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Les travaux présentés dans cette thèse s'inscrivent dans le cadre du projet européen ACCENT sur la maîtrise de l'intégrité de surface par la surveillance lors de l'usinage des pièces critiques aéronautiques. Des études antérieures ont montrées que des anomalies générées lors de l'usinage peuvent induire un abattement sur la tenue en fatigue des pièces. Dans ce contexte, l'objectif de ces travaux est de modéliser la relation entre l'intégrité de surface et les signaux enregistrés lors du perçage de l'Udimet®720. A partir d'une démarche expérimentale basée sur le Couple-Outil-Matière et les plans d'expériences, une caractérisation de l'usure de l'outil, de l'intégrité de surface et des signaux enregistrés a été effectuées en fonction des conditions d‘usinage et du contexte de l'opération (lubrifiant, dureté matière). Cette caractérisation à permis d'établir des corrélations entre les caractéristiques de l'intégrité de surface et celles des signaux. Ces corrélations ont été modélisées par des méthodes directes et statistiques, afin de mettre en avant la pertinence des capteurs de puissance, d'efforts et d'accélération par rapport aux anomalies d'usinage. Ainsi les capteurs permettent la prédiction de la couche de matière affectée par l'opération quelque soit le contexte d'usinage.

International audience; Manufacturing critical parts for aerospace industry requires an important validation process to guarantee the quality of the produced components, and thus their fatigue life. Even with the best cutting conditions, disturbances can occur during the process and may have a direct impact on metallurgical quality. Through an experimental approach, this work presents the impact, during machining, of a lubricant interruption on the surface integrity and on the Process Monitoring signals. Finally a correlation between the thickness of the thermo-mechanically affected layer and the cutting power is made.

Dans une production grande série de pièces automobiles, des vibrations d’usinage ont été observées. Les modèles spécifiques au tournage intérieur de pièces cannelées étant rares, un modèle de broutement a été développé. De plus, les défauts de concentricité ont été pris en compte. Suite à l’analyse du process actuel, il est développé ici quelques modèles simples permettant d’estimer les efforts de coupe en jeu et les fréquences propres de vibration de la pièce, avec ou sans effet gyroscopique. Le modèle dit de «semi-discrétisation» est utilisé afin d’estimer l’influence de l’amplitude et de l’orientation angulaire de l’excentration par rapport aux cannelures. Les résultats obtenus par les modifications réalisées sur le process actuel sont ensuite présentés. Enfin, des modélisations supplémentaires ont été réalisées afin de prédire l’influence sur les vibrations d’une modification de la forme de la pièce et de l’utilisation de conditions UGV.

Dans un contexte industriel de production grande série de pièce automobiles il a été observé qu'apparaissaient de façon sporadique, mais persistante, des problèmes de vibration. Cela a imposé un contrôle systématique des pièces produites. Les phénomènes en question ici, dit de vibrations forcées et auto-entrenues, a déjà fait l'objet de publications scientifiques, mais peu de modèles proposés sont adaptés à notre cas précis : il s'agit du tournage intérieur avec coupe fortement interrompue. De plus, la présence, inévitable en production grande série, de défauts répartis plus ou moins aléatoirement, représente un facteur majeur ici dans l'apparition du phénomène. Le travail présenté ici consiste en premier lieu à identifier par des mesures les nombreux facteurs susceptibles de contribuer à l'apparition du phénomène de vibration. Des modélisations vibratoires adaptées à notre cas, ont été ensuite réalisées afin de préciser certaines hypothèses issues de l'analyse des mesures. En conclusion, il est montré l'importance fondamentale des défauts (outils, pièce, machine) et de leurs cumuls sur l'apparition des phénomènes. Des améliorations du process d'usinage ont été mises en œuvre industriellement et des pistes d'amélioration ont été mises à jour.