Tool design methodologies in hybrid strategies of lubrication and its influence on surface integrity of Ti-6Al-4V milling

Méthodologies de conception d'outils dans les stratégies hybrides de lubrification et son influence sur l'intégrité de surface du fraisage Ti-6Al-4V Cette thèse porte sur les méthodologies de conception d’outils et l’usinabilité des métaux pour des usinages du Ti-6Al-4V en utilisant des stratégies hybrides cryo-MQL de lubrification (MWF). La progression de l’usure de l’outil et l’intégrité de la surface de la pièce usinée ont été mesurées lors des essais d’usinage. Une étude complète sur les différents fluides de lubrification lors de l’usinage des métaux est présentée dans la première partie incluant un point de vue sur la durabilité de l’outil et recueillant les recherches récentes sur les stratégies hybrides cryo-MQL de lubrification La seconde partie traite de la conception des outils et des méthodologies de tests cryo-MQL hybrides dans le but d’optimiser et de perfectionner techniquement les applications des MWF. Le processus de tournage intermittent a été utilisé afin d’obtenir des résultats de performance d’outil transposables au fraisage de référence. Les connaissances ont été fournies dans le domaine de la physique de l’écoulement pour de l’azote liquide (LN2), y compris l’effet Leidenfrost et ceci à la fois expérimentalement et numériquement. La recherche de solutions optimales d’écoulement LN2 et de conception d’outils pour l’usinage sous liquide cryogénique ont été recherchées ainsi que pour l’usinage sous lubrification hybride cryo-MQL.Les troisième et quatrième parties présentent les études d’usinabilité du Ti-6Al-4V utilisant des solutions de lubrification scCO2+MQL hybrides en fraisage et sous LN2+MQL hybrides en tournage intermittent, le but étant de pouvoir transposer les résultats d’un type d’usinage à l’autre et de pouvoir analyser l’impact sur l’intégrité matière d’un MWF à un autre. Enfin, la faisabilité technique de l’application et le mécanisme de coupe ont été analysés.Pour conclure, il ressort que l’énergie de refroidissement cryogénique optimale de la pièce et de l’outil joue un rôle important et définit la fenêtre cryogénique de performance. L’ajout de la MQL avec les cryogènes améliore l’interaction tribologique dans l’usinage cryo-MQL du Ti-6Al-4V et il fournit la solution complète en terme de refroidissement et de lubrification.