Contribution à l'étude de la physique de l'interface meule-pièce dans le cadre de la rectification conventionnelle et à grande vitesse

Les premières études scientifiques du processus de rectification ont très probablement débuté en 1890, époque où les premières meules synthétiques ont été fabriquées. Depuis, seuls quelques modèles géométriques locaux (1943) ont permis de prédire les avantages de la grande vitesse, mais pas de comprendre la physique de l'abrasion. Depuis une décennie, les professionnels de la rectification ont pu construire les premières machines spécialement dédiées à la grande vitesse (RGV). On constate que l'utilisation de telle machine repose fortement sur l'expérience notamment pour déterminer les zones de bon fonctionnement. La compréhension de la physique de coupe semble alors être une étape incontournable. Le travail de thèse débute par une synthèse faisant état de l'art des différents travaux effectués ces cinquante dernières années dans le domaine de la rectification. Des méthodes pour cerner la physique de l'abrasion sont ensuite présentées au travers d'investigations expérimentales. A cet effet, une manipulation originale sur une rectifieuse munie d'une meule à grain unique a été entièrement dimensionnée et finalisée au LTDS. Les résultats ont permis de mieux cerner les différentes phases de la coupe et de définir comme en tournage, la notion de copeau minimum à léchelle du grain abrasif. Une méthode de calcul de l'énergie spécifique d'abrasion est ensuite développée. Par ailleurs, des moyens originaux de visualisation par des techniques de "multi-expositions" ont permis de voir des copeaux dans l'interface et d'en déduire la vitesse. Enfin, un modèle thermomécanique par éléments finis du processus a permis de comprendre et d'expliquer qualitativement les mécanismes d'apparition des contraintes résiduelles. Cette étude est importante car le comportement et la durée de vie de la pièce en fonctionnement dépend fortement du signe des contraires.The scientific study of the grinding process have begun in the early 1890 probably when the first synthetic grinding process existed since 1943 but it not gives any information about the abrasion physics comprehension. Now high speed grinders are built and the users are yield to reason that in such process the determination of the good parameters is essentially based on each one experience. In this case it seems important to grasp the cutting physic in the grinding work area. This thesis begins with a large state of the art of the grinding process. Further more some experimental investigations to sorround the abrasion physic are presented. With this end in view an original high speed crash test using a grinding wheel fitted out with a single abrasive grain is presented and allowed to understand the way the chip is formed. Some other experiments are developed like chips visualization in order to compute their velocity. Finally a finite element modelling is realised and allowed to explain the residual stress appearance mechanism and to compute them. This last study is really important because the workpieces behaviours in their mechanisms hardly depend on the residual stress distribution.ST ETIENNE-ENISE (422182303) / SudocLYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF