Approche expérimentale et numérique de l'usinage à sec de l'alliage aéronautique TA6V

par Madalina Calamaz

Thèse de doctorat en Sciences physiques et de l'ingénieur. Mécanique et ingénierie

Sous la direction de Franck Girot et de Mohammed Nouari.

Soutenue en 2008

à Bordeaux 1 .


  • Résumé

    Pour optimiser l’usinage, il faut d’abord comprendre les mécanismes d’endommagement des outils de coupe. Pour cela, il est nécessaire de connaître l’évolution des paramètres de contact outil/copeau avec les conditions d’usinage. Dans ce sens, des essais de coupe orthogonale en rabotage et tournage ont été mis en place. Leur instrumentation nous permet d’accéder à la morphologie des copeaux, au frottement à l’interface outil/copeau, à la longueur de contact outil/copeau. Le mécanisme de formation des festons de copeau en TA6V et la mesure de l’angle de cisaillement sont également accessibles par l’utilisation d’une caméra vidéo rapide CCD. Les champs de température et de contraintes développés au voisinage de l’interface outil/copeau influent de façon importante sur la durée de vie des outils. Ils sont difficilement accessibles par l’expérimentation, mais peuvent être déterminés à l’aide de simulations numériques du processus de coupe. Leur justesse est conditionnée par la capacité de la modélisation à prédire des efforts de coupe et une morphologie du copeau en accord avec l’expérimentation. La principale difficulté des approches numériques concerne la prédiction de la morphologie particulière du copeau de TA6V. Le nouveau modèle de comportement développé dans ce projet tient compte de transformations microscopiques comme la restauration et/ou la recristallisation dynamique. Il a été introduit dans les simulations numériques de l’usinage et a conduit à l’obtention d’une bonne corrélation entre les prédictions et les résultats expérimentaux pour une large gamme de vitesses de coupe.

  • Titre traduit

    Experimental and numerical approaches of Ti-6A1-4V aeronautical alloy dry machining


  • Résumé

    In order to optimize machining, it is initially necessary to understand the cutting tools damage mechanisms. For that, it is necessary to know the evolution of the tool/chip contact parameters with the machining conditions. In this way, orthogonal cutting tests in planning and turning configurations were carried out. The instrumentation of these tests allow to access to the chip morphology, the friction at the tool/chip interface and the tool/chip contact length. The mechanism of the TA6V chip segmentation and the measurement of the shear angle can also be reached by using a CCD high speed camera. The temperature and the stress fields developed at the tool/chip interface influence significantly the tool life. They are difficult to reach by experimentation, but can be obtained using numerical simulation of machining process. Their accuracy is conditioned by the capacity of modeling to predict cutting forces and a chip morphology corresponding to experimentation. Nowadays, the principal difficulty of the numerical approaches is to predict the special morphology of the TA6V chip. The new material behaviour model developed in this study takes into account microscopic transformations such as restoration and/or dynamic recrystallization. This new material law was introduced in the numerical machining simulations and led to a good correlation between experimental predictions and results for a large range of cutting speed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (218 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 203-211. Annexes

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : FTA 3605
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