Intégrité de surface et performances fonctionnelles de surfaces de roulement en usinage haute précision

par Alexis Gautier

Thèse de doctorat en Mécanique avancée

Sous la direction de Henri-Paul Lieurade et de Philippe Revel.

Soutenue en 2007

à Compiègne .


  • Résumé

    Les objectifs de cette thèse étaient d'étudier l'intégrité et les performances fonctionnelles de surfaces de bagues de roulement en 100Cr6 usinées sur une machine prototype d'Usinage de Haute Précision (UHP, tournage dur). La fonctionnalité de ces surfaces, dont la finition est actuellement réalisée par rectification, est la tenue en fatigue contact. L'ensemble des développements apportés et des mises au point réalisées ont permis d’améliorer les performances de la machine et ainsi d'obtenir les surfaces dont les analyses et mesures ont permis de mettre en évidence l'influence de la vitesse d'avance sur la rugosité et le niveau des contraintes résiduelles des surfaces usinées, qui contrairement à la rectification, est en forte compression en surface et en profondeur. Des essais de fatigue contact jusqu'à 100. 000 cycles ont montré la stabilité des contraintes résiduelles qui reste en forte compression. Ces derniers résultats devront être confirmés par des essais de plusieurs millions de cycles. Les surfaces usinées ayant une rugosité comparable à celles obtenues par rectification, des études approfondies ont été réalisées afin d'une part de déterminer les limitations et la pertinence des techniques de mesure (profilomètre tactile, AFM, microscope interférométrique) en fonction de la nature des surfaces ; et d'autre part de choisir le paramètre de rugosité le plus pertinent par une analyse mulri-échelle. Cette dernière a montré que les paramètres couramment utilisés dans l'industrie ou ceux dictés par les normes ne sont pas toujours les plus pertinents. Cette étude sera appliquée à d'autres procédés de fabrication.

  • Titre traduit

    Surface integrity and functional performances of bearing surfaces by high precision machining


  • Résumé

    The aims of this thesis were to carry out integrity and functional performances of AISI 51200 bearing ring surfaces machined by High Precision Turning machine lathe (HPT, hard turning). The functionality of these surfaces, which are nowadays finished by grinding, is life in contact fatigue. Machine developments and adjustment setup have increased the machine performances and then allow to obtain following presented surfaces which analysis and measures have shown the influence of the feed rate on the surface roughness and the residual stresses level: at the opposite of grinding, material is in high compression on the surface and in deep. Contact fatigue tests have been done until 100,000 cycles and have shown the stability of residual stresses which keep in high compression. These last results should be confirmed by several million cycle tests. As machined surfaces present similar level of roughness than the one obtain by grinding, different other studies have been carried out in order in a first band to determine limitations and relevance of measurements techniques (tactil profiler, AFM, interferometric microscope) in function of the surface nature; and in an other hand to choose the most relevant roughness parameter by a multi scale analysis. This last one has shown that roughness parameters used in industry or in standards are not always the most relevant. This study will be applied to other manufacturing processes.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (157 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 48 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 GAU 1725
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