Influence de la température sur le perçage à sec du laiton et de l'aluminum

Effect of temperature on the dry drilling of brass and aluminium

¹ Professeur, École de Technologie Supérieure (ETS), Université du Québec, Montréal, Canada
² Stagiaire de fin d'étude au Laboratoire de Matériaux de l'ETS ; étudiant à l'École Nationale Supérieure de Mécanique et d'Aérotechnique (ENSMA), Poitiers, France
³ Consultant, Luxembourg

Reçu : 7 Juillet 2007
Accepté : 12 Mars 2008

Résumé

Les différents stades du perçage à sec des laitons et des alliages d'aluminium ont été identifiés. En particulier l'effet du contenu en plomb et de la température ont été examinés. Il a été montré que : à basse température, en dessous de 0 °C, la force normale (axiale) aussi bien que le moment (couple) sont peu sensibles à une variation de la vitesse de coupe et de la température ; à vitesses plus élevées (de 0 °C à 200 °C), la température joue un rôle important : les forces de coupe augmentent ; à plus hautes vitesses (au-delà de 250 °C), les forces commencent à décroître. De plus, les alliages de cuivre subissent une perte en zinc. Une explication de ces phénomènes est proposée. Une analyse plus qualitative tente de décrire les phénomènes observés, qui tient compte de la variation des propriétés des métaux. La notion d'énergie spécifique de coupe est utilisée. Il est ainsi montré que la chute des forces de coupe est attribuable à la variation de l'énergie spécifique de coupe, causée par les chutes des propriétés mécaniques.

Abstract

The different stages during dry drilling of copper and aluminium alloys were identified. In particular, the effect of the variation of the concentration of lead was underlined. It was shown that: at low temperature, below 0 °C, the normal load (axial) and also the torque are independent of the cutting velocity and of the temperature; at intermediate temperature (from 0 °C to 200 °C) the effect of the temperature is noticeable. The cutting loads increase; at high temperature (higher than 250 °C), the two loads decrease. In addition, the copper alloys are sensitive to zinc lost. An explanation for these phenomas are proposed. A more quantitative description is proposed, taking in account of the variation of mechanical properties of materials when temperature increases. The notion of specific cuttting energy is used, and consequently, it is shown that the decreasing of cutting loads at high temperature is du to the variation of the mechanical properties. The notion of specific energy in an interesting approach for explaining the drilling operation.