Copiage rapide de formes sur machine outil à commande numérique en fraisage 5 axes positionné (original) (raw)
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Optimisation en fraisage 5 axes grande vitesse
La réalisation des pièces de formes complexes passe par la génération de trajectoires d’usinage, basée sur un modèle CAO, une stratégie d’usinage et une machine outil à commande numérique donnée. Afin d’assurer les meilleures performances possibles en terme de qualité et de productivité, il est nécessaire d’intégrer un maximum de contraintes et de phénomènes lors de la génération des trajets d’usinage. Pour répondre au cas le plus complexe qu’est le fraisage à grande vitesse à 5 axes, nous avons développé un modèle surfacique de représentation des trajectoires d’usinage. Ce modèle permet d’intégrer très en amont lors du calcul des trajectoires les contraintes géométriques de la machine (dépassement des courses sur les 5 axes, position du porte-pièce), cinématiques (vitesses et accélérations sur les 5 axes, passage des singularités), ainsi que les problèmes de collisions avec la partie active de l’outil. Ainsi cet article est consacré à l’optimisation de l’usinage 5 axes grande vitesse des pièces de formes complexes à l’aide du modèle surfacique de représentation des trajectoires. Après avoir explicité le modèle surfacique et son intérêt, nous présentons un exemple d’intégration de la chaîne numérique FAO/Post Processeur/Commande numérique/Machine outil dans la recherche de trajectoires d’usinage assurant une qualité et une productivité maximum. Enfin nous envisageons les futurs développements de notre approche.
Tournage fraisage machines outils
1. LES MACHINES-OUTILS : GENERALITES 1.1 Historique. • 2000 ans avant Jésus Christ, la plus ancienne machine-outil jamais découverte est un tour. A l'âge du bronze, les artisans se servaient de tours à arc. Plus tard, le tour de potier sera découvert. • Vers l'an 1500, Léonard de Vinci propose des solutions basées sur du tournage à mouvement continu. Son tour, comme beaucoup de ses inventions, est en avance sur son époque. • Il faudra attendre le XIXème siècle pour que les bases de la mécanique moderne poursuivent cette évolution et débouchent sur le tour automatique. « Une machine-outil est un appareil destiné à faire fonctionner des outils mécaniquement, le mouvement étant. d'ailleurs transmis à la machine soit à la main, soit par l'intermédiaire d'un moteur. (..) Les machines-outils employées pour le travail des métaux sont très diverses et très répandues, et de nos jours les exigences de la construction ont amené à produire des types d'une grandeur vraiment colossale. (..) Les machines employées dans les ateliers de construction de machines comprennent : • Les tours établis avec des dispositions et des dimensions variables selon les formes et les dimensions des pièces qu'ils sont destinés à travailler. • Les machines à percer employées pour le perçage et l'alésage des pièces les plus diverses. (..) • Les machines à fraiser employées très utilement pour le façonnage des pièces détachées. • Les machines à aléser destinées à l'alésage des cylindres des machines à vapeur, des corps de pompes, etc. • Les machines à raboter appliquées au dressage de pièces, telles que les bâtis de machines, plaques de fondation, etc. Les limeuses sont d'un emploi très répandu dans les ateliers d'ajustage, pour le rabotage des pièces détachées. (..) » (Extraits de « La Grande Encyclopédie, inventaire raisonné des sciences des lettres et des arts »-H. Lamirault et Cie, éditeurs-environ 1910). Historiquement les premières machines ont donc été des tours pour la fabrication de pièces de révolution. Les tours actuels sont toujours basés sur le même principe. Par contre, parmi les autres machines présentées dans cette encyclopédie, certaines ont évolué et d'autres ont disparu. Par exemple, les machines à raboter et les limeuses (rebaptisées ultérieurement étaux limeurs) ont quitté les ateliers, remplacées par les fraiseuses. A la fin des années 70, l'apparition des premières commandes numériques a révolutionné le monde de la machine-outil. Les types de machines (tours-fraiseuses) n'ont pas fondamentalement changé, mais les temps de reconfiguration de ces machines ont été considérablement réduits par le remplacement des butées réglables (mécaniques ou électo-mécaniques) par des butées logicielles. L'utilisation des commandes numériques a également permis d'augmenter la complexité des formes réalisées grâce à la combinaison de mouvements suivant plusieurs axes. Nous allons maintenant présenter quelques machines courantes et les surfaces qu'elles permettent de générer.
International Conference on Mechanical Sciences, 2021
Le fraisage des surfaces de formes complexes consiste en l'usinage par un outil de forme spéciale qui produit après l'usinage des rugosités sur la surface usinée (crêtes) qu'il faut éliminer le plus souvent par polissage. Dans notre travail on va développer un modèle géométrique pour déterminer la hauteur de crête (H) lors d'une opération de fraisage avec une fraise de forme, pour généraliser par la suite l'étude à n'importe quelle forme de fraise. On va développer un programme de simulation numérique sous Matlab, pour déterminer la hauteur de crête (H) et voir l'influence des paramètres de coupe et des paramètres géométriques des fraises de forme sur cette hauteur de crête (H).
