Simulation du comportement dynamique d'un système usinant : modélisation de l'interaction outil/matière en présence d'une pièce flexible

Simulation of the dynamical behaviour of a machining system: modeling of the tool/workpiece interaction with flexible workpiece

Laboratoire de Mécanique des Systèmes et des Procédés, UMR CNRS 8106, École Nationale Supérieure d'Arts et Métiers, 151 boulevard de l'Hôpital, 75013 Paris, France

Auteur de correspondance : philippe.lorong@paris.ensam.fr

Reçu : 25 Mai 2007
Accepté : 24 Janvier 2008

Résumé

La simulation du comportement dynamique d'un système usinant conduit à la résolution d'un problème non-linéaire de vibrations où la modélisation de l'interaction outil/pièce joue un rôle central. Cette interaction a pour particularité d'évoluer au cours du temps suite à une modification régulière de la frontière du domaine pièce qui correspond à l'enlèvement progressif de matière. La flexibilité de la pièce complique très nettement son évaluation. L'objectif principal de ce travail est de proposer une démarche permettant de faire évoluer, tout au long de l'usinage, le modèle géométrique décrivant la surface usinée dans un contexte de pièce déformable. Les différents modèles nécessaires à la simulation du comportement dynamique du système usinant sont présentés ainsi que la démarche adoptée pour modéliser l'interaction outil/pièce. Deux exemples simples montrent l'intérêt de la méthode.

Abstract

The simulation of a machining system leads to the resolution of a non-linear problem of vibrations where the modeling of the interaction tool-part plays a central part. This interaction has as a characteristic to evolve in the course of time following a regular modification of the domain boundary of the part which corresponds to the progressive removal of matter. The flexibility of the part complicates its evaluation very clearly. It is the main objective of this work to give a significant contribution to the way of solving the problem in that case. The various models necessary to the simulation of the dynamic behavior of the machining system are presented as well as the approach adopted to model the interaction toolpart. Two simple examples show the interest of the method.