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Remplacement de l'usinage chimique des tôles aéronautiques minces en aluminium par de l'usinage mécanique.

Abel Chouinard

Masters thesis (2011)

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Cite this document: Chouinard, A. (2011). Remplacement de l'usinage chimique des tôles aéronautiques minces en aluminium par de l'usinage mécanique. (Masters thesis, École Polytechnique de Montréal). Retrieved from https://publications.polymtl.ca/562/
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Abstract

RÉSUMÉ Le présent mémoire traite de l'amélioration des méthodes d'usinage des poches dans des panneaux minces en aluminium, principalement utilisés en aéronautique. Ces poches sont gé- néralement obtenues par usinage chimique ce qui pose des problèmes environnementaux. Des solutions de remplacement ont déjà été proposées, celles-ci permettent maintenant d'usiner mécaniquement les panneaux en synchronisant deux machines-outils. Une première machine effectue l'usinage alors que la seconde sert d'appui pour contrer les forces d'usinage. Bien qu'innovateur, ce principe demande de synchroniser deux machines, ce qui a un coût important. La solution proposée dans ce mémoire remplace la seconde machine par un système de préhension magnétique. Des aimants sont positionnés de part et d'autre du panneau afin de le serrer et ainsi reprendre la force d'usinage axiale. L'élaboration des équations permet d'établir que le paramètre important dans le système est la force maximale d'attraction entre les aimants. Cette force, d'un module déterminé expérimentalement, doit être supérieure à la force axiale d'usinage. Les tests nécessaires à la validation ont été planifiés en utilisant un plan d'expérience, limitant ainsi le nombre d'essais et augmentant la qualité des résultats. Le modèle expérimental ainsi obtenu permet de prédire la qualité de l'usinage et le taux d'enlèvement de matière atteint. L'optimisation du modèle obtenu à partir des données des tests résulte en une variation de l'épaisseur de coupe de 0.017 mm ce qui est comparable à ce que les solutions de synchronisations de machines obtiennent.----------ABSTRACT This thesis explores an improved method for machining pockets in thin aluminum panels, mainly used in aeronautics. These pockets are usually produced by chemical milling which causes environmental problems. Replacement solutions have already been proposed. They allow to mechanically machine panels by synchronizing two machine tools. A first machine performs machining while the second provide a support to counter the machining forces. While innovative, this principle requires synchronization of two machines, which has a high cost. The solution proposed in this paper replaces the second machine by a magnetic gripping system. Magnets are positioned on either side to grasp the aluminum panel and counteract the axial machining force. Developped equations established that the most important parameter in the system is the maximum force of attraction between the magnets. This force, that has a module determined experimentally, must be greater than the axial force of machining. A design of experiment is applied to determine optimal cutting conditions. The models obtained can predict the machining quality and the material removal rate achieved. The optimized model results in a variation of the actual depth of cut of 0.017 mm for the machined surface. This performance is comparable to the synchronized machines method.

Open Access document in PolyPublie
Department: Département de génie mécanique
Dissertation/thesis director: René Mayer
Date Deposited: 27 Aug 2012 11:38
Last Modified: 27 Jun 2019 16:49
PolyPublie URL: https://publications.polymtl.ca/562/

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