RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR

RÉPUBLIQUE ALGÉRIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE
MINISTÈRE DE L’ENSEIGNEMENT SUPÉRIEUR
ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
UNIVERSITÉ DE BATNA
FACULTE DE TECHNOLOGIE
DEPARTEMENT DE MECANIQUE
MEMOIRE PRESENTE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE
MAGISTERE
EN
MÉCANIQUE
Option : CONSTRUCTION MECANIQUE
(Ecole Doctorale Nationale de Mécanique de Construction)
PAR
ALIA BEN ALI
_________________________
Modélisation et simulation du broutement pour
l’opération du fraisage en utilisant un modèle de force de
coupe prédictive
_________________________
Ce travail a été effectué au Laboratoire de Recherche en Productique (LRP) – Université de Batna
Soutenu publiquement le 07 / 06 /2012, devant le jury composé de :
Dr ASSAS Mekki Maître de conférences-A, Université de Batna Président
Dr BENMOHAMMED Brahim Professeur, Université de Batna Rapporteur
Dr SEGHIR Kamel Maître de conférences-A, Université de Batna Examinateur
Dr BOUCHELAGHAM M. Abdelaziz Maître de conférences-A, Université de Annaba Examinateur

Dédicaces
A mes chers parents.
Aucune dédicace ne peut exprimer mon profond respect, ma reconnaissance pour ce que vous avez
donné et ce que vous faites de bien pour nous
Veuillez trouver ici chers parents l’expression de la gratitude et de l’affection que j’ai pour vous.
A mes collègues.
Veuillez trouver ici, le pouvoir des moments, tantôt difficiles tantôt agréables, que nous avons vécus
ensemble durant les années de formation.
A
Tout ceux qui a contribué de prés ou de loin a l’élaboration de ce travail.
Permettez-moi de vous exprimer ma profonde gratitude
ALIA Ben Ali

Remerciements
Je remercie les membres du jury qui ont accepté d’examiner ce travail et tout
particulièrement les rapporteurs Dr SEGHIR Kamel de l’université de Batna et Dr
BOUCHELAGHEM M. Abdelaziz de l’université d’Annaba, ainsi que Dr ASSAS Mekki qui a accepté
la présidence du jury.
Je tiens à remercier chaleureusement mon encadreur Dr BENMOHAMMED Brahim qui
s’est montré toujours disponible malgré un emploi du temps très chargé, pour son aide, son
écoute, sa patience, ses conseils et ses encouragements qui m’ont été précieux pour mener ce
travail à son terme.
Mes vifs remerciements s’adressent également à tous les enseignants de département
de Mécanique de l’Université de Batna et à tout le personnel administratif pour tous les
services qui m’ont rendu et pour leur sympathie.
Enfin, je remercie mes parents, ma sœur, le reste de ma famille ainsi que mes amis qui
m’ont soutenue jusqu’au bout.

5
Sommaire
Nomenclature ………………………………………………………………………………..
Introduction générale…………………………………………………………………………
Chapitre I : Etat de l’art sur le broutement en usinage
I-1 Introduction………………………………………………………………………………
I-2 Vibrations en usinage ……………………………………………………………………
I-2-1 Les Vibrations libres amorties…..……………………………………………..
I-2-2 Les vibrations Forcées…………………………………………………………
I-2-3 Les vibrations auto-entretenues (broutement)…………………………………
I-3 Le Broutement……………………………………………………………………………
I-3-1 Broutement d'origine régénératif………………………………………………
I-3-2 Broutement d’origine non régénératif………………………………………….
I-3-2-1 Phénomène de couplage des modes de vibration……………………
I-3-2-2 Le Talonnage………………………………………………………..
I-3-2-3 Les interactions à l’interface outil-copeau…………………………..
I-4 Modèles analytiques de broutement……………………………………………………..
I-4-1 Modèle linéaire de broutement de Tobias ……………………………………
I-4-2 Modèle de Wu et Liu…………………………………………………………..
I-4-3 Modèle de Segreti ……………………………………………………………..
I-5 Etude de Broutement en fraisage………………………………………………………...
I-5-1 Connaissances sur la modélisation des efforts de coupe pour le fraisage ……
I-5-2 Différentes méthodes de modélisation des efforts de coupe pour le fraisage ..
I-5-2-1 Les méthodes empiriques …………………………………………...
I-5-2-2 Les méthodes analytiques……………………………………………
I-5-2-3 Les méthodes numériques…………………………………………...
I-5-3 Différents domaines de modélisation des forces de coupe pour le fraisage …
I-5-3-1 Le domaine statique………………………………………………….
I-5-3-2 Le domaine quasi-statique …………………………………………..
I-5-3-3 Le domaine dynamique……………………………………………..
I-5-4 Approches de modélisation du broutement en fraisage ……………………..
I-5-4-1 Simulation de Smith et Tlusty ………………………………………
I-5-4-2 Travaux de Altintas et Budak………………………………………
I-5-4-3 Modélisation de Huaizhong et Xiaoping……………………………
I- 6 l’instabilité de fraisage…………………………………………………………………
1-7 Conclusion ……………………………………………………………………………..
Chapitre II : Modélisation des efforts de coupe en fraisage
II-1 Introduction……………………………………………………………………………...
II-2 Mécanisme du fraisage…………………………………………………………………..
II-2-1 : Mouvement de coupe et avance……………………………………………..
08
11
13
13
14
14
15
15
16
18
18
19
20
21
21
22
25
27
27
28
28
29
30
31
31
31
33
33
33
34
38
39
42
44
44
44