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Étude de l'influence des stratégies de coupe sur la performance de l'usinage en 5 axes par la méthode des surfaces de réponses

Amtout, Youcef (2003). Étude de l'influence des stratégies de coupe sur la performance de l'usinage en 5 axes par la méthode des surfaces de réponses. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les industries d'usinage à commande numérique des moules et des pièces aéronautiques cherchent continuellement l'amélioration de leur productivité et la qualité de leurs pièces à usiner. Le processus d'usinage comprenant les opérations de finition représente une grande partie des coûts de fabrication des moules. Des gains significatifs en temps d'usinage et en qualité dse pièces finies peuvent résulter de l'optimisation des paramètres de coupe. L'utilisation des stratégies intelligentes permet de générer des bénéfices significatifs en temps et en coûts liés à la fabrication des moules et des pièces pendant les opérations d'usinage.

Notre travail consiste à étudier et analyser les comportements et l'influence des paramètres de coupe, soit, l'avance par dent, la vitesse de coupe, la largeur de coupe, la profondeur de coupe axiale, les orientations d'outil et des stratégies de coupe sur les performances de l'usinage en 5 axes de l'acier à moule de type P20, ainsi que leurs interactions.

La démarche employée de façon intuitive par des expérimentateurs consiste à étudier séparément l'influence des grandeurs des paramètres de coupe sur la performance de l'usinage en 5 axes. Cette stratégie est coûteuse et ne détecte pas les interactions entre les différents paramètres de coupe. Ce projet propose une approche utilisant la théorie des surfaces de réponses des plans d'expérience. Elle consiste à planifier et à établir un plan d'expérimentation comportant le minimum d'essais, où l'ensemble de nos paramètres de coupe sera modifié simultanément lors des essais.

Les résultats permettront de modéliser et de développer des équations de prédictions du temps d'usinage et du fini de surface en fonction des paramètres les plus significatifs. Des techniques d'optimisation simultanée de plusieurs réponses du système seront utilisées afin de dégager des stratégies permettant le meilleur compromis des conditions de coupe et de générer des réglages combinatoires et optimaux des paramètres en tenant compte de tous les objectifs souhaités.

L'impact industriel vise les industries du moulage et l'industrie aérospatiale qui bénéficieront des résultats concernant les finis de surface ainsi que les résultats associés à la productivité.

Titre traduit

Study of the influence of the cut strategies on the performance of machining in 5 axes by the response surface methodology

Résumé anglais

Industries of numerical control machining of the moulds and the aeronautical parts are continuously seeking for the improvement of the productivity and the part quality. The machining process, including the finishing operations represents most of the manufacturing costs of the moulds. Significant savings in machining time and quality of the finished parts can result from the optimization of the machining parameters. The use of the intelligent strategies makes it possible to generate significant benefit in time and costs related to the manufacture of the moulds and parts during the operations of machining.

Our work consists to study and analyse the behaviours and the influence of the parameters of cut, that is to say, the advance by tooth, the cutting speed, the cutting width, the depth of axial cutting, the orientations of tool and the tool path strategies on the performances of machining in 5 axes of steel mould of the P20 type, and their interactions.

The method most used by experimenters consists in separately studying the influence of the cut parameters on the performance of machining in 5 axes. This strategy is expensive and does not detect the interactions between the various machining parameters. This project proposes an approach using the theory of response surfaces of the experimental designs. It consists in planning and establishing an experimental design with the minimum of tests, where the whole parameters of cut will be modified simultaneously during the tests.

The results will make it possible to model and develop equations of predictions of the times of machining and finished of surface according to the most significant parameters. Techniques of simultaneous optimization of several responses of the system will be to use in order to release from the strategies allowing the best compromise of the cutting conditions and to generate combinative and optimal adjustments parameters by taking account of all the desired objectives.

The industrial impact aims at the industry of the moulding and the aerospace industry which will benefit from the results concerning finished of surface as well as the results associated with the productivity.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de la maîtrise en génie mécanique". Bibliogr.: f. [144]-146.
Mots-clés libres: 5, Acier, Axe, Cinq, Commande, Comportement, Condition, Coupe, Fini, Influence, Machine-Outil, Methode, Moule, Numerique, Optimisation, P20, Parametre, Performance, Reponse, Simulation, Strategie, Surface, Temps, Usinage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Chatelain, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Songmene, Victor
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie mécanique
Date de dépôt: 05 mai 2011 14:24
Dernière modification: 14 oct. 2016 20:25
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/768

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