la coupe pour séparer le copeau, sont indispensables. En fait, la maîtrise des efforts de coupe est quelque chose d'essentiel : Pour estimer le comportement du bois et l'état de surface qui sera obtenu; de façon à toujours travailler dans les limites des capabilités machine; pour optimiser les conditions de coupe. Toutefois, aujourd'hui, pour estimer les efforts de coupe, un facteur reste difficile à prendre en considération : l'influence du matériau bois. Le but principal de ce travail est d'estimer l'influence de ce dernier sur les efforts de coupe, afin d'améliorer la précision de leur calcul. Ce travail porte sur l'étude de quatorze essences de bois exotiques dans le mode coupe 90-0. L'influence des caractéristiques mécaniques impliquées dans ce processus de coupe (dureté, ténacité, compression et cisaillement parallèle aux fibres) est étudiée; et différents modèles permettant d'estimer avec plus de précision le comportement générale du bois pendant la coupe, ont pu être obtenus (avec plus de 80% de la variation des efforts de coupe expliquée). Les caractéristiques mécaniques semblent donc être un moyen efficace pour estimer de façon précise le comportement général du bois pendant la coupe. En complément de ce travail, une méthode différente a été utilisée pour estimer de façon rapide et facile les efforts de coupe engendrés : le pendule de Chardin. Les résultats obtenus, bien que très satisfaisants, n'ont pas permis d'apporter plus de précision que les caractéristiques mécaniques. Enfin, dans la quatrième partie de ce mémoire, une application de l'ensemble de ces résultats à la méthodologie du Couple Outil Matière (COM) a été réalisée, en permettant une estimation plus précise des conditions de coupe et une optimisation des paramètres d'usinage.


  • Résumé

    For wood industries, a better knowledge of material behaviour during machining became an obligation for economical and productive reasons : with equipment adapted to manufactures needs. Woodworking machinery and tools manufacturers, as well as their users, urgently require reliable information on the main factors influencing wood cutting and above all on the magnitude of the force required to separate a chip, i. E the cutting force and its variations in different cases. In fact, the control of cutting forces during wood machining is something absolutely essential : to estimate wood behaviour and surface quality; to work in respect of tool capability; to optimised cutting conditions. However, today, to estimate cutting forces, a factor remains difficult to take in consideration : the influence of wood species. The aim of this study is to approach the influence of "the wood species" factor on cutting forces involved during machining, to give more precision to the relation. These investigations deals with the study of fourteen exotics wood species in the 90-0 cutting process. The influence of mechanical characteristics generally described in the literature and involved in this cutting process (hardness, tenacity, compression and shearing parallel to the grain) was studied and some formulations was obtained which allowed to estimate more precisely strains involved and general behaviour of wood during machining (with an explanation of more than 80% of the variation of cutting forces). These mechanical characteristics seems to be an easy solution to understand the general mechanical behaviour of each wood species studied during machining. In addition of this work, another method was used to estimate easily and quickly cutting forces involved during machining : Chardin's pendulum. Results obtained are promising but give less precision than mechanical parameters. Finally, in the fourth part of this memory, an application of all these results to the methodology of the Couple Tool Material (COM) was realised, and allowed to give more precision in the estimation of good cutting conditions and in the optimisation of machining parameters.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol.(177-[84] p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

Où se trouve cette thèse ?