Aspects phenomenologiques, mecaniques et metallurgiques en tournage c-bn des aciers durcis. Application : usinabilite de l'acier 100cr6

par Gérard Poulachon

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Alphonse Moisan.

Soutenue en 1999

à Paris, ENSAM .

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Résumé

Le tournage des aciers durs est un procede innovant qui, avec le concours d'outils coupants ultra-durs (ceramiques, nb-c,), permet de realiser des surfaces finies dont les qualites sont proches de celles obtenues par le procede de rectification. Les exigences de qualite de ces surfaces necessitent la conception et la fabrication d'un nouveau concept de tour dont le cahier des charges est ici explicite. La comparaison des materiaux a outil utilises dans ce cadre permet de mettre en parallele leurs performances face aux differentes contraintes apportees par l'usinage des materiaux dans leur etat durci. Les mecanismes particuliers de la formation du copeau en dents de scie sont etudies avec precision. Des essais de coupe interrompue brusquement mettent en evidence l'amorcage d'une fissure suivie d'un glissement, responsable d'une morphologie particuliere du copeau. L'usinage de l'acier 100cr6 dans differents etats metallurgiques permet de montrer que la morphologie du copeau est etroitement liee a une equivalence durete du materiau usine-vitesse de coupe. Le passage de la coupe orthogonale a la coupe tridimensionnelle est explore. L'etude de la geometrie de l'outil a l'interieur du rayon de pointe permet de bien comprendre la coupe 3d et de montrer certaines limites. Une loi de comportement du materiau d'essai 100cr6 est etablie, afin de discuter du critere de localisation de deformation. Ce critere permet de comparer la competition entre durcissement par ecrouissage et adoucissement thermique. Le recensement et l'etude des contraintes supportees par l'outil de coupe ont conduit a la determination des endommagements de l'outil. Le modele d'usure trouve met de nouveau en evidence la forte equivalence durete du materiau usine-vitesse de coupe.

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