Modélisation thermomécanique du fraisage de forme et validation expérimentale PDF Download
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Book Description
Le calcul des efforts de coupe occupe une place centrale dans les travaux de modélisation en usinage car ces informations sont indispensables pour étudier les perturbations liées à l'usinage telles que la déflexion des outils ou des pièces usinées, les vibrations, l'usure des outils ainsi que l'intégrité de la surface obtenue. Dans cette optique, ces travaux ont pour but de proposer une modélisation thermomécanique prédictive du fraisage de forme en utilisant le modèle de la coupe oblique développé et validé par Moufki et al. (2004) basé sur l'étude des bandes de cisaillement adiabatiques en coupe orthogonale menée par Dudzinski & Molinari (1997). Le calcul des efforts de coupe est ainsi conduit à partir du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil-copeau. Les arêtes de coupe de la fraise sont décomposées en arêtes élémentaires rectilignes en position de coupe oblique. Le modèle géométrique est développé pour le cas du fraisage à 3 axes et prend en compte la géométrie des outils et des procédés, la description de l'avance de l'outil le long d'une trajectoire et son engagement dans la matière. Le faux-rond d'outil est modélisé pour intégrer sa forte influence sur les efforts de coupe. Des résultats expérimentaux d'efforts de coupe sont présentés et comparés à ceux du modèle pour différentes opérations de fraisage telles que le rainurage, le fraisage boule d'une surface gauche ainsi que d'un plan incliné. Ces essais permettent d'analyser la pertinence du modèle et l'évolution des efforts en fonction des conditions de coupe. Ils permettent en outre de collecter des informations sur l'usinabilité de l'acier 42CrMo4 sans lubrification.
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Le calcul des efforts de coupe occupe une place centrale dans les travaux de modélisation en usinage car ces informations sont indispensables pour étudier les perturbations liées à l'usinage telles que la déflexion des outils ou des pièces usinées, les vibrations, l'usure des outils ainsi que l'intégrité de la surface obtenue. Dans cette optique, ces travaux ont pour but de proposer une modélisation thermomécanique prédictive du fraisage de forme en utilisant le modèle de la coupe oblique développé et validé par Moufki et al. (2004) basé sur l'étude des bandes de cisaillement adiabatiques en coupe orthogonale menée par Dudzinski & Molinari (1997). Le calcul des efforts de coupe est ainsi conduit à partir du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil-copeau. Les arêtes de coupe de la fraise sont décomposées en arêtes élémentaires rectilignes en position de coupe oblique. Le modèle géométrique est développé pour le cas du fraisage à 3 axes et prend en compte la géométrie des outils et des procédés, la description de l'avance de l'outil le long d'une trajectoire et son engagement dans la matière. Le faux-rond d'outil est modélisé pour intégrer sa forte influence sur les efforts de coupe. Des résultats expérimentaux d'efforts de coupe sont présentés et comparés à ceux du modèle pour différentes opérations de fraisage telles que le rainurage, le fraisage boule d'une surface gauche ainsi que d'un plan incliné. Ces essais permettent d'analyser la pertinence du modèle et l'évolution des efforts en fonction des conditions de coupe. Ils permettent en outre de collecter des informations sur l'usinabilité de l'acier 42CrMo4 sans lubrification.
Author: Abdelmejid Benamara Publisher: Springer ISBN: 3030197816 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 274
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This book reports on original theoretical and experimental findings related to a number of cutting-edge topics in mechanics and mechanical engineering, such as structure modelling and computation; design methodology and manufacturing processes; mechanical behaviour of materials; fluid mechanics and energy; and heat and mass transfer. It includes a selection of papers presented at the 4th Tunisian Congress on Mechanics, CoTuMe’2018, held in Hammamet, Tunisia, on October 13–15, 2018. Thanks to the good balance of theory and practical findings, it offers a timely snapshot for researchers and industrial communities alike, and a platform to facilitate communication and collaboration between the two groups.
Author: Xavier Fischer Publisher: Springer ISBN: 3319261215 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 637
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Covering key topics in the field such as technological innovation, human-centered sustainable engineering and manufacturing, and manufacture at a global scale in a virtual world, this book addresses both advanced techniques and industrial applications of key research in interactive design and manufacturing. Featuring the full papers presented at the 2014 Joint Conference on Mechanical Design Engineering and Advanced Manufacturing, which took place in June 2014 in Toulouse, France, it presents recent research and industrial success stories related to implementing interactive design and manufacturing solutions.
