Maîtrise de l'intégrité de surface par la surveillance d'usinage sur les pièces critiques en superalliage de turbomoteurs aéronautiques

Surface integrity control by process monitoring on machining critical parts in aeronautical turbine engines superalloy

• Auteur / Autrice : Vincent Dutilh
• Direction : Moussa Karama
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique, Mécanique des Matériaux
• Date : Soutenance le 24/05/2011
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Génie de Production (Tarbes ; 1989-....)
• Jury : Président / Présidente : Benoît Furet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Benoît Furet, Albert Tidu, Joël Rech, Christophe Colin, Gilles Dessein, Joël Alexis, Géraldine Perrin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Albert Tidu, Joël Rech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Usinage

Perçage et alésage -- Machines

Qualité -- Contrôle

Avions -- Matériaux

Ingénierie

Mots clés libres

Perçage

Udimet®720

Intégrité de surface

Surveillance d'usinage

Drilling

Udimet®720

Surface integrity

Process monitoring

Résumé

Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre du projet européen ACCENT sur la maitrise de l'intégrité de surface par la surveillance lors de l'usinage des pièces critiques aéronautiques. Des études antérieures ont montrées que des anomalies générées lors de l'usinage peuvent induire un abattement sur la tenue en fatigue des pièces. Dans ce contexte, l'objectif de ces travaux est de modéliser la relation entre l'intégrité de surface et les signaux enregistrés lors du perçage de l'Udimet®720. A partir d'une démarche expérimentale basée sur le Couple-Outil-Matière et les plans d'expériences, une caractérisation de l'usure de l'outil, de l'intégrité de surface et des signaux enregistrés a été effectuées en fonction des conditions d‘usinage et du contexte de l'opération (lubrifiant, dureté matière). Cette caractérisation à permis d'établir des corrélations entre les caractéristiques de l'intégrité de surface et celles des signaux. Ces corrélations ont été modélisées par des méthodes directes et statistiques, afin de mettre en avant la pertinence des capteurs de puissance, d'efforts et d'accélération par rapport aux anomalies d'usinage. Ainsi les capteurs permettent la prédiction de la couche de matière affectée par l'opération quelque soit le contexte d'usinage.

The works presented in this thesis join within the framework of the European project ACCENT on surface integrity control by process monitoring during the manufacturing of aeronautical critical parts.Previous studies showed that anomalies generated during the manufacturing process can reduce the fatigue lifecycle. In this context, the objective of this work is to model the relation between the surface integrity and the signals recorded during the drilling of Udimet®720. From an experimental approach based on Couple-Tool-Material and design of experiments, a characterization of tool wear, surface integrity and recorded signals was made according to the cutting conditions and manufacturing disturbances (lubricant, material hardness).This characterization establishes correlations between the characteristics of surface integrity and those of signals. These correlations were modeled by direct and statistical methods, to advance the relevance of sensors (power, efforts and acceleration) with regard to manufacturing disturbances. So the sensors allow the prediction of the thermo-mechanically affected layer generated by the operation in most of manufacturing conditions.