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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Victor Songmene


PLAN DE COURS

Hiver 2025
MEC781 : Méthodes d'usinage avancées (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC300    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 100,0 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
L’objectif général de cours est d’approfondir le procédé de mise en forme par enlèvement de matière.

À la fin de ce cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
  • d’analyser la fabrication par usinage des produits et établir le dossier de fabrication (sélection de machine-outil, gamme d’usinage, sélection des outils et paramètres de coupe);
  • d’établir les relations existants entre les conditions d’usinage, l’usure et la vie des outils de coupe;
  • de comprendre la mécanique de coupe et prescrire des moyens pour améliorer la performance du procédé et la qualité des pièces produites;
  • d’écrire les phénomènes engendrant les déformations des pièces et les vibrations de la machine-outil;
  • de prescrire des moyens et stratégies d’usinage réduisant les vibrations des machines et améliorant la qualité des pièces;
  • d’établir, décrire ou comparer l’usinabilité des matériaux courants : usure, vie utile des outils, fini de surface, qualité des pièces, forces et énergies de coupe, formation des copeaux, formation des bavures;
  • de programmer des trajectoires d’outils avec un logiciel de FAO adapté à l’usinage à grande vitesse; d’optimiser les conditions de coupe : améliorer la qualité des pièces, la performance des machines ou la productivité tout en réduisant les effluents (bruit, aérosols et particules).


Mécanique de la coupe. Modélisation de la coupe et des performances d’usinage. Machines-outils et outillage pour l’usinage. Usinage à haute vitesse. Usinabilité des matériaux courants et des matériaux aéronautiques. Déflection des outils pendant l'usinage, Comportement dynamique des machines. Phénomènes de déformations, vibrations. Lubrification. Aspects économiques et optimisation. Usinage des composites et des matériaux durs. Nouvelles techniques modernes d’usinage.

Séances de laboratoire portant sur l’analyse des efforts de coupe, les vibrations, la formation des copeaux, l’usinabilité des matériaux ou la programmation des trajectoires d’outils avec un logiciel de FAO adapté à l’usinage à grande vitesse.



Objectifs du cours

But du cours :

Le cours vise à doter les étudiants d'une expertise approfondie dans les procédés de mise en forme par usinage: typologies, spécificités, interactions avec les matériaux coupants et les matériaux coupés, aspects économiques et analyse des performances .

Objectifs spécifiques:

Au terme du cours, l'étudiante ou l'étudiant sera en mesure de:

  1. Expliquer les fondements théoriques du phénomène de coupe.
  2. Sélectionner des procédés, des machines, des outils, des conditions et paramètres de coupe pour une pièce ou une application donnée;
  3. Évaluer de manière critique les avantages et limitations des différents procédés et méthodes d'usinage: abrasions, traditionnels et non traditionnels.
  4. Décrire les causes d'usure des outils, quantifier leurs étendues, établir les durées de vie utiles des outils en vue d'estimer et de comparer l'usinabilité des matériaux avancés;
  5. Appliquer des techniques analytiques du logiciel DFMA - module DFM pour analyser les coûts d'usinage d'un produit afin de proposer des améliorations de conception de ces produits.
  6. Analyser par logiciel DFMA-module DFM l'usinage des pièces par différents procédés: tournage, fraisage, découpe laser/plasma, oxycoupage ou par jet d'eau abrasif.
  7. Optimiser les conditions et les paramètres d'usinage en prenant en compte les aspects environnementaux des procédés.



Stratégies pédagogiques

Le cours MEC781 se donnera entièrement en ligne à l'hiver 2024.

Le cours magistral sera accompagné de travaux de laboratoire au cours desquels les étudiants analyseront l'usinage des pièces (coûts  et difficultés d'usinage) en se servant d’un logiciel commercial  (DFMA)- module Design for Manufacturing DFM- concurrent costing.  Le reste de la stratégie se rsume comme suit:

  • Exposés magistraux, incluant des exemples présentés lors des cours,
  • Devoirs permettant de mettre en application les notions apprises en cours,
  • Séances de travaux pratiques permettant la résolution d’exercices,
  • Un examen intra et un examen final permettant à l’étudiant de prendre connaissance de ses progrès et de sa réussite.



Utilisation d’appareils électroniques

Le cours étant en ligne, les étudiants doivent avoir accès à un ordinateur avec camera.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mardi 18:00 - 21:30 Activité de cours
Jeudi 18:00 - 20:00 Laboratoire



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Anis Dakhlaoui Activité de cours cc-Anis.Dakhlaoui@etsmtl.ca A-2112
01 Anis Dakhlaoui Laboratoire cc-Anis.Dakhlaoui@etsmtl.ca A-2112



Cours

 

 

6h

Introduction à l’usinage

  • Notions de base, Introduction au phénomène de coupe;
  • La théorie de coupe par usinage;
  • La formation du copeau sous diverses conditions d'usinage conventionnel;
  • Défis de l’usinage et propriétés des matériaux;
  • Guide de conception pour la fabrication (DFM).

