Etude du resserrement du trou détermination des chargements mécaniques induits par le phénomène

Etude du resserrement du trou détermination des chargements mécaniques induits par le phénomène

Les données résultantes des essais présentés au chapitre précédent ont permis de mettre en évidence le rôle clé du resserrement du trou en perçage du Ti6Al4V et ont pu confirmer le lien étroit entre ce phénomène, les efforts mesurés et la forme finale des trous réalisés. En outre, il a été démontré que l’aspect thermique avait une influence majeure sur l’intensité du resserrement. Ainsi, comme illustré Figure III.1, il a été jugé nécessaire d’identifier les formes et intensités des chargements mécaniques et thermiques, l’idée étant de découpler les effets du resserrement du trou dans les conditions à sec et avec assistance cryogénique. Au vu du choix réalisé, la première étape a été la détermination des chargements mécaniques induits par le resserrement du trou. En pratique, le resserrement du trou se manifeste tel que présenté sur la Figure III.2. Lors d’un perçage dans le Ti6Al4V, le diamètre réel du trou réalisé est en réalité plus petit que le diamètre théorique du trou qui correspond au diamètre du forêt. En raison de la conicité arrière du foret, cela mène à un contact entre les listels et la pièce dont la hauteur est directement liée au resserrement diamétral du trou. En conséquence, ce phénomène induit deux types de chargements mécaniques sur les listels :

Ainsi, la raison d’être de ce chapitre est de présenter la démarche expérimentale innovante qui a été développée dans le but de déterminer les chargements mécaniques induits sur les listels par le resserrement du trou. Notamment, la démarche proposée permet la détermination des efforts radiaux Fr1 et Fr2 qui constituaient le frein principal à la connaissance des chargements mécaniques pendant l’opération. La Figure III.3 présente un synoptique des étapes du développement exposé dans ce chapitre ainsi que les sections associées afin servir de repère pendant la lecture de celui-ci. Les essais de perçage ont été réalisés sur une machine-outil à commande numérique DMG 85V 3 axes. Les trous ont été percés à l’aide d’outils ISCAR composés d’un corps d’outil en acier SUMOCHAM (référence DCN 120-060-16-5D) et de plusieurs inserts interchangeables en carbure de tungstène (référence ICM 120 IC908) de diamètre 12 mm et dont les caractéristiques géométriques ont été explicitées dans la section II.2.2. L’épaisseur des plaques de Ti6Al4V (traité β) était de 25,5 mm. Le but de l’expérience était de pouvoir mesurer les efforts radiaux induits par le resserrement du trou en perçage de Ti6Al4V. Ainsi, comme le montre la Figure III.4, les trous ont été percés entre deux plaques qui étaient en contact afin d’éviter d’être dans une situation où la coupe serait trop discontinue. L’une des plaques était fixée à un dynamomètre KISTLER type 9257A à 3 composantes et l’autre était fixée à un dynamomètre KISTLER type 9257B à 3 composantes également, permettant de mesurer les efforts dans le plan perpendiculaire à l’axe du foret. De plus, le coLa position angulaire des arêtes a été mesurée en détournant les signaux provenant du codeur de broche. Comme le montre la Figure III.5, la position angulaire de référence a été choisie de telle manière que θmesuré = 0° corresponde à l’angle où les arêtes principales sont parallèles à l’axe X du centre d’usinage. uple et l’effort axial ont été mesurés à l’aide d’un dynamomètre rotatif KISTLER type 9123C.

Vérification du bon fonctionnement du dispositif et premiers ajustements

Par la suite, les essais réalisés avec ce dispositif expérimental et visant à mesurer les efforts radiaux seront désignés comme faisant partie du « cas bi-éprouvettes », par opposition à la manière usuelle de mesurer des efforts, sur une éprouvette fixée à une platine unique, qui sera désignée comme faisant partie du « cas mono-éprouvette » ou « cas conventionnel ». La Figure III.7 fait la comparaison entre les efforts mesurés selon l’axe X de la machine dans le cas bi- éprouvettes et dans le cas mono-éprouvette. Dans ce dernier, le signal de Fx oscille autour de 0 N et ne permet pas d’avoir d’informations quant aux efforts radiaux et tangentiels induits par la coupe et le resserrement du trou. Par contre, le cas bi-éprouvettes permet de voir une évolution au cours du temps, ce qui confirme que la méthode permet de mesurer des efforts dans le plan perpendiculaire à l’axe du foret.