Proposition de thèse CIFRE - ANRT

Ce projet de R&T est structuré en 4 phases dont les objectifs sont :USI1 : Déformations liées au champ de contraintes résiduelles initial.USI2 : Déformations liées aux efforts de coupe.USI3 : Déformations liées aux CR générées pendant l’usinage.USI4 : Prédiction de la microstructure des pièces usinées.L’étude proposée s’inscrit dans l’axe USI2 et constitue l’élément central d’un sous-projet nommé ModEC :Modélisation des Efforts de Coupe. Ce sous-projet a pour objectif final de mettre à disposition des modèles d’effortsde coupe locaux permettant de prédire avec précision les efforts s’appliquant sur une pièce lors d’une opérationd’usinage. Ces efforts serviront ensuite de données d’entrées au calcul des déformations subies par la pièce.SUJET DE THESELes pièces minces, telles que les viroles, les disques ou les carters, se déforment sous l’action des efforts de coupependant les opérations d’usinage, ce qui introduit notamment des erreurs dimensionnelles sur les pièces. Le sujet dethèse s’inscrit dans le cadre de la tache USI2, et vise donc à prédire les efforts de coupe afin d’intégrer dès lapréparation d’usinage des pièces, des parcours d’outils adaptés à l’obtention de leurs formes et de leurs dimensionsfinales.Photo : Eric Drouin – SnecmaL’objectif de la thèse est de fournir un modèle d’efforts de coupe qui sera ensuite intégré (tache d’ingénierie / horsthèse) dans le logiciel des méthodes de Snecma. Le matériau cible est l’alliage réfractaire Inconel 718 qui possèdeune mauvaise usinabilité et qui provoque une usure rapide des outils coupant, ce qui affecte les efforts. Laméthodologie envisagée repose sur la discrétisation d’arête et sur le concept du Couple Arête Matière (CAM). Ilfaudra établir des relations de coupe paramétrées fonction de la géométrie locale de coupe d’une arête, afin depouvoir obtenir des efforts correspondant à divers types d’outil. L’idée est de modéliser la coupe dans un domainede géométrie d’arête tel qu’il puisse ensuite permettre de simuler les efforts de coupe en tournage (faible obliquitéd’arête) ainsi qu’en fraisage (grande obliquité d’arête). Les démarches d’identification directe et indirecte serontemployées, et un accent particulier devra être mis sur la définition d’une nouvelle méthodologie expérimentalepermettant de minimiser les essais instrumentés. La forme des relations de coupe envisagée est de type mixtephénoménologique / physique. Par ailleurs la prise en compte de paramètres technologiques complémentaires seranécessaire, notamment pour l’usinage au nitrure de bore cubique (c-BN) et avec l’assistance jet d’eau hautepression.

Effort de coupe (N)1400120010008006004002000D = 10 mm ; Z = 4 ; g o = 15° ; l s = 30° ; f z = 0.1 mm/tr/dt ; a e = 3 mm ; a p = 10 mmFx (N)Fy (N)Fz (N)-200-400-600180 150 120 90 60 30 0 -30 -60 -90 -120 -150 -180Position angulaire de l'outil (°)Simulation d’effort de coupe en fraisage fonction d’une géométrie de coupe paramétrée