Mesure et prédiction des distorsions des engrenages traités par induction

Résumé

La présente étude porte sur la mesure des distorsions engendrées par le procédé de durcissement par induction appliqué à des engrenages. Le traitement superficiel des engrenages par induction a pour but de durcir la surface de la denture, tout en gardant une certaine ductilité à coeur. Cela améliore la résistance au contact tout en garantissant une tenue en fatigue. Mais ce traitement thermique induit des modifications géométriques, ou distorsions, et les processus de fabrication de pièces de précision doivent alors inclure une étape de rectification. Afin de quantifier ces distorsions, une méthode de mesure sur une machine à mesurer tridimensionnelle a été mise en place. Dans un premier temps, l’étude porte sur des engrenages en acier AISI4340 de géométrie simple : denture droite, flanc en développante de cercle. Les résultats obtenus montrent que les distorsions sont homogènes sur le périmètre de la roue, et que, pour une recette d’induction donnée, elles sont répétables dans une plage de ± 2 μm pour les flancs et les rayons extérieurs de la denture, et jusqu’à ±5 μm pour les surfaces latérales. La comparaison entre quatre recettes d’induction différentes a aussi permis d’étudier leur influence sur les distorsions. Ces dernières sont de l’ordre de quelques micromètres, jusqu'à 25 μm au maximum. Pour ce type de roue, les distorsions peuvent être anticipées et ne justifient pas à elles seules une phase de rectification. La seconde partie des travaux a porté sur une géométrie de roue plus complexe, en acier AISI4340, avec une denture droite associée à un plateau, le tout relié par une section mince au reste de la pièce. Elle a montré que la géométrie générale d’une pièce traitée par induction peut avoir une forte influence sur les distorsions induites qui peuvent atteindre plusieurs centaines de microns. Les distorsions ne sont donc pas uniquement dues aux transformations métallurgiques de la pièce. L’étude de l’effet de différents paramètres d’induction et du matériau sur ces distorsions a permis de déterminer certaines tendances dans le but de les minimiser. Cependant, il n’est pas possible de donner de recette type, offrant les distorsions les plus faibles, à cause notamment des interactions entre les différents paramètres étudiés et de la réaction différente de chaque zone géométrique de la roue.

Date	14 déc. 2012
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Philippe Bocher (Directeur(-trice))