Design and manufacturing of parts for functional prototypes on five-axis milling machines
Conception et réalisation de pièces prototypes fonctionnelles en usinage sur machines-outils à commande numérique 5 axes
Résumé
Today, prototype parts built from powder or liquid do not possess the sufficient mechanical properties or dimensional quality to be placed into operational mechanisms. The objective of this work is to produce functional prototype mechanisms, capable of working on a test bench or in service in its operating environment (a vehicle for example). The approach URP "Rapid Machining of Prototype" consists of decomposes a complex part "Crankcase for example" to several thick layers machined on 5 axis milling machine and assembled. The slicing into layers is determined so that the functional entities are not cut and the machining is feasible, including for the entities to be obtain in the thickness of the part. The type and the position of the devices of centring and fastening of the layers are then chosen. Two original part holders and a procedural plan have been designed to realize each layer into two phases. A verification protocol of the machinability has been proposed. A crankcase has been realized on the MIKRON UCP 710 machine of laboratory with an analysis of obtained precision. A test part was set to allow assessment of capabilities of the method.
A ce jour, les pièces prototypes réalisées à partir de poudre ou de liquide n'ont pas forcement des propriétés mécaniques suffisantes ni la précision requise pour être placées dans des mécanismes fonctionnels. L'objectif de ce travail est de réaliser des mécanismes prototypes fonctionnels, c'est-à-dire capables de fonctionner sur un banc d'essais ou en service dans son milieu d'utilisation (sur un véhicule par exemple). L'approche URP "Usinage Rapide de Prototype" proposée consiste à décomposer une pièce complexe de type carter par exemple, en plusieurs strates épaisses usinées sur machine outil à commande numérique 5 axes et assemblées. Le tranchage en strates est déterminé de sorte que les entités fonctionnelles ne soient pas découpées et que l'usinage soit réalisable, y compris pour les entités à obtenir dans l'épaisseur de la pièce. Le type et la position des dispositifs de centrage et de fixation des strates sont ensuite choisis. Deux montages d'usinage originaux et une gamme d'usinage ont été conçus pour réaliser chaque strate en deux phases. Un protocole de vérification de l'usinabilité a été proposé. Un carter a été réalisé sur la machine MIKRON UCP 710 du laboratoire avec une analyse des précisions obtenues. Une pièce d'essai a été définie pour permettre l'évaluation des capabilités de la méthode.
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