Analyse tribo-énergétique du procédé de toilage des portées cylindriques en acier traité et en fonte à graphite sphéroïdal

Résumé : Connu dans son principe depuis les années 30, le procédé de toilage a surtout débouché industriellement chez le constructeur automobile américain Chrysler. Il était le premier à mettre au point des appareils permettant un usinage mécanisé pour un processus de fabrication jusque là manuel. L'usinage de superfinition par toilage a conquis ensuite une large audience sous l'impulsion des travaux de l'allemand Karl Wiek en 1950. L'objectif de ce travail était de préciser l'action de toilage en liaison avec l'intervention des variables process ainsi que les caractéristiques principales des processus physiques mis en jeu dans la superfinition des métaux. Dans la synthèse bibliographique, nous avons montré les insuffisances des travaux scientifiques sur l'usinage par toilage qui ramènent la connaissance du procédé à un boisseau de faits empiriques montrant l'intervention critique d'un certain nombre de variables du process. Afin de mieux cerner les mécanismes physiques qui régissent l'usinage par film abrasif, nous avons introduit une approche tribo-énergétique utilisant le couplage des mesures physiques in situ et des expertises de retour d'essais de toilage. Reprenant alors méthodiquement les connaissances de conception des technologies de toilage, nous avons développé un banc d'essai original basé sur un test de toilage où tous les paramètres limites sont donnés par les conditions de service (essai de service). Les mécanismes physiques entrant en jeu dans le toilage du matériau usiné et au niveau de l'interface toile/pièce ont été ainsi discutés. Aussi les interventions des variables process examinées avec effet d'échelle ont été précisées. Bien que le toilage agit par écrêtement de rugosité et par formation de micro-copeaux, la structure du film abrasif, caractérisée par un pouvoir de logement élevé, semble freiner voire transformer cette action de coupe en phénomène de frottement et de labourage. Par ailleurs, la ductilité et l'homogénéité microstructurale du matériau usiné semble conditionner, entre autres phénomènes, l'épaisseur de la couche écrouie et l'endurance de la surface toilée. Nous avons présenté aussi des résultats originaux qui montrent, par une approche multi-échelles de la topographie de surface, l'effet d'échelle de rugosité sur l'intervention des variables process. Celui-ci conditionne fortement la stabilité du process de toilage et permet de mieux préciser la qualité tribologique de surface en terme du besoin fonctionnel.
Type de document :
Thèse
Sciences de l'ingénieur [physics]. Arts et Métiers ParisTech, 2007. Français. <NNT : 2007ENAM0043>
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Contributeur : Ecole Arts Et Métiers Paristech <>
Soumis le : jeudi 29 mai 2008 - 08:00:00
Dernière modification le : mercredi 10 novembre 2010 - 15:00:48
Document(s) archivé(s) le : jeudi 30 septembre 2010 - 20:23:00

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Edoardo Sura. Analyse tribo-énergétique du procédé de toilage des portées cylindriques en acier traité et en fonte à graphite sphéroïdal. Sciences de l'ingénieur [physics]. Arts et Métiers ParisTech, 2007. Français. <NNT : 2007ENAM0043>. <pastel-00003769>

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