Stratégies d'usinage et productivité en fraisage des surfaces complexes

National audienceThe manufacturing process of molds and dies has been largely modified by the use of new techniques like high-speed machining and polynomial interpolation. Its optimization imposes a complete integration between CAM, numerical controller and machining to take best account of the dynamic performance of the machine used. To illustrate this problem, we study in this communication the influence of the choice of the machining strategy and the type of interpolation over quality and machining time. Thus, we compare the constant scallop height machining strategy which optimizes surface covering, with the traditional machining strategy using parallel planes and the polynomial interpolation, which returns continues C2 tool paths to the usual linear interpolation.The analysis of tool path lengths, the machining time and the tool real mean speed along the path, makes it possible to define a classification of employment according to the geometrical form of the tool path.Le processus de réalisation des moules et des matrices a largement été modifié par l'utilisation de nouvelles techniques comme l'usinage à grande vitesse et l'interpolation polynomiale. Son optimisation impose une intégration complète entre la FAO, la commande numérique et l'usinage de manière à tenir compte au mieux de la performance dynamique de la machine utilisée. Pour illustrer ce problème, nous étudions dans cette communication l'influence du choix de la stratégie d'usinage et du mode d'interpolation sur la qualité et le temps d'usinage. Ainsi, nous comparons la stratégie d'usinage à hauteur de crête constante qui optimise la couverture de la surface, à la stratégie d'usinage classique par plans parallèles et l'interpolation polynomiale, qui rend continue C2 les trajets d'usinage à l'interpolation linéaire usuelle. L'analyse des longueurs de trajets, du temps d'usinage et des vitesses moyennes réelles de parcours permet de définir une classification d'emploi en fonction de la forme géométrique de la trajectoire. Abstract

A surface based approach for constant scallop height tool path generation

International audienceThe machining of sculptured surfaces like molds and dies in 3-axis milling relies on the chordal deviation, the scallop height parameter and the planning strategy. The choice of these parameters must ensure that manufacturing surfaces respect the geometrical specifications. The current strategies of machining primarily consist in driving the tool according to parallel planes which generates a tightening of the tool paths and over quality. The constant scallop height planning strategy has been developed to avoid this tightening. In this paper, we present a new method of constant scallop height tool path generation based on the concept of the machining surface. The concept of the machining surface is exposed and its use to generate constant scallop height tool paths. The approach is confronted with existing methods in terms of precision and in particular its aptitude to treat curvature discontinuities

Usinage de formes gauches : génération de trajectoires outils à hauteur de crête constante

National audienceWe present in this communication a method to generate constant scallop height tool paths in 3-axis milling with ball endmill. This machining strategy is interesting because it minimises the number of tool paths for a given geometrical specification of form deviation and surface roughness. Our approach is based on the concept of the machining surface which provides a surface representation of the tool paths and an exact model of the scallop generated by the tool path. This approach is confronted with the methods previously developed in the literature in term of precision and more particularly on the processing of curvature discontinuities. Then the constant scallop height tool path planning is evaluated on surfaces of great curvature variations.Nous présentons une méthode de génération de trajectoires à hauteur de crête constante en fraisage à trois axes avec outil hémisphérique. Cette stratégie d'usinage est intéressante dans la mesure où elle minimise le nombre de passes pour des spécification géométriques de défaut de forme et d'état de surface données. Notre approche s'appuie sur le concept de la surface d'usinage qui procure une représentation surfacique des trajets de l'outil et permet une modélisation exacte de la crête laissée par l'usinage. Cette approche est comparée aux méthodes usuelles développées dans la littérature selon des critères de précision et de capacité à traiter les discontinuités en courbure des surfaces. Le problème de la planification des trajectoires iso-crêtes sur une surface présentant d'importantes évolutions de courbure est abordé par la suite

The Concept of the Machining Surface in 5-Axis Milling of Free-form Surfaces

International audienceThe concept of the machining surface (MS) is a new approach to the process of design and manufacturing of free form surfaces. The machining surface is the surface representation of the tool path, integrating functional design specifications and machining constraints. By definition, the machining surface is a surface including all the information necessary for the driving of the tool, so that the envelope surface of the tool movement sweeping the MS gives the expected free-form. In this paper, we study the building of the MS for 5-axis end milling with usual cutting tools, ball, flat and filleted endmill. We make so that the design and manufacturing constraints taken into account by the machining surface are completely uncoupled within the MS.Le concept de la surface d'usinage apporte une évolution dans le processus de réalisation des pièces de forme gauche au ni-veau de la conception et de la fabrication. La surface d'usinage est une représentation surfacique du trajet de l'outil intégrant les contrain-tes fonctionnelles de conception ainsi que les contraintes technologiques de fabrication. Par définition, la surface d'usinage guide un point fixe de l'outil de telle sorte que la surface enveloppe du mouvement de l'outil soit la surface attendue. Nous présentons dans cet article comment se construit la surface d'usinage pour le fraisage à cinq axes en bout avec les outils de coupe couramment utilisés. Nous faisons en sorte que les aspects conception et fabrication pris en compte par la surface d'usinage soient totalement découplés afin de conserver ces activités indépendantes

