Contributions expérimentales et numériques pour la compréhension de l'intégrité des surfaces induite par un outil combiné usinage - galetage PDF Download
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Book Description
Le procédé de tournage galetage (CoTuB) est un traitement d'usinage innovant réalisant les procédés de tournage et de galetage à billes simultanément et sur la même machine-outil. L'objectif du procédé combiné est d'améliorer l'intégrité de surface et en même temps d'augmenter la productivité par rapport aux traitements conventionnels de surface et les procédés d'usinage. En adoptant un plan d'expérience, il a été démontré qu'une amélioration considérable de l'intégrité de surface pourrait être obtenue en utilisant le nouveau procédé combiné et en sélectionnant les paramètres appropriés. Pour effectuer une étude paramétrique, un ensembre d'expériences basées sur un plan d'expérience de type Taguchi complété par une analyse de la variance (ANOVA) a été réalisée. Le but de cette étude expérimentale est d'identifier les paramètres optimaux du tournage/galetage lors du traitement de l'acier 42 Cr Mo 4 permettant de donner une intégrité de surface optimale.Pour une meilleure compréhension des phénomènes impliqués lors du procédé combiné d'usinage/galetage, des approches et méthodologies numériques ont été développées afin de reproduire le procédé combiné. Une nouvelle approche numérique, appelée "Approche Mixte", est développée et utilisée afin de simplifier la simulation du procédé combiné. Cette approche combine des données expérimentales et numériques afin de déterminer la forme et de quantifier les chargements thermiques et mécaniques exercés par l'outil de coupe sur la surface usinée sur chaque zone de cisaillement. Cette nouvelle méthode a permis d'effectuer une simulation 3D du procédé de tournage-galetage combiné et permet de simuler plusieurs passages des outils autour de la surface usinée. La simulation permet de prédire les contraintes résiduelles induites par le procédé combiné et la comparaison révèle un bon accord entre les résultats numériques et expérimentaux.
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Le procédé de tournage galetage (CoTuB) est un traitement d'usinage innovant réalisant les procédés de tournage et de galetage à billes simultanément et sur la même machine-outil. L'objectif du procédé combiné est d'améliorer l'intégrité de surface et en même temps d'augmenter la productivité par rapport aux traitements conventionnels de surface et les procédés d'usinage. En adoptant un plan d'expérience, il a été démontré qu'une amélioration considérable de l'intégrité de surface pourrait être obtenue en utilisant le nouveau procédé combiné et en sélectionnant les paramètres appropriés. Pour effectuer une étude paramétrique, un ensembre d'expériences basées sur un plan d'expérience de type Taguchi complété par une analyse de la variance (ANOVA) a été réalisée. Le but de cette étude expérimentale est d'identifier les paramètres optimaux du tournage/galetage lors du traitement de l'acier 42 Cr Mo 4 permettant de donner une intégrité de surface optimale.Pour une meilleure compréhension des phénomènes impliqués lors du procédé combiné d'usinage/galetage, des approches et méthodologies numériques ont été développées afin de reproduire le procédé combiné. Une nouvelle approche numérique, appelée "Approche Mixte", est développée et utilisée afin de simplifier la simulation du procédé combiné. Cette approche combine des données expérimentales et numériques afin de déterminer la forme et de quantifier les chargements thermiques et mécaniques exercés par l'outil de coupe sur la surface usinée sur chaque zone de cisaillement. Cette nouvelle méthode a permis d'effectuer une simulation 3D du procédé de tournage-galetage combiné et permet de simuler plusieurs passages des outils autour de la surface usinée. La simulation permet de prédire les contraintes résiduelles induites par le procédé combiné et la comparaison révèle un bon accord entre les résultats numériques et expérimentaux.
