Contribution a l’Etude des Performances de Coupe et des Mécanismes d’Usure des Outils en Carbure avec Revêtements Composites

Abstract

La température de coupe revêt une importance capitale dans les opérations d'usinage, car elle exerce une influence déterminante sur la durabilité de l'outil de coupe. Les paramètres de coupe ainsi que le matériau constitutif de la plaquette sont des variables cruciales qui conditionnent la température lors du processus de tournage. Cette étude se penche sur l'acier X 200 Cr 12 et combine des expériences pratiques avec des simulations numériques pour évaluer la température de coupe. Un thermocouple est utilisé dans l'approche expérimentale afin de mesurer cette température, tandis qu'une méthode des éléments finis (MEF) exploitant le logiciel ABAQUS, et intégrant le modèle de matériau Johnson-Cook, est employée pour la modélisation. Les résultats indiquent une augmentation de la température de coupe en fonction de la profondeur de coupe, de la vitesse d'avance et de la vitesse de rotation. En raison de la haute conductivité du revêtement de la plaquette, la température de l'outil de coupe atteint des niveaux significativement plus élevés que ceux observés avec des plaquettes non revêtues. De plus, la conductivité de la plaquette exerce une influence sur la température de coupe, avec la vitesse d'avance et la profondeur de coupe se révélant être les paramètres les plus influents.

درجة حرارة القطع هي ظاهرة حاسمة مرتبطة بعمليات الخراطة لأنها تؤثر على عمر أداة القطع. تعتبر معلمات القطع بالإضافة إلى مادة الشريحة شروطًا أساسية تؤثر على درجة الحرارة أثناء الخراطة. في هذا البحث، تم إجراء تجارب عملية بالإضافة إلى محاكاة رقمية على الفولاذ X 200 Cr 12 أثناء عملية الخراطة. لتقييم درجة حرارة أداة القطع، تم استخدام محول حراري في إطار النهج التجريبي. بالمقابل، تم استخدام طريقة العناصر المحدودة (MEF) باستخدام برنامج ABAQUS ، وتضمن نموذجة مادة بنموذج Johnson-Cook . تُظهر النتائج أن درجة حرارة القطع تزيد مع عمق القطع وسرعة التقدم وسرعة الدوران. نظرًا للتوصيلية العالية لطلاء الشريحة، تصل درجة حرارة أداة القطع إلى مستويات أعلى بكثير مما هو الحال في حالة الشرائح الغير المطلية. التوصيلية للشريحة تؤثر على درجة حرارة القطع. أكثر العوامل تأثيرًا على درجة حرارة القطع هي سرعة التقدم وعمق القطع.

The temperature during cutting represents a critical aspect of machining operations as it directly affects the longevity of the cutting tool. Cutting parameters and the material composition of the insert are fundamental factors that influence temperature fluctuations during turning processes. This study involved practical experiments and numerical simulations specifically focusing on X 200 Cr 12 steel during turning operations. Assessing the temperature of the cutting tool involved the use of a thermocouple within the experimental setup. Simultaneously, a finite element method (FEM) employing the explicit ABAQUS software, integrating the Johnson-Cook material model, was utilized for modeling purposes. The findings reveal that cutting temperature escalates with increased cutting depth, feed rate, and rotational speed. Notably, owing to the elevated conductivity of the insert coating, the cutting tool's temperature reaches significantly higher thresholds compared to uncoated inserts. The conductivity of the insert directly influences cutting temperature, with the feed rate and cutting depth emerging as the most influential parameters.