AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR)
Abstract
Ce travail s’inscrit dans une démarche globale d’amélioration de la simulation des opérations d’usinage, et à une échelle plus locale, de la modélisation de la coupe des métaux. Il s’agit ici de remettre en question les conditions de « contact parfait » communément supposées à l’interface outil-copeau. Des essais de coupe orthogonale sont tout d’abord réalisés à sec sur un acier C45 avec des outils carbures revêtus TiN. Les zones de contact outil-copeau sont analysées par MEB-EDS afin de dissocier les parties « collantes » et glissantes du contact et d’évaluer la distribution d’éventuels dépôts. Un mécanisme de formation d’une résistance thermique de contact (RTC) est proposé suite aux faibles taux réels de contact extraits des cartes EDS. Une modélisation aux éléments finis est ensuite développée pour mettre en valeur l’impact de telles conditions thermiques de contact sur le procédé. Les efforts de coupe moyens, l’épaisseur du copeau généré et la longueur totale de contact apparaissent très peu sensibles à la RTC. Les grandeurs thermiques telles le flux de chaleur transmis à l’outil coupant, le champ de températures résultant et la continuité en température de part et d’autre de l’interface outil-copeau sont en revanche réellement affectées suivant son amplitude. On montre par ailleurs que la formation d’une résistance thermique de contact non négligeable à l’interface outil-copeau peut modifier fortement le partage de chaleur local par rapport à un contact supposé « parfait ». Ces aspects deviennent cruciaux lorsque l’on s’intéresse à des problèmes locaux comme l’usure outil où les grandeurs comme la température sont primordiales. L’existence d’une zone de contact hétérogène doit alors être prise en compte dans les simulations. Cette étude souligne encore le besoin d’introduire une dimension physique supplémentaire par des modèles de transfert de chaleur locaux afin d’améliorer la fiabilité des simulations d’usinage
