Etablissement Université de Sétif 1 - Ferhat Abbas Affiliation Département de Mécanique de Précision Auteur SEBHI, Amar Directeur de thèse

Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement Université de Sétif 1 - Ferhat Abbas Affiliation Département de Mécanique de Précision Auteur SEBHI, Amar Directeur de thèse Osmani Hocine (Professeur) Co-directeur Loucif Kamel (Professeur) Filière Optique et Mécanique de Précision Diplôme Doctorat Titre Etude tribologique des outils de coupe et aciers Mots clés Principe du tribomètre d’Hedenquist.Température à l’interface outil-copeau.exigences tribologiques et phénomène de frottement. Résumé La recherche d’une productivité toujours meilleure de la coupe des métaux est donc une préoccupation majeure dans le développement de l’industrie. Chercher en permanence une amélioration, une valeur ajoutée, une astuce liée directement à l’étude approfondie des mécanismes physique et des lois régissant ce procédé. Celle ci reste donc un objectif essentiel. Son intérêt ne peut être éclipsé par le développement de nouveaux moyens d’usinage ou de nouvelle technique de commande et de programmation même si ces derniers points participent aussi au développement de la fabrication à grande vitesse. La mise en oeuvre rationnelle de ces techniques passe en effet par une connaissance approfondie du processus de coupe et une maîtrise des paramètres qui le gouverne. L’usinage des aciers est un des procédés de mise en forme de pièces les plus utilisés dans l’industrie mécanique. L’étude tribologique est nécessaire pour rassembler les notions indispensable à la coupe et la mise en oeuvre du produit avec l’optimisation maximale de l’énergie, des moyens, du temps, et par la suite la productivité. La tribologie est le domaine qui cerne cette étude. Elle permet de bien définir la gamme de fabrication des pièces mécaniques, et de prévoir le comportement de l’outil lors de l’usinage, ce qui facilite par la suite la compréhension et la maîtrise des phénomènes mis en jeu dans un temps très réduit. Pour cette raison, l’industrie mécanique demande depuis de nombreuses années des outils de prédétermination des opérations d’usinage afin de dimensionner correctement leurs installations de production. Les différents paramètres de la coupe, à savoir le matériau, la forme, la géométrie et le revêtement de l’outil et les conditions de coupe influent sur l’usinabilité de la matière à usiner. Lorsqu’une contrainte s’ajoute, le problème de coupe se complique. C’est le cas de l’élimination du lubrifiant au futur, suite aux exigences environnement et santé. Les phénomènes tribologiques à l’interface Outil/Surface usinée/Copeau sont très complexes à modéliser et pourtant ce sont la clef du comportement de l’outil, et notamment de sa résistance à l’usure. En effet, tous les codes de calcul traitent ce problème comme un frottement de Coulomb constant, alors que d’intenses phénomènes d’adhésion s’y produisent ainsi que des réactions chimiques et des phénomènes de diffusion. Dans la mise en forme des métaux par la coupe, le procédé de tournage, objet de notre étude, représente à lui seul 33% du domaine d’usinage par enlèvement de copeau. De nouveaux matériaux mise en forme par les sidérurgistes pour répondre aux exigences particulières de quelques domaines comme l’aéronautique, doivent être caractérisé L’étude se propose de fournir les éléments nécessaires à la compréhension des mécanismes d’endommagement et se présente comme un travail préparatoire aux méthodes d’optimisation. Dans cette optique, ce rapport de thèse à été subdivisé en trois parties : - Première partie : Dans le premier chapitre, nous aborderons, le problème de l’usinabilité des aciers. Un aperçu général, sur les principales propriétés mécaniques et structurales de quelques aciers à usinabilité améliorer, sera présenté à la fin, afin de répondre à la question : Pourquoi l’acier à usinabilité améliorer ? 7 Le deuxième chapitre traitera des phénomènes tribologiques rencontrés au cours d’usinage. Nous aborderons le phénomène de la formation de copeau au cours d’une opération d’usinage et les phénomènes physiques associés. Une revue bibliographique sur les différents systèmes tribologique et les tribomètres conçuent pour répondre aux exigences tribologiques et phénomène de frottement. -Deuxième partie : Le troisième chapitre, qui représente la partie essentielle de ce travail, permettra de caractériser et de quantifier le coefficient de frottement apparent dans les mêmes conditions de contact que celles produites aux interfaces Outil/Pièce/Copeau durant une opération d’usinage. Du moment que le dispositif expérimental développé est capable, également, de fournir des informations précises sur le flux de chaleur transmis vers le pion au cours d’essai. Cette information sera utile, d’une part, pour différencier le comportement des différents revêtements utilisés, et d’autre part, pour établir un bilan thermique de la chaleur générée lors d’un essai de frottement. -Troisième partie : Enfin, la présentation des équipements de recherche utilisé dans les essais et les moyens d’évaluation, d’observation et de mesure du rayage dans le chapitre quatre. Le chapitre cinq, partie expérimentale ou nous présenterons le travail réalisé que ce soit en Algérie avec les moyens disponibles qui ont aboutis à une première publication ; suivi par les résultats des essais réalisé au Laboratoire de Tribologie et Dynamique des Système (LTDS) à l’ENISE en France, sous la direction du professeur Joel Rech. qui a permet la deuxième publication. En conclusion, nous dresserons un bilan des résultats obtenus et proposerons quelques perspectives d’étude pouvant donner suite aux travaux déjà réalisés. Date de soutenance 2013 Cote TH978 Pagination 115P Illusatration 00000 Format CD Statut Soutenue