Stratégie numérique et expérimentale pour la maîtrise de l'Usinage à Grande Vitesse - Université Polytechnique des Hauts-de-France Accéder directement au contenu
Communication Dans Un Congrès Année : 2017

Stratégie numérique et expérimentale pour la maîtrise de l'Usinage à Grande Vitesse

Résumé

High-speed machining is submitted to economical and ecological constraints. Developments of numerical approaches to simulate accurately high-speed machining process are therefore necessary. To get this purpose, rheological behavior of both antagonists and representative friction models at tool-chip interface has to be studied as encountered during high-speed machining process. This paper proposes a new approach to characterize friction behaviour at the contact interface and intends to formulate an empirical friction law depending on local interfacial variables like contact pressure, interfacial temperature and sliding velocity. Two specific devices are designed to carry out several tests. A two-dimensional finite element model of orthogonal cutting is developed with Abaqus/explicit software. An Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) formulation is used to predict chip formation, temperature, chip-tool contact length, chip thickness, and cutting forces. Finally, it is shown in this study that it is necessary to take into account a multi-parameters friction law depending on local pressures, temperatures and sliding velocities into the interface to improve numerical simulation of high-speed machining
L’usinage à grande vitesse présente de nombreux avantages comparé à l’usinage conventionnel mais reste soumis aux contraintes économiques et écologiques. L’optimisation des paramètres de coupe nécessite de développer des approches numériques perspicaces de l’interface outil-copeau. Cela impose de déterminer précisément le comportement rhéologique des antagonistes et d’établir des modèles de frottement objectifs. Il est ici proposé de déterminer une loi de frottement à paramètres multiples au moyen de deux tribomètres spécifiques. La méthodologie proposée utilise des modèles numériques des deux types d’essais tribologiques. La réalisation de nombreux essais permet d’estimer une loi de frottement dépendante des conditions locales dans le contact. Un modèle éléments finis de la coupe orthogonale à deux dimensions est développé avec le logiciel Abaqus Explicit en utilisant une formulation ALE (Arbitrary Lagrangian-Eulerian). Ce modèle éléments finis peut alors prédire la formation des copeaux, les températures d'interface, les longueurs de contact et les forces de coupe. Il est finalement montré dans cette étude qu’il est nécessaire de prendre en compte une loi de frottement à paramètres multiples qui tient compte des pressions, températures et vitesses de glissement locales pour aboutir à une simulation numérique objective de l’usinage à grande vitesse.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-03437203 , version 1 (19-11-2021)

Identifiants

  • HAL Id : hal-03437203 , version 1

Citer

Michel Watremez, Kevin Le Mercier, Yannick Senecaut, Laurent Dubar. Stratégie numérique et expérimentale pour la maîtrise de l'Usinage à Grande Vitesse. 23ème Congrès Français de Mécanique, Aug 2017, Lille, France. ⟨hal-03437203⟩
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