AbstractsBiology & Animal Science

Pour assurer sa compétitivité, l’industrie aéronautique a de plus en plus besoin de composants et pièces mécaniques de haute performance fonctionnelle et de durée de vie en service plus longue. L’amélioration de la durée de vie en service des pièces usinées passe essentiellement par la maitrise et le contrôle de l’intégrité de surface. Ainsi, la présente étude a pour objectif d’investiguer, expérimentalement et théoriquement, les interactions outil/matière et leurs effets sur l’intégrité de surface lors de la coupe orthogonale à grande vitesse des alliages d’aluminium et des aciers durs utilisés dans la fabrication des pièces structurales en industrie aéronautique. Les matériaux d’étude sont deux alliages d'aluminium (6061-T6 et 7075-T651) et un acier faiblement allié (AISI 4340). L'acier AISI 4340 a été usiné à l’état traité par induction (58-60 HRC) (usinage dur). Ces matériaux ont été choisis dans le but de développer une approche globale pour prédire le comportement, en usinage à grande vitesse, de deux classes de métaux de caractéristiques mécaniques différentes (ductile et dur). L'approche proposée se base sur trois étapes. Premièrement, nous avons établi un plan d’expérience afin de mener une investigation expérimentale sur les effets des conditions de coupe sur l’intégrité de surface et la formation de copeaux en usinage grande vitesse à sec. La configuration de la coupe orthogonale adoptée dans cette étude nous a permis d’explorer, théoriquement, les effets des paramètres technologiques (vitesse de coupe et avance) et physiques (efforts de coupe, température, angle de cisaillement, angle de frottement, et longueur de contact outil/copeau) sur les mécanismes de formation de copeaux et les caractéristiques de l’intégrité de surfaces usinées (contraintes résiduelles, déformation plastique, transformation de phase, etc.). Les conditions de coupe ont été choisies tout en respectant un plan d’expérience composite central (CCD) à deux facteurs (vitesse de coupe et avance par tour). Dans le cas de l’usinage de l’aluminium 7075-T651, les résultats ont montré que la formation de l’arête rapportée (BUE) et l’interaction entre l’arête de coupe et les particules intermétalliques riches en fer sont les principales causes de la dégradation de la qualité de surfaces usinées. La formation de l’arête rapportée s’est intensifiée pour les avances élevées. Cependant, l’augmentation de la vitesse de coupe l’a réduit et a intensifié le collage de l’aluminium sur la face de coupe. L’étude a montré, également, qu’avec un choix judicieux de la vitesse de coupe et l’avance, il est possible de générer un état de contrainte de compression favorable à une meilleure durée de vie en fatigue des pièces en aluminium 7075-T651. Dans cette analyse, des corrélations ont été établi entre l’état de contrainte et les paramètres de coupe, tels que les efforts de coupe, angle de cisaillement, et angle de frottement. D’autre part, nous avons étudié l’effet des conditions de coupe sur l’intégrité de surface en usinage dur de l’acier AISI…