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Trajectoire de type spirale adaptative pour l'usinage haute vitesse des cavités

Roy, Réjean (2007). Trajectoire de type spirale adaptative pour l'usinage haute vitesse des cavités. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Ce travail de recherche étudie le comportement des nouvelles trajectoires spiralées, adaptées à l'usinage haute vitesse de pochettes, dans le domaine de l'aéronautique. Principalement, il sera question de vérifier comment réagissent les trajectoires spiralées lorsqu'elles s'adaptent au contour géométrique de la cavité. À cet effet, un programme prototype a été développé en Visual Basic afin de générer automatiquement les parcours d'outils adaptés à des pochettes de formes variables. Les paramètres entrant dans la définition de ces trajectoires ont démontré un impact sur les conditions d'usinage. Les résultats obtenus à partir d'essais expérimentaux révèlent le comportement des trajectoires spiralées adaptatives, et illustrent leur potentiel concernant la réduction du temps d'usinage d'environ 15% pour les opérations d'ébauche. La contribution de ces travaux a favorisé l'implantation des tactiques de coupe spiralées et de nouveaux types d'approche hélicoidales utilisables dans les logiciels de CFAO. L'algorithme prend également en considération les murs inclinés, ce qui accroît la quantité de matériel retirée.

Titre traduit

Spiral adaptative tool-path for high speed machining of cavities

Résumé traduit

The arrival of high speed machining (HSM) offers the potential to achieve in a time relatively short, the manufacturing of high precision parts. This new technology is in full flight and is favorable for numerous machining applications. Therefore, the aeronautic industry uses these new machines more and more, for wing components requiring roughing operations of pockets. A large quantity of material must be removed to reduce the weight of the structures. Inevitably, a lot of time is necessary to machine all this material, thus the utility of HSM machines. Meanwhile, conception and fabrication software did not evolve at the same pace as the machines. Tool-path generated by software remained the same. Therefore, the tool-path are not well adapted to the performance that HSM can offer.

The problematic to solve is the following: the faster the feed is, the longer is the time to decelerate and accelerate axes, especially when there are many changes of direction in the tool-path. This phenomenon causes a lost of production time during the machining. The objective of this present work is to optimize the tool-path and reduce the time required for machining. Research will be concentrated more on the roughing operations associated to pockets in wing components. The method used consists in studying the behavior of new trajectories and to choose the more promising strategies. Spiral trajectories adapting to the surrounding perimeter of pockets geometry were used. Once the dynamics is well mastered, the second step permits the creation of an algorithm generating spiral tool-paths in the CATIA ®software environment.

The results associated to the implantation of this new method permitted to establish that the C% parameter who defines the beginning of the spiral transition, must takes place at 50% of the width of the pocket. The contribution of these works makes possible the implantation of theses new spiral tool-paths in CAD/CAM softwares. The algorithm also takes in consideration tilted walls. lndustrials show a reduction of the machining time by about 15% for the roughing operations. This new process is promising and increase productivity in aeronautic part machining.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique" Bibliogr. : f. [140]-141.
Mots-clés libres: Adaptatif, Cavite, Coupe, Haut, Methode, Optimisation, Spirale, Temps, Trajectoire, Usinage, Vitesse
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de thèse
Chatelain, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de thèse
Mayer, René
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 12 avr. 2011 17:39
Dernière modification: 01 déc. 2016 02:26
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/603

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