Contribution à l'analyse des modes de formation du copeau en usinage grande vitesse du TA6V

par Yao Bièdé Donyo

Thèse de doctorat en Génie mécanique

Sous la direction de Félix Le Maître.

Soutenue en 2002

à Nantes , dans le cadre de École doctorale mécanique, thermique et génie civil (Nantes) , en partenariat avec École centrale de Nantes (autre partenaire) .


  • Résumé

    L'usinage à grande vitesse conduit d'une manière générale dans les alliages de titane à la formation de copeaux de type segmenté. Cette segmentation relève d'une instabilité au cisaillement, difficile à gérer à cause des phénomènes physiques et mécaniques mis en jeu. Ces copeaux de type segmenté réduisent la durée de vie des outils. La prévision et la gestion des conditions de segmentation sont donc d'une grande importance pour l'usineur, ce sera notre objectif dans le travail présenté. Dans ce travail après avoir analysé les corrélations possibles entre durée de vie des outils et formation du copeau, nous faisons l'état de l'art en matière de modélisation et simulation des mécanismes de coupe. Cet état de l'art nous conduit à un constat des difficultés voir des blocages existants dans la précision du comportement de la matière lors de la formation des copeaux et donc de l'impossibilité actuelle de prévoir la transition ou le passage en mode de segmentation des copeaux. Nous développons à la suite de ce constat un programme expérimental en fraisage et tournage de l'alliage de titane TA6V,alliage dont les propriétés générales sont présentées au préalable. Les origines des modes de formations des copeaux : segmentés, ou de transition entre le mode continu et le mode segmenté, peuvent être précisées à l'issue de ces essais. En raison des résultats obtenus, un modèle phénoménologique basé sur la théorie des catastrophes est proposé. Le modèle permet de mettre très partiellement en évidence, la transition copeau continu - copeau segmenté en fonction des paramètres de coupe. Mais en conclusion, le modèle révèle surtout les difficultés qui existent encore pour établir une prédiction satisfaisante des modes de formation des copeaux.


  • Résumé

    High speed machining in titanium alloys generally leads to the formation of segmented type chips. This segmentation comes from instability to cutting, hard to manage due to staked physical and mechanical phenomenon. These segmented type chips reduce the tool life. Consequently, the anticipation and management of segmentation conditions are very important. It will be our objective in this work. After having analysed the possible correlation between the tool life and the chips' formation, we mention how to shape and simulate cutting mechanisms. This inventory leads us to a report of the difficulties and even the jamming that exist in the precision of the material comportment during the chips' formation and so, of the current impossibility to forecast the transition or the passage to the chips' segmentation way. Following this report, we develop an experimental program in milling and turning of the TA6V titanium alloys, alloy whose general properties are beforehand introduced. The origins of the chips' formation ways: segmented or of transition between the continuous way and the segmented one, can be precisely state with these tests. Thanks to the results we got, a phenomenological model based on the catastrophes' theory is proposed. The model permits to partially highlight the transition continuous chip to segmented chip according to cutting parameters. However, to conclude, the model especially reveals the difficulties that still exist to establish a satisfying prediction of the chips' formation ways.

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Informations

  • Détails : 232 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 223-232

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  • Cote : LURPA / THESE 2002 15

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  • Cote : 2002NANT2101
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