Caracterisation de modèles de frottement aux interfaces piece-outil-copeau en usinage : application au cas de l'usinage des aciers et de l'inconel 718

• Auteur / Autrice : Farhat Zemzemi
• Direction : Philippe Kapsa
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (Écully, Rhône1970-)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Usinage

Mots clés libres

Tribomètre

Interface Outil-pièce-copeau

Résumé

Ce travail contribue à une meilleure compréhension et à la modélisation des phénomènes tribologiques produits aux interfaces Pièce/Outil/Copeau lors d'une opération d'usinage, notamment dans le contexte de l'usinage des superalliages à base nickel (Inconel 718). Deux thermo-tribomètres, capables de réaliser des essais de frottement sous des conditions extrêmes ont été développés. Ils permettent d'éffectuer des essais à des pressions allant jusqu'à 3GPa et des vitesses de frottement supérieures à 380 m/min. En outre, ils sont capables de fournir des informations sur l'aspect thermique de contact. Pour compléter cette étude expérimentale, une modélisation numérique de l'essai de frottement été développée. Cette étude sert à identifier la valeur du frottement local à partir des valeurs macroscopiques. De plus, elle permet de fournir des informations intéressantes sur les grandeurs locales au niveau de l'interface pièce/pion telles que la vitesse locale de glissement, la température et la pression de contact. Les mesures effectuées couplées avec cette étude numérique ont permis l'élaboration de modèles de frottement faisant intervenir le coefficient de frottement adhésif dépendant de la pression de contact et de la vitesse locale de glissement pour les deux couples 42CrMo4/Carbure revêtu TiN et Inconel 718/Carbure revêtu TiAIN.

This work aims to bring a signifiant improvement to the understanding of tribological phenomena produced at the Workpiece/Tool/Chip interfaces during a machining operation, especially in the context of the machining of nikel based super alloys (Inconel 718). Two tribometers have been developped enabling the characterization of the friction under extreme contact conditions. It allows to cover a large range of contact pressure up to 3 GPa and high velocities (over 380 n/min). Futhermore, these devices provides information about thermal aspect in the contact interface. A numerical simulation of the friction test has been developed. This method can be used to identify the local friction value from the macroscopic results. Futhermore, it facilities the exploitation of the experimental results in order to reach local parameters such as local sliding velocity, contact temperature and contact pressure. The experimental results coupled with numerical study enable the identification of friction models depending on contact pressure and local sliding velocity 42CrMo4/Carbur coated carbide and Inconel 718/ TiAIN coated carbide.