Qualification multi-critères des gammes d'usinage : application aux pièces de structure aéronautique en alliage Airware®

Multi-criteria qualification of machining sequence : application to aerospace structural parts made from Airware® alloy

• Auteur / Autrice : Sami Hassini
• Direction : Emmanuel Duc, Hélène Chanal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Mécanique
• Date : Soutenance le 07/07/2015
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Pascal (Aubière, Puy-de-Dôme) - Institut Pascal
• Jury : Président / Présidente : Jean-Yves Hascoët
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Duc, Hélène Chanal, Katia Mocellin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Henri Paris, Gilles Dessein

Mots clés

Mots clés contrôlés

Industrie aéronautique

Matériaux -- Propriétés mécaniques

Alliages aluminium-lithium

Usinage à très grande vitesse

Gammes d'usinage

Mots clés libres

Fabrication Assistée par Ordinateur

Usinage Grande Vitesse

Contraintes résiduelles

Déformation induite lors de l'usinage

Estimation du temps d'usinage

Aluminium-Lithium

Computer Aided Manufacturing

High Speed Machining

Residual stresses

Distortions during machining sequence

Estimate of machining time

Aluminium-Lithium

Résumé

L’optimisation des gammes d'usinage n’est pas aisée, car elle souffre de deux lacunes importantes. La première est axée sur l'adaptabilité des gammes existantes aux moyens actuels de production et à leurs évolutions au fil des années pour répondre aux évolutions technologiques. Le second point concerne, l’absence de prise en compte du comportement mécanique de la pièce durant l'usinage dans l'élaboration de la gamme. Ces travaux de thèse abordent ces problématiques dans le cadre du projet FUI OFELIA. Ils étudient, dans un premier temps l'influence de la gamme d’usinage sur la déformation de la pièce. L'objectif est de pouvoir prédire le comportement mécanique de la pièce pour identifier les gammes minimisant les déformations. Le second point s'intéresse à l’évaluation multicritères des gammes de fabrication. Les critères retenus prennent en compte la déformation de la pièce, la productivité à travers une estimation rapide des temps d'usinage et la recyclabilité des copeaux obtenus lors de l'usinage. D’autre part, nous proposons un modèle géométrique des états intermédiaires de la pièce durant l’usinage pour à la fois évaluer les gammes de fabrication et conduire les calculs de simulation de la déformation de la pièce durant l’usinage.

The optimization of machining sequences is not easy because it suffers from two major shortcomings. The first focuses on the adaptability of existing ranges to current production facilities and their evolution over the years to respond to technological developments. The second point concerns the lack of consideration in the mechanical behavior of the part during the development of machining sequence. This thesis addresses these in relation to the FUI OFELIA project. At first, they study the influence of the machining parameters on the deformation of the workpiece. The aim is to predict the mechanical behavior of the part to identify recommendations with minimal distortion. The second issue deals with multi-criteria evaluation of manufacturing ranges. The criteria take into account are the deformation of the workpiece, productivity through a quick estimate of machining time and recyclability of chips produced during machining. On the other hand, we propose a geometric model of the intermediate states of the workpiece during machining in order to both assess the manufacturing recommendations and to drive the simulation calculations of the deformation of the workpiece during machining.