L’objectif de cette étude est de développer un procédé de traitement des signaux issus de la table d’effort générés au cours d’un processus de fraisage horizontal à grande vitesse sans lubrification en vue d’élaborer un système de surveillance capable d’améliorer la performance de l’usinage. Ainsi, de nombreux essais ont été réalisés sur le centre d’usinage horizontal à grande vitesse (PCI Météor 10), à des conditions de coupe données, en utilisant une fraise sur laquelle nous avons monté une seule plaquette et mesuré son usure frontale depuis son état neuf considéré comme état de référence jusqu’à un état usé considéré comme impropre à l’utilisation. Les résultats obtenus montrent que la variance et la première harmonique suivent bien l’évolution de l’usure en dépouille et sont les indicateurs appropriés pour une détection efficace de l’usure d’outil et constitue alors les paramètres d’entrée d’une stratégie de surveillance en ligne. Abstract: The objective of this study is to deve...
Cet article présente une méthode d'optimisation de la géométrie des outils en fraisage à partir de la prédiction des efforts de coupe. Une description géométrique d'un outil générique et de son engagement dans la matière est proposée afin de simuler les opérations de fraisage 3 axes à l'aide de fraises droites, rayonnées ou hémisphériques. L'arête de coupe de la fraise est décomposée en arêtes élémentaires rectilignes et une approche thermomécanique de la coupe oblique est appliquée afin d'obtenir les efforts de coupe à partir du comportement du matériau usiné et des conditions de frottement à l'interface outil/copeau. Les résultats de simulation sont comparés à des données expérimentales en rainurage pour trois outils de référence. L'influence de paramètres géométriques caractéristiques de l'outil est étudiée et présentée afin d'illustrer la capacité de ce type de modèle à fournir des critères d'optimisation pour la conception et le choix des outils de coupe.
Optimisation géométrique des outillages de découpe
2011
Ce document présente une optimisation multi objectif en découpage. Dans le souci d'alléger les structures, des matériaux dits à haute limite d'élasticité sont utilisés en carrosserie automobile. La mise en forme de ces matériaux induit d'importantes sollicitations en termes d'effort de découpe et de pression de contact aux interfaces tôle/outils. Il est connu que les géométries d'outillages influencent aussi bien les sollicitations que la qualité du produit final. L'objectif de l'étude est de proposer une méthode d'optimisation multi objectif permettant de définir les paramètres géométriques de l'outillage (rayon de poinçon, jeu poinçon-matrice) qui minimisent les efforts dans l'outillage,
Prédiction numérique des défauts de forme engendrés par l'usinage
2005
Les bureaux de methodes de l’industrie automobile sont confrontes a des exigences severes quant a la forme des pieces usinees. La procedure traditionnelle etait fondee sur l’experience et sur des procedures d’essai-erreur, ce qui est tres couteux en temps et en investissement. Le besoin se faisait donc sentir d’etablir des procedures numeriques permettant une experimentation virtuelle, de maniere a alleger cette longue etape de mise au point.
Palpage sur Machines Outils à Commande Numérique
La contribution des machines-outils dans l' épanouissement de plusieurs domaines industriels de pointe n' est plus à démontrer. Cependant, durant la dernière décennie, le contexte économique a imposé à cette industrie de nouvelles normes de performance en ce qui concerne la qualité, la productivité, les coûts et les délais de production. Les systèmes de palpage apportent une solution novatrice à l'amélioration de l'efficacité des machinesoutils. Le but de cet article est de présenter notre démarche d'intégration d'un dispositif de palpage associé à un logiciel de saisie et d'analyse en relation avec la commande numérique, solution que nous avons matérialisée au sein de notre laboratoire.
Etude expérimentale de la coupe en fraisage
Dans le cadre de l'optimisation des conditions de coupe en fraisage, la maîtrise des grandeurs énergétiques mises en jeu lors de l'usinage est essentielle. Pour ceci, les paramètres géométriques et cinématiques doivent être identifiés et contrôlés afin de vérifier leur influence sur l'ensemble des actions mécaniques de coupe. L'étude présentée constitue une première étape dont l'objectif final est l'élaboration d'un critère énergétique caractérisant l'ensemble des actions de coupe, et ceci indépendamment des conditions cinématiques d'usinage, permettant ainsi l'optimisation de celles-ci et la transposition des résultats vers une autre configuration. Le but de ces travaux est donc de mieux appréhender les phénomènes mis en jeu dans le cas du fraisage, où la coupe n'est pas continue, et où l'optimisation du procédé devient alors délicate. Nos études antérieures [Cahuc et al., 2000] ayant démontré l'existence des six composantes des actions de coupe, cette étude expérimentale s'intéresse tout particulièrement aux phénomènes influençant l'ensemble des actions de coupe.