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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Victor Songmene


PLAN DE COURS

Hiver 2024
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 du cours est d’approfondir le procédé de mise en forme par enlèvement de matière.

À la fin de ce cours, l’étudiant ou l'étudiante 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, les préparant à analyser, choisir et appliquer diverses méthodes d'usinage en fonction des matériaux et des exigences spécifiques.

 

Objectifs spécifiques:

  • Comprendre les fondements théoriques du phénomène de coupe.
  •  Analyser les aspects techniques et économiques de l'usure des outils.
  • Explorer les techniques d'usinabilité des matériaux avancées.
  • Maîtriser les interactions complexes entre l'outil et la matière lors de l'usinage.
  • Acquérir des compétences spécifiques dans l'usinage par abrasion.
  • Approfondir la compréhension des procédés d’usinage non-traditionnels.
  • Appliquer les connaissances acquises pour des choix d'usinage judicieux (procédés, paramètres et conditions de coupe).
  • Évaluer de manière critique les avantages et limitations des différentes méthodes.
  • Sensibiliser les étudiants aux implications environnementales et de santé-sécurité des procédés d'usinage.



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 20:00 - 22:00 Travaux pratiques et laboratoire
Mercredi 18:00 - 21:30 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Anis Dakhlaoui Activité de cours cc-Anis.Dakhlaoui@etsmtl.ca A-2112
01 Anis Dakhlaoui Travaux pratiques et 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

  • Géométries et matériaux à outil
  • Analyse du phénomène d’usure de l’outil de coupe, modèles d’usure d’outil et de durée de vie utile de l'outil.
  • Usinage et usinabilité des matériaux.
  • Lubrification et refroidissement: modes abondantes, micropulvérisation (MQL) et refroidissement cryogénique.

3h

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

  • Rectification/Polissage plans, Rectification cylindrique, Rectification en passe profonde
  • Choix de type de meule 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

  • Étude de l’interaction outil/matière en usinage (efforts de coupe, température, fini et intégrité de surface).
  • Étude de la stabilité de coupe par usinage, Phénomène d’instabilité en usinage, Méthodes d’analyse de la stabilité en usinage, 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 EDM à fil, Usinage EDM par enfonçage.



Laboratoires et travaux pratiques

Les séances de laboratoire sur ordinateur relatives à la conception et l'analyse rigoureuse d’une gamme de fabrication d’un produit, le choix des conditions opératoire propres à chaque procédé et l’optimisation des coûts de fabrication par une analyse DFM.

  1.  Analyse DFM basique de la fabrication d’un produit faisant intervenir plusieurs méthodes et opérations d’usinage: Rapport (15%)
  2.  Analyse DFM avancée des coûts et temps de fabrication d’un produit : Rapport (15%)



Utilisation d'outils d'ingénierie

Le logiciel Design For Manufacturing and Assembly (DFMA), module Design for Manufacturing (DFM) sera utilisé.




Évaluation

Examen intra (14 février 2024)

30 %

Rapports des laboratoires ( 2 x 15%) 

30 %

Examen final

40 %




Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 14 février 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.



Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence d’un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice – Affaires départementales qui en référera au directeur du département ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » ou autre) à un examen entraînera l’attribution de la note zéro (0).



Infractions de nature académique
À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et les étudiants sont invités à consulter la page "Citer, pas plagier !" (https://www.etsmtl.ca/Etudes/citer-pas-plagier). Les clauses du règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS (« Règlement ») s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-nature-academique) pour identifier les actes qui constituent des infractions de nature académique au sens du Règlement ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet.

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’enseignant(e) 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.