Author: Yao Venunye Avevor Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Lors d'une opération d'usinage, l'intégrité de la surface usinée et l'optimisation du procédé sont conditionnées par les paramètres de coupe (vitesses de coupe et d'avance, géométrie et matériau de l'outil...). Certaines conditions de coupe peuvent induire des effets indésirables tels que des vibrations importantes, des efforts de coupe excessifs et une usure prématurée de l'outil, conduisant à des qualités de surfaces médiocres. Dans l'industrie, l'utilisation d'approches empiriques pour opérer ce choix se révèle couteux et difficilement exploitable. Le développement d'outils de simulation basés sur des modèles prédictifs s'avère nécessaire. Ces modèles permettent de maitriser et de comprendre les phénomènes thermomécaniques aux interfaces outil-copeau et outil-pièce qui conditionnent l'intégrité de la surface usinée ainsi que la durée de vie de l'outil de coupe. L'objectif de la thèse est la modélisation des effets thermomécaniques en usinage avec des approches hybrides 'Analytique-c. Ceci permet d'analyser l'interaction entre les conditions de coupe du procédé d'usinage, le comportement du matériau et les conditions tribologiques aux interfaces outil-copeau et outil-pièce (contact collant-glissant, partage de la source de chaleur due au frottement). Le travail comporte également une validation expérimentale pour la coupe orthogonale à sec. Le modèle proposé est basé sur les développements suivants: (i) mise en place d'une 'Approche 1D par Tranche' pour la prise en compte de l'écoulement de la matière dans la zone primaire de cisaillement du copeau, (ii) modélisation du problème thermique transitoire non linéaire dans le système 'copeau-outil-pièce' en couplant une formulation EF de type Petrov-Galerkin avec la méthode de Newton-Raphson et une intégration implicite dans le temps, (iii) une nouvelle formulation de la distribution de pression le long de la face de coupe de l'outil, (iv) une nouvelle approche pour gérer le partage de la source de chaleur par friction à l'interface outil-copeau. La démarche proposée permet de mettre en place une modélisation thermomécanique de l'interaction outil-matière applicable aux procédés industriels comme le perçage très utilisé dans le domaine aéronautique. Comparée aux simulations basées sur la méthode des Éléments Finis, l'approche développée requiert un temps de calcul de l'ordre de quelques minutes avec une précision comparable.
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L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE SIMULER NUMERIQUEMENT LE COMPORTEMENT D'OUTILLAGES DE MISE EN FORME SOLLICITES EN FATIGUE THERMIQUE. DIVERS TRAITEMENTS, COMME LE DEPOT PAR PLASMA D'ARC TRANSFERE ET LA NITRURATION, PEUVENT ETRE APPLIQUES A CES OUTILLAGES, DANS LE BUT D'AMELIORER LES PROPRIETES DE RESISTANCE DE LEURS COUCHES SUPERFICIELLES ET DE LIMITER AINSI LEUR DEGRADATION. CES TRAITEMENTS DE SURFACE ENGENDRENT DES CONTRAINTES RESIDUELLES QUI INFLUENCENT LA DUREE DE VIE DES OUTILLAGES EN FATIGUE THERMIQUE. LA PRESENTE ETUDE A ETE MENEE SUIVANT DIFFERENTS AXES : - ETUDE ET IDENTIFICATION DU COMPORTEMENT MECANIQUE DU REVETEMENT ET DU SUBSTRAT DANS LA GAMME DE TEMPERATURES DE SERVICE ; - SIMULATION NUMERIQUE, PAR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS, DU COMPORTEMENT DE LA STRUCTURE DURANT LE CYCLAGE THERMIQUE ; - DETERMINATION DES CONTRAINTES RESIDUELLES INITIALES (DUES AU TRAITEMENT DE SURFACE) PAR LES TECHNIQUES DE DIFFRACTION NEUTRONIQUE ET DE DIFFRACTION DES RAYONS X ; - INTRODUCTION DE CET ETAT DE CONTRAINTE INITIAL DANS LE CODE DE CALCUL ; - VALIDATION DU MODELE VISCOPLASTIQUE UTILISE PAR LA DETERMINATION EXPERIMENTALE DES CONTRAINTES RESIDUELLES PAR DIFFRACTION A DIFFERENTS STADES DU CYCLAGE THERMIQUE.