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Combining grinding with burnishing called “REGAL” is a newly developed outstanding technique consisting in grinding and burnishing operating simultaneously. The purpose behind this innovative approach is to enhance the surface integrity of the workpiece obtained by REGAL if compared to grinding and burnishing performing each one apart. REGAL process is made possible thanks to the design and manufacturing of a mechanical fixing system capable of maintaining the burnishing ball next to the grinding wheel. An automated control table is needed to make small and precise lateral feeds in order to ensure high surface recovery rates obtained by the ball burnishing tool. The most influential parameters of REGAL process were identified and their impacts on surface integrity were studied in terms of forces, roughness and residual stress results. The experimental results have shown that further from gaining time and energy by combining two processes in one, REGAL process enhances drastically the quality of the surface obtained if compared to workpiece surfaces obtained after grinding and burnishing acting separately. In addition, simultaneous grinding and burnishing introduces compressive residual stress results at the surface and beneath it reaching a deeper depth than the depth obtained by burnishing at the same manufacturing conditions thanks to the physicochemical changes obtained by the simultaneous thermomechanical/purely mechanical loads applied to the workpiece. 3D numerical simulations of grinding, burnishing and REGAL were also conducted to understand the physical phenomena occurring that is responsible of getting a more compressive residual stress layer obtained by REGAL if compared to burnishing acting separately and are in adequacy with the experimental results.
Author: P.R.N. Childs Publisher: Butterworth-Heinemann ISBN: 0080524028 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 420
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Metal machining is the most widespread metal-shaping process in the mechanical manufacturing industry. World-wide investment in metal machining tools increases year on year - and the wealth of nations can be judged by it. This text - the most up-to-date in the field - provides in-depth discussion of the theory and application of metal machining at an advanced level. It begins with an overview of the development of metal machining and its role in the current industrial environment and continues with a discussion of the theory and practice of machining. The underlying mechanics are analysed in detail and there are extensive chapters examining applications through a discussion of simulation and process control. "Metal Machining: Theory and Applications" is essential reading for senior undergraduates and postgraduates specialising in cutting technology. It is also an invaluable reference tool for professional engineers. Professors Childs, Maekawa, Obikawa and Yamane are four of the leading authorities on metal machining and have worked together for many years. Of interest to all mechanical, manufacturing and materials engineers Theoretical and practical problems addressed
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La durabilité des composants mécaniques en général et leur résistance à la corrosion en particulier ont une importance primordiale dans l'industrie moderne, qu'elle concerne la production d'énergie, les produits chimiques, le transport, les machines, les matériels médicaux, ou même les composants électroniques. Pour des pièces obtenues par usinage, il est donc nécessaire d'améliorer leur durée de vie et de réduire le risque de défaillance prématurée en améliorant leur intégrité de surface. Ainsi, une compréhension de l'effet du procédé sur l'intégrité de surface induite par usinage et ses conséquences au niveau de sa résistance à la corrosion sont les clés pour relever ces défis.Cette thèse traite le cas particulier de l'usinage de finition du cuivre Cu-c2 et son impact sur la résistance à la corrosion. D'abord, une étude expérimentale comparative du tournage et de la coupe orthogonale est effectuée. Ensuite, vu sa simplicité, la coupe orthogonale fait l'objet de la suite de l'étude. Un modèle numérique est développé pour la prédiction de l'intégrité de surface induite par la coupe. Il utilise une nouvelle loi constitutive du Cu-c2 tenant en compte les transformations microstructurales et l'état des contraintes dans le matériau. Enfin, les résultats issus des études expérimentales ainsi que des simulations numériques concernant l'intégrité de surface sont statistiquement traités dans une analyse multi-physique, dans la perspective d'établir le lien entre la résistance à la corrosion, l'intégrité des surfaces et la physique de la coupe.
Author: J. Paulo Davim Publisher: Springer ISBN: 3662439026 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 154
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This book presents a collection of examples illustrating the resent research advances in the machining of titanium alloys. These materials have excellent strength and fracture toughness as well as low density and good corrosion resistance; however, machinability is still poor due to their low thermal conductivity and high chemical reactivity with cutting tool materials. This book presents solutions to enhance machinability in titanium-based alloys and serves as a useful reference to professionals and researchers in aerospace, automotive and biomedical fields.
Author: Anis Rami
Author: Anis Rami
Author: Yasmine Charfeddine
Author: P.R.N. Childs
Author: Lamice Denguir
Author: J. Paulo Davim