Etude de la relation entre les conditions de coupe et la morphologie des copeaux en fraisage de l'aluminium 2050

La fabrication des pièces aéronautiques nécessite souvent l'utilisation d'opérations de fraisage afin de limiter les épaisseurs de pièce et répondre aux exigences de poids. Pour cela, la gestion et le recyclage des copeaux surtout pour les matériaux nobles, est la clé de la viabilité économique. Dans l'objectif de recycler les copeaux, nous proposons une étude de la morphologie des copeaux issus de fraisage en fonction des conditions de coupe utilisées dans l'industrie. Nous avons pour cela basé notre analyse suivant deux axes : la morphologie générale des copeaux et leurs caractéristiques dimensionnelles. D'un point de vue morphologique, nous avons observé une forte influence des conditions de coupe et surtout une évolution de la morphologie des copeaux sur la longueur. D'un point de vue dimensionnel, les essais ont également montré une forte corrélation entre les conditions de coupe, les conditions d'engagement et la morphologie de copeau. Ainsi pour obtenir des copeaux fragmentés il est essentiel d'utiliser des conditions de coupe élevées

Statistical tolerance analysis of over-constrained mechanisms with gaps using system reliability methods

One of the aims of statistical tolerance analysis is to evaluate a predicted quality level at the design stage. One method consists of computing the defect probability PD expressed in parts per million (ppm). It represents the probability that a functional requirement will not be satisfied in mass production. This paper focuses on the statistical tolerance analysis of over-constrained mechanisms containing gaps. In this case, the values of the functional characteristics depend on the gap situations and are not explicitly formulated with respect to part deviations. To compute PD, an innovative methodology using system reliability methods is presented. This new approach is compared with an existing one based on an optimization algorithm and Monte Carlo simulations. The whole approach is illustrated using two industrial mechanisms: one inspired by a producer of coaxial connectors and one prismatic pair. Its major advantage is to considerably reduce computation time

La place et l'évolution des valeurs et de l'éthique dans le travail social aujourd'hui

Dans ce présent travail de Bachelor, je vais étudier la question des valeurs et de l’éthique, de leur place et de leur évolution dans le travail social actuel. De mon point de vue, il me paraît important de traiter de cette problématique parce que, le travail social, à l’image de la société d’aujourd’hui est en proie à de multiples changements et les enjeux qui leur sont liés sont grands. Ces changements peuvent directement impacter la pratique des travailleurs sociaux

Degenerate epitaxy-driven defects in monolayer silicon oxide onto ruthenium

The structure of the ultimately-thin crystalline allotrope of silicon oxide, prepared onto a ruthenium surface, is unveiled down to atomic scale with chemical sensitivity, thanks to high resolution scanning tunneling microscopy and first principle calculations. An ordered oxygen lattice is imaged which coexists with the two-dimensional monolayer oxide. This coexistence signals a displacive transformation from an oxygen reconstructed-Ru(0001) to silicon oxide, along which latterally-shifted domains form, each with equivalent and degenerate epitaxial relationships with the substrate. The unavoidable character of defects at boundaries between these domains appeals for the development of alternative methods capable of producing single-crystalline two-dimensional oxides

Statistical tolerance analysis of a hyperstatic mechanism, using system reliability methods

The quality level of a mechanism can be evaluated a posteriori after several months by following the number of warranty returns. However, it is more interesting to evaluate a predicted quality level in the design stage: this is one of the aims of statistical tolerance analysis. A possible method consists of computing the defect probability (PD) expressed in ppm. It represents the probability that a functional requirement will not be satisfied in mass production. For assembly reasons, many hyperstatic mechanisms require gaps, which their functional requirements depend on. The defect probability assessment of such mechanisms is not straightforward, and requires advanced numerical methods. This problem particularly interests the VALEO W.S. company, which experiences problems with an assembly containing gaps. This paper proposes an innovative methodology to formulate and compute the defect probability of hyperstatic mechanisms with gaps in two steps. First, a complex feasibility problem is converted into a simpler problem. Then the defect probability is efficiently computed thanks to system reliability methods and the m-dimensional multivariate normal distribution Um. Finally, a sensitivity analysis is provided to improve the original design. The whole approach is illustrated with an industrial case study, but can be adapted to other similar problems