 

 

6h

Performance des outils et Usinabilité des matériaux

  • Les outils de coupe (matériaux /revêtements et géométries);
  • Usure et durée de vie des outils de coupe; 
  • Usinabilité des matériaux.
  • Statégies d'usinage multi-axes;
  • Lubrification et refroidissement: mode abondant, à quantité minimale et micropulvérisation (MQL) .

 

3h

Usinage conventionnel par abrasion (Procédés de rectification et de polissage)

  • Mécanismes de coupe;
  • Rectification/Polissage plans, Rectification cylindrique, Rectification en passe profonde
  • Choix des meules et des conditions opératoires de rectification.

3h

Considérations économiques et optimisation de l’usinage

  • La précision d’usinage et son coût;
  • Modélisation des coûts d’usinage;
  • Analyse économique;
  • Optimisation des conditions d’usinage.

 

 

6h

Performance et Qualité de l’usinage

  • Efforts de coupe et température au cours de l’usinage;
  • Intégrité de surface des pièces usinées;
  • Précision et qualité des pièces (fini, tolérances, contraintes résiduelles);
  • Vibrations et lobes de stabilité.

 

6h

Usinage particulier/spécifique

  • Micro-usinage et Usinage de précision, Usinage de très haute précision;
  • Usinage à grande vitesse (UGV) ;  Machines et outillage pour l’UGV;
  • Usinage d’alliages légers / Usinage des superalliages;

 

6h

          Usinage non-conventionnel

  • Usinage ultrasonique, Usinage par jet d’eau abrasif;
  • Usinage par faisceau laser, Usinage par faisceau plasma;
  • Usinage par électro-érosion (EDM).



Laboratoires et travaux pratiques

Les séances de laboratoire (2h, une fois par semaine et pendant 12 semaines) à distance portent sur la conception, l’analyse DFM (Design for Manufacturing) et l’exploration FAO (Fabrication Assistée par Ordinateur) d’un système composé de plusieurs éléments. Plusieurs méthodes de fabrication sont proposées afin de produire cet ensemble.

 

A- Analyse DFM basique et exploration FAO : Rapport (15%)

  1. Effectuer une analyse DFM comparative des procédés non conventionnels pour la fabrication d’un produit afin d’identifier la solution la plus optimale.
  2. Réaliser une analyse FAO en utilisant Mastercam pour explorer l’usinage de certains composants. Une stratégie multiaxe sera adoptée afin d’évaluer la faisabilité de la fabrication.

 

B. Analyse DFM avancée des coûts et temps de fabrication d’un produit :Rapport (15%)

  1. Implémentation des nouveaux procédés dans DFM (procédé d'oxycoupage, jet d'eau abrasif, soudage MIG)
  2. Analyse DFM avancée des coûts et temps de fabrication par les procédés implémentés,



Utilisation d'outils d'ingénierie

Les logiciels suivants, accessibles en ligne, seront utilisés:

  • Design for manufacturing and assemblye (DFMA), module Design for Manufacturing (DFM);
  • Mastercam;

 




Évaluation

Examen intra (13 février 2025)

30 %

Rapports des laboratoires ( 2 x 15%) 

30 %

Examen final

40 %




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 13 février 2025



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire

Obligatoires : Notes de cours en format PDF fournies par l'enseigant : Voir site Moodle du cours




Ouvrages de références

Ouvrages de références

  • Hassan El-Hofy., Fundamentals of machining Processes: Conventional and non-conventional processes, CRC Press- Taylor & Francis, New York, 2007.
  • Winston A. K., Fundamentals of Metal Machining and Machine Tools, Third Edition, CRC Press- Taylor & Francis, New York, 2006.
  • Groover M. P., Fundamentals of Modern Manufacturing: Materials, Processes, and Systems, 7th Edition, Wiley publication, USA, 2019.TLUSTY,
  • Tlusty G., Manufacturing processes and equipment, New Jersey, Prentice Hall, 2000, 928p. KING,
  • Robert I., Handbook of high-speed machining technology, New York, Chapman and Hall, 1986, 471p
  • Sandvik Coromant, Technical Editorial Department, Modern Metal Cutting, A practical Handbook, Suisse, Sjöströms Text & Repro Sandviken, 1994.
  • CORDEBOIS J.P. et coll., Fabrication par usinage, Dunod, Paris, 2003, 581p.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

à venir.