19 ème Congrès Français de Mécanique Marseille, 24-28 août 2009 1 Influence du talonnage sur la stabilité du système usinant D. BONDARENKO a , H. PARIS a , A. GOUSKOV b a. Université de Grenoble, Laboratoire G-SCOP, av. Félix Viallet, 38031 Grenoble b. Université Technique Bauman de Moscou (UTBM), Moscou, Russie Résumé : Le phénomène du talonnage est un problème important dans les opérations d’usinage. Il se produit lorsque la face en dépouille de l’outil entre en contact avec la surface usinée. Un modèle de prédiction de l’effet de talonnage a été proposé. L’objectif de cet article est de faire une analyse de la stabilité du système usinant. En effet les lobes de stabilité se décalent dans la zone des hautes fréquences sous l’influence de talonnage ou ce phénomène modifie l’amortissement du système. Les résultats obtenus permettent d’optimiser les paramètres de coupe associés à une opération d’usinage. Abstract : The ploughing effect is a major problem in all machining operations. It happens when tool flank face is in contact with the machined surface. A new model of ploughing with a virtual cutting lip was proposed. The objective of this paper is to make a stability analysis for drilling operation. It will be shown with borders of stability diagram that ploughing displaces zones with vibratory drilling in the high-frequency region as well as it modifies system damping. As a result diapasons of cutting parameters could be specified to optimize machining operations. Mots clefs : talonnage, lobes de stabilité, usinage, amortissement 1 Introduction Les différentes approches de la modélisation des effets de talonnage sont proposées dans la littérature associée à l’étude de la coupe. Dans les travaux [1], [2] l’effort de talonnage est représenté comme l’effort obtenu lorsque l’avance de l’outil est nulle suite à la présence de talonnage. Cet effort est alors déterminé expérimentalement. Cette méthode ne prend pas en compte la forme du contact entre la pièce et l’outil, ni le comportement mécanique, ni l’influence de l’échauffement. Dans [3] l’effort de talonnage est présenté comme l’effort d’amortissement additionnel dans le système. Il est supposé que l’effort de talonnage ne dépend pas de l’épaisseur du copeau mais son intensité dépend du degré d’indentation de la face en dépouille dans la pièce. Elanayar S. et al. [4] proposent un modèle de talonnage où le frottement est négligé. Les phénomènes observés en général se présentent comme : une augmentation des effets du frottement et une diminution des domaines de l’instabilité du système usinant (pièce, outil, machine). Dans la plupart des travaux le frottement est modélisé par une loi linéaire ou non linéaire en fonction de la vitesse de l’outil dans le sens perpendiculaire à la surface usinée ou par une force supplémentaire proportionnelle au volume de matière balayé par la face en dépouille [5]. La description qualitative assez complète est donnée dans les travaux [6]-[8]. Dans cet article la prise en compte du phénomène de talonnage sur le comportement dynamique du processus de coupe est présentée. L’approche analytique permet d’obtenir un modèle d’amortissement complémentaire dû au talonnage. Enfin, nous montrons l’influence du talonnage et de l’amortissement associé sur les lobes de stabilité pour une opération de perçage vibratoire. 2 Modèle de coupe pris en compte le phénomène de talonnage Le phénomène de talonnage apparait lorsque la face en dépouille de l’outil entre en contact avec la pièce. L’interaction entre la face en dépouille et la surface usinée produit un effort additionnel et la surface usinée est légèrement modifiée. Pour modéliser ce phénomène, une arête de coupe complémentaire et virtuelle a été