Modélisation du frottement outil-pièce pour la simulation de la coupe par la méthode des éléments finis
Résumé
Pour comprendre et modéliser le frottement entre la pièce et l'outil, nous avons développé un dispositif expérimental qui permet de reproduire des conditions de frottement et d'usure du même ordre de grandeur que celles observées lors de la coupe. Le dispositif est du type pion-disque. Le matériau sélectionné pour le disque est un acier faiblement allié 42CrMo4. Les pions ont été taillés dans des plaquettes en carbure cémenté non revêtu. Les essais ont mis en évidence, sous la piste de frottement dans le disque, des phénomènes observés dans la pièce ou le copeau pour certaines conditions de coupe. En particulier, l'existence d'une couche blanche qui est le résultat de la transformation ferrite-martensite, ainsi qu'une zone ayant subie de fortes déformations plastiques sur une profondeur de l'ordre de 0,05 mm. Deux approches ont été exploitées pour proposer des modèles de frottement à deux échelles différentes. Le premier modèle est dédié à une analyse des conséquences du frottement à l'échelle macroscopique. Le deuxième est dédié à une analyse à l'échelle mésoscopique. Ce dernier doit-être adapté à la prévision des déformations plastiques dans la pièce usinée et dans le copeau. Nous pensons que le problème inverse à traiter pour identifier le modèle de frottement à l'échelle mésoscopique est aussi complexe que celui nécessaire pour la prévision de la formation du copeau. Dans cet article nous montrons l'importance des couplages thermomécaniques, des déformations plastiques observées en dehors du troisième corps et des phénomènes dynamiques sur une profondeur plus grande que celle du troisième corps.
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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)