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Le travail de recherche réalisé dans le cadre de cette thèse introduit une nouvelle approche thermomécanique pour la modélisation du procédé de taillage à la fraise-mère et la maitrise de la précision géométrique et la qualité des pièces fabriquées. Le processus de coupe de la génération des dentures des couronnes de grandes dimensions a été simulé pour la prédiction des efforts de coupe. Le calcul de ces efforts s'est basé sur trois phases : une phase de simulation de l''intersection géométrique entre l'outil et la pièce moyennant une simulation de la cinématique du procédé par le logiciel CATIA, une phase de simulation numérique ALE (Approche Eulérienne-Lagrangienne) 2D de la coupe orthogonale, et une dernière phase dite 'simulation mécanistique' qui utilise les résultats des deux premières phases pour la prédiction des efforts de coupe. La présente approche conduit à un modèle de prédiction des efforts de coupe 3D pour le processus de taillage et apparaît comme une alternative intéressante à l'approche classique de la littérature qui nécessite beaucoup d'essais expérimentaux pour déterminer les coefficients spécifiques de coupe caractéristique du matériau usiné. Nous avons également proposé une approche prédictive basée sur une modélisation analytique de l'interaction arête-copeau lors d'une opération de taillage en finition. La démarche proposée présente l'intérêt de s'affranchir des essais d'usinage, souvent longs et couteux, dans le cas de cette opération complexe (gabarit et géométrie des pièces, cinématique, formation de copeau, etc.). Enfin, le modèle proposé a été appliqué pour analyser le taillage des grandes couronnes (plusieurs mètres) en phase de finition.
Author: Norberto Lopez de Lacalle Publisher: Springer Science & Business Media ISBN: 1848003803 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 456
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Machine tools are the main production factor for many industrial applications in many important sectors. Recent developments in new motion devices and numerical control have lead to considerable technological improvements in machine tools. The use of five-axis machining centers has also spread, resulting in reductions in set-up and lead times. As a consequence, feed rates, cutting speed and chip section increased, whilst accuracy and precision have improved as well. Additionally, new cutting tools have been developed, combining tough substrates, optimal geometries and wear resistant coatings. “Machine Tools for High Performance Machining” describes in depth several aspects of machine structures, machine elements and control, and application. The basics, models and functions of each aspect are explained by experts from both academia and industry. Postgraduates, researchers and end users will all find this book an essential reference.
Author: Max Giordano Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118587529 Category : Business & Economics Languages : en Pages : 389
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This book gives a comprehensive view of the most recent major international research in the field of tolerancing, and is an excellent resource for anyone interested in Computer Aided Tolerating. It is organized into 4 parts. Part 1 focuses on the more general problems of tolerance analysis and synthesis, for tolerancing in mechanical design and manufacturing processes. Part 2 specifically highlights the simulation of assembly with defects, and the influence of tolerances on the quality of the assembly. Part 3 deals with measurement aspects, and quality control throughout the life cycle. Different measurement technologies and methods for estimating uncertainty are considered. In Part 4, different aspects of tolerancing and their interactions are explored, from the definition of functional requirement to measurement processes in a PLM approach.
Author: Arthur R. Gill Publisher: McGraw-Hill Education ISBN: 9780073510835 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 0
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Technology of Machine Tools 7e provides state-of-the-art training for using machine tools in manufacturing technology, including up-to-date coverage of computer numerical control (CNC). It includes an overview of machine trades and career opportunities followed by theory and application. The text is structured to provide coverage of tools and measurement, machining tools and procedures, drilling and milling machines, computer-aided machining, and metallurgy. There is expanded coverage of computer-related technologies, including computer numerical control (CNC) and computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM). New to the Seventh Edition of Technology of Machine Tools In addition to updating the text to reflect changes in the modern business/manufacturing world today – such as direct digital manufacturing,nantotechnology, and IDI – an entirely new section on Lean Manufacturing (Section 15) has been added to focus on this industry‐prominent philosophy. Units include: Continuous Improvement: Kaizan Pull (Kanban) Systems Total Productive Maintenance Value Stream Mapping Workplace Organization
Author: Michaël Fontaine
Author: Michaël Fontaine
Author: Abdelmejid Benamara
Author: Xavier Fischer
Author: Yao Venunye Avevor
Author: VIRGINIE.. BOGARD
Author: Marc-Antoine Meunier
Author: Naoual Sabkhi
Author: Norberto Lopez de Lacalle
Author: Max Giordano
Author: Arthur R. Gill