Contribution à l'étude de l'influence des caractéristiques mécaniques du matériau, étude numérique de la formation du copeau en coupe orthogonale de l'acier 42CrMo4

Abstract

Le travail réalisé vise à apporter une amélioration significative à la compréhension et à la modélisation du phénomène de formation du copeau lors d'un usinage d'un acier (Acier 42 CrMo4) et à la diversité des formes de copeaux obtenus et l'origine de cette dernière. L'étude bibliographique de la coupe orthogonale et sa modélisation analytique notamment avec les travaux de Merchant et Oxley nous a permis de citer les conclusions suivantes : - La formation du copeau est supposée être due à un intense cisaillement le long d'un plan incliné d'un angle appelé " angle de cisaillement " (?). - La formation du copeau dépend des conditions de coupe. - La morphologie du copeau dépend des caractéristiques mécaniques et thermiques du matériau et de la vitesse de déformation. Le modèle de Johnson Cook est l'ensemble d'une loi de comportement et d'un critère d'endommagement. Deux lois qui sont constituées de plusieurs constantes (A,B,n,C,m,D1,D2,D3,D4,D5) qui régissent la forme finale du copeau. Les résultats des simulations réalisé sur le logiciel d'éléments finis ABAQUS ont donné des copeaux existants réellement reproduits numériquement. Une comparaison a ensuite été faite entre les copeaux simulés et ceux obtenus lors de travaux pratiques réalisés antérieurement. Notre étude nous a abouti aux points suivants : o Le paramètre D2 (Facteur exponentiel du critère d'endommagent de Johnson Cook) joue un rôle sur l'état de la surface usiné et sur le relâchement des contraintes appliquées après le passage de l'outil. o Le coefficient d'écrouissage n influe sur la forme finale du copeau. Plus celui-ci augmente plus le copeau a tendance à avoir une forme hélicoïdale. Donc, la variation du coefficient d'écrouissage nous fait obtenir différents copeaux. o L'écrouissage d'un matériau varie suivant le diamètre de la pièce ce qui fait obtenir différents copeaux sur différents diamètres. Conclusion Générale

Pour conclure, cette étude n'a fait qu'effleurer le phénomène de formation du copeau et sa modélisation et il reste encore beaucoup de points qui doivent être soit corriger, soit réétudier. Par rapport à ce travail, il faut par exemple respecter de la vitesse de coupe Vc, prendre en compte l'influence de la température qui a été ignorée tout au long du processus de simulation où encore raffiner le maillage qui reste obsolète pour une telle étude. Ces circonstances ont été prises telle qu'elles sont pour garantir un gain en temps de calcul et pour faute de matériels adéquats. Par rapport à une nouvelle approche, il faut réétudier le phénomène, trouver l'influence des autres paramètres (A,C, les D du critère d'endommagement, les températures…) sur la formation du copeau.