لخّصلي

L'influence de la temperature joue un role tres important dans les procedes d'usinage.Dans ce domaine, les travaux s'interessent a l'analyse thermomecanique de la coupe orthogonale, aux champs de temperature presents dans la piece et les outils, ou les pertubations que la temperature peut induire au cours de certaines operations L'interet de ces approches est majeur pour une utilisation maitrisee des procedes.Une fois le modele recale, les resultats corroborent les conclusions des recherches analytiques, c'est a dire que l'avance et la vitesse de coupe sont des parametres tres influents sur la temperature alors que l'effet de la profondeur de passe est marginal.Ensuite le coefficient prend place dans une modelisation de la thermique a l'interface outil-copeau, permettant ainsi de recaler a l'aide d'un seul parametre l'effet de ces echanges dans le modele par elements finis et d'obtenir une bonne correlation avec l'experence.Ces efforts ont permis aux auteurs de mettre en evidence une variation cyclique de la temperature dans l'outil induisant une fatigue du materiau pouvant conduire a la rupture.Pour recaler leur modele, un dynamometre Kistler a ete utilisee pour mesurer les efforts de coupe en tournage sur un acier H13 et une mesure par camera thermique a ete utilisee pour determiner la temperature dans le copeau.Il conclut sur le besoin d'une nouvelle approche de la thermique dans les modeles par elements finis combinant les etats stationnaires et transitoires necessaires a la bonne modelisation du phenomene de la coupeDans la meme optique (Ng et al, 1999)[52] ont realise des simulations de coupe orthogonale avec le logiciel FORGE 2 c , permettant d'obtenir les temperatures et les efforts.Plus recemment (Umbrello et al., 2007)[53] ont propose dans leurs travaux l'evaluation d'un coefficient global de transfert thermique a l'interface outil-copeau en coupe orthogonale.Les experiences sont menees a l'aide d'outils de tournage equipes d'un thermocouple pour mesurer la repartition thermique dans l'outil afin d'identifier par methode inverse le coefficient global.Elle facilite la coupe en adoucissant le materiau mais limite les plages d'utilisation en degradant la duree de vie des outils et en sollicitant les pieces usinees.Malgre les hypotheses tres simples du modele, une bonne correlation sur la temperature est obtenue.

L’influence de la température joue un rôle très important dans les procédés d’usinage.
Elle facilite la coupe en adoucissant le matériau mais limite les plages d’utilisation en
dégradant la durée de vie des outils et en sollicitant les pièces usinées. De nombreuses
techniques expérimentales ou numériques ont été développées pour étudier les échauffements dus à la coupe et les distributions de température présents sur l’outil ou dans la
pièce. De plus le rôle de la température devient de plus en plus important dans les procédés
à grandes vitesses, en micro fabrication et dans l’usinage de nouveaux matériaux comme
les céramiques. Dans ce domaine, les travaux s’intéressent à l’analyse thermomécanique
de la coupe orthogonale, aux champs de température présents dans la pièce et les outils,
ou les pertubations que la température peut induire au cours de certaines opérations
L’intérêt de ces approches est majeur pour une utilisation maîtrisée des procédés.
En effet, les travaux de (Wang et al., 1996)[50] ont tenté d’appréhender le champ de
température dans la dent d’une fraise pour une opération donnée. Une étude théorique
de la thermique et une méthode expérimentale ont été mises en place pour identifier la
répartition des champs de température. Ces efforts ont permis aux auteurs de mettre en
évidence une variation cyclique de la température dans l’outil induisant une fatigue du
matériau pouvant conduire à la rupture. Plus tard (Ramesh et al., 1999)[51] ont mis en place un modèle par la méthode des
élément finis pour étudier les transferts de chaleur durant l’usinage. L’objectif étant de
pouvoir prédire le profil de température à l’interface outil-copeau à partir de données d’efforts de coupe provenant d’essais expérimentaux ou de modèles empiriques de la coupe.
Une fois le modèle recalé, les résultats corroborent les conclusions des recherches analytiques, c’est à dire que l’avance et la vitesse de coupe sont des paramètres très influents
sur la température alors que l’effet de la profondeur de passe est marginal. Dans la même
optique (Ng et al, 1999)[52] ont réalisé des simulations de coupe orthogonale avec le logiciel FORGE 2
c , permettant d’obtenir les températures et les efforts. Pour recaler leur
modèle, un dynamomètre Kistler a été utilisée pour mesurer les efforts de coupe en tournage sur un acier H13 et une mesure par caméra thermique a été utilisée pour déterminer
la température dans le copeau. Malgré les hypothèses très simples du modèle, une bonne
corrélation sur la température est obtenue. En revanche le modèle sous-estime les efforts
de coupe.
Plus récemment (Umbrello et al., 2007)[53] ont proposé dans leurs travaux l’évaluation
d’un coefficient global de transfert thermique à l’interface outil-copeau en coupe orthogonale. Un modèle par éléments finis du procédé a été réalisé avec une approche lagrangienne
eulérienne arbitraire à l’aide du logiciel Deform 2D
c . Les expériences sont menées à l’aide
d’outils de tournage équipés d’un thermocouple pour mesurer la répartition thermique
dans l’outil afin d’identifier par méthode inverse le coefficient global. Ensuite le coefficient
prend place dans une modélisation de la thermique à l’interface outil-copeau, permettant ainsi de recaler à l’aide d’un seul paramètre l’effet de ces échanges dans le modèle par éléments finis et d’obtenir une bonne corrélation avec l’expérence. La même année,
(Umbrello et al., 2007)[15] proposent les résultats d’une approche purement thermique
s’appuyant au préalable sur le calul du flux thermique à une approche thermomécanique
purement lagrangienne. L’auteur présente les avantages et inconvenients des deux approches. Il conclut sur le besoin d’une nouvelle approche de la thermique dans les modèles
par éléments finis combinant les états stationnaires et transitoires nécessaires à la bonne
modélisation du phénomène de la coupe