12/06/2013 - Soutenance de thèse de Henri-François Boyer

Henri-François BOYER soutiendra publiquement ses travaux de thèse intitulés

"Usinage à sec ou MQL Quantification et prise en compte des dilatations thermiques durant le process"

Le 12 Juin 2013 à 10 heures

Amphi Esquillan

Arts et Métiers ParisTech 151 Boulevard de l'Hôpital 75013 Paris

Directeur de thèse : Philippe LORONG

Co-encadrement de thèse : Nicolas RANC

 

Jury :

Daniel DUDZINSKI, Professeur, LEM3, Univesité de Metz, Rapporteur

Joël RECH, Professeur, ENISE, Rapporteur

Jean Yves HASCOET, Professeur, Laboratoire IRCCYN, Ecole Centrale Nantes, Examinateur

Philippe LORONG, Professeur, Art et Métiers ParisTech, Directeur de thèse

Nicolas RANC, Maître de Conférences, Arts et Métiers ParisTech, Examinateur

Patrice CARRAS, Renault SA, Invité

Franck KOPPKA, Renault SA, Invité

 

Résumé :

L’industrie automobile cherche à réduire son utilisation des liquides de coupe en usinage pour des raisons économiques, environnementales et sanitaires. Les fabricants développent ainsi la démarche Minimum Quantity Lubrication qui vise à réduire au strict minimum l’utilisation des liquides de coupes en usinage. En l’absence de liquide de coupe, la stabilisation thermique de la pièce n’est plus assurée et des échauffements locaux apparaissent. Ces échauffements créent des déformations qui doivent être quantifiés et pris en compte afin d’assurer la conformité de la géométrie produite.

Une démarche de modélisation de l’échauffement d’une pièce pendant l’usinage est présentée. Le modèle obtenu permet à la fois de quantifier la quantité de chaleur introduit dans la pièce pour des usinages simples et de simuler les déformations d’une pièce complexe lors de l’enchainement d’opération d’usinage. Cette quantification repose sur une méthode inverse. Elle est appliquée à des opérations de fraisage, perçage et taraudage d’un alliage d’aluminium AS9U3. Dans un second temps, une étude de l’influence de l’ordonnancement des opérations d’usinage d’un carter de boite de vitesses automobile sur la qualité de la géométrie produite est conduite. Cette étude illustre l’intérêt du modèle de simulation et des outils développés pendant la thèse. Enfin, les enjeux économiques et environnementaux de la technologie MQL seront abordés.

Mots clés : usinage à sec, MQL, thermique, simulation numérique

 

Dry or MLQ machining – Quantification and consideration of thermal distortions aloong the process

Abstract : The application of MQL or dry machining in mass production becomes more and more accepted. Dry (MQL) machining is a very efficient solution to reduce the usage of cutting fluids and represents an effective measure for an environmental friendly production. However, these techniques do not benefit any more from the stabilization in temperature obtained with cutting fluids. More important and more heterogeneous increases of the temperature are observed. This leads to distortions of the work piece during machining which are necessary to be taken into account to maintain the geometrical quality of the manufactured surfaces. A model of the warm-up of a part during machining is presented. The obtained model allows to quantify heat introduced into the work piece for simple operations and to feign the distortions of a complex part when operations are enchained. This quantification is based on an inverse method. It is applied for reaming, drilling and tapping process for an aluminum alloy AS9U3. Secondly, a study about influence of operations organization is done. We use the model to quantify distortions an aluminum clutch case along machining. This study illustrates interest of the model and of tools developed during the PhD. In a last part, economic and environmental stakes of the MQL approach are discussed.

Keywords : MQL Machining, Dry Machining, Heat Transfer, Simulation

Groupe(s) de recherche lié(s): 
DYSCO : DYnamique Structures Systèmes et Contrôle