The use of numerical simulations to improve a new analytical chip formation model

Utilisation des simulations numériques pour l’amélioration d’un nouveau modèle analytique de coupe orthogonale

¹ Universitéde Lyon, ENISE, LTDS, UMR 5513 CNRS, 58 rue Jean Parot, 42023 Saint-Étienne Cedex 2, France
² LAMCOS UMR 5259 CNRS/Université de Lyon INSA Lyon, 18-20, rue des Sciences, 69621 Villeurbanne Cedex, France

^a Corresponding author: ferdi3@free.fr

Received: 10 February 2012
Accepted: 5 November 2012

Abstract

In this paper, an analytical approach is proposed to model chip formation in the case of turning process. Numerical simulations of chip genesis are performed in order to fit efficiently the proposed analy- tical model. In particular, cutting edge radius influence, temperature and internal stresses distribution are studied using finite element modelling. Numerical model setting is made with experimental and literature data using forces and chip thickness.

Résumé

Dans cet article scientifique est présentée une nouvelle approche de modélisation de la formation de copeau en coupe orthogonale. La modélisation et la simulation numérique par éléments-finis sont utilisées pour vérifier certaines hypothèses de la modélisation analytique et investiguer les contraintes et leur distribution dans les bandes de cisaillement. L’influence du rayon d’arête sur la coupe est également prise en compte. Les extrapolations de certaines tendances numériques seront utilisées en tant qu’équations dans le modèle analytique. Le calage du modèle numérique est fait avec les résultats expérimentaux en termes d’épaisseur de copeau et efforts de coupe.