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Validation des caractéristiques d'usinage par des grammaires d'usinage attribuées : une contribution à la prise en compte des contraintes d'usinage en cours de conception

Msaaf, Omar (2002). Validation des caractéristiques d'usinage par des grammaires d'usinage attribuées : une contribution à la prise en compte des contraintes d'usinage en cours de conception. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Pour rester concurrentielles, les entreprises oeuvrant à la conception et à l'usinage de pièces mécaniques unitaires ou en petites séries doivent relever le défi continuel de livrer des produits en un temps très court et avec un rapport qualité/prix meilleur que celui de leurs concurrents. L'application de l'ingénierie concourante est une des alternatives pour ces entreprises dans le but d'atteindre leurs objectifs. Cette philosophie amène les entreprises à prendre en compte en phase de conception l'ensemble des contraintes liées aux différents métiers intervenant au cours du cycle de vie du produit. Bien que considérée depuis une trentaine d'années, la prise en compte des contraintes de l'usinage en cours de conception reste un problème de recherche d'actualité.

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur une méthodologie permettant l'intégration de l'analyse d'usinage en phase de conception. Cette méthodologie a pour but de permettre au concepteur de valider, en cours de conception, des propositions de conception parfois non entièrement définies. Nous validons les données (géométriques et technologiques) du modèle produit par le biais de grammaires d'usinage attribuées qui se basent sur des modèles de machines et outils. Cette validation ne nécessite pas une conception finalisée, elle s'appuie sur un ensemble de caractéristiques d'usinage qui contiennent non seulement les données du modèle produit validées, mais également un procédé candidat et les méthodes d'analyse utilisées. Ces caractéristiques sont hiérarchisées afin d'assister le concepteur dans le processus de décision entre les alternatives de conception. Les modèles de machines et d'outils proposés sont valides pour cinq familles de procédés, à savoir, fraisage, tournage, perçage, alésage et brochage.

Les structures de données ainsi que les composants d'une maquette logicielle sont spécifiés dans le dernier chapitre. Un exemple illustre ensuite notre démarche et nos concepts. Les perspectives de recherche qui découlent de nos travaux concernent d'une part le développement d'une grammaire générative qui, partant des formes fonctionnelles spécifiées par le concepteur, suggère les formes non fonctionnelles pour obtenir une conception usinable et d'autre part, le développement d'un module d'analyse et d'évaluation incrémentale d'usinage de pièces indiquant au concepteur les modifications ayant le plus d'impact d'un point de vue usinage.

Titre traduit

Validating manufacturing features by attributed machining grammars a contribution to taking into account the machining constraints during design

Résumé traduit

In order to remain competitive, the companies that design and machine single and small quantities of mechanical parts are confronted to the continuous challenge of yielding parts in a short time to market with a quality/price ratio better than their competitors. Concurrent engineering is a philosophy that helps those companies reach their goals. It exhorts companies to consider the constraints of the crafts interacting during the life cycle of a product during design phase. Taking into account machining constraints during design remains a major problem even though many research attempts have tried to tackle it.

The work reported in this thesis deals with a methodology that allows the integration of machining analysis in the design process. This methodology aims at allowing a designer to validate design proposals though they are not entirely defined. We present, in this work, machine-tools and tools models that are valid for five machining processes families which are milling, turning, drilling, boring and broaching. We propose to break up machining analyses in regards to available product data. These analyses validate product model data (geometrical and technological), by using attributed machining grammars which are based on machine-tools and models of tools. This validation does not require a finalized design and results in a set of machining features. These features contain validated product data model, besides a candidate machining process and the applied analyses methods. We offer a hierarchy of these features in order to assist the designer in the process of taking decisions between the different design alternatives.

The data structures as well as the components of a software mock-up are specified in the latest chapter. An example illustrates afterward our approach and our concepts. Some research prospects are thought to be, on the one hand, the development of a generative grammar that starting with functional forms assists the designer by proposing non-functional surfaces in order to get a machinable design and on the other hand, the development of an analysis and incremental evaluation of the machining of mechanical parts in order to point to the designer the modifications and part regions that have the higher impact from a machining point of view.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie". Bibliogr.: f. [256]-262.
Mots-clés libres: Analyse, Attribue, Conception, Concourante, Grammaire, Ingenierie, Mecanique, Piece, Usinage
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Maranzana, Roland
Co-directeurs de mémoire/thèse:
Co-directeurs de mémoire/thèse
Soënen, René
Deneux, Dominique
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 13 mai 2011 20:46
Dernière modification: 14 oct. 2016 19:23
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/797

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