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Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 90 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 3 Mo |
Extrait
ÉCOLE CENTRALE DES ARTS
ET MANUFACTURES
« ÉCOLE CENTRALE PARIS »
THÈSE
présentée par
Karim JABALLI
pour l’obtention du
GRADE DE DOCTEUR
Spécialité : Automatique
Laboratoire d’accueil : Génie industriel
SUJET : Contribution à la génération assistée par ordinateur du tolérancement
de fabrication 3D.
Soutenue le : 09 octobre 2009
Devant un jury composé de :
M. Alain RIVIERE Président Bernard ANSELMETTI Examinateur
M. Zoubeir BOUAZIZ Examinateur Jamel LOUATI Membre
M. Alain BELLACICCO Membre Mohamed HADDAR
2009ECAP0033
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Remerciements
Ce travail de recherche a été effectué dans le cadre d’une thèse en co-tutelle entre l’Unité de
Mécanique, Modélisation et Production (U2MP) du département de Génie Mécanique de
l’Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sfax et le Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes
Mécaniques et des Matériaux (LISMMA) de l’Institut Supérieur de Mécanique de Paris
(SUPMECA), rattaché au laboratoire de Génie Industriel de l’Ecole Centrale de Paris (ECP).
Je voudrais remercier très vivement les membres du jury pour l’honneur qu’ils m’ont fait en
acceptant d’examiner cette thèse et pour l’intérêt qu’ils ont bien voulu porter à ce travail.
J’exprime ma profonde gratitude à Monsieur Mohamed HADDAR et Monsieur Jamel
LOUATI, pour la confiance, la patience et l’aide qu’ils m’ont accordé au cours de ces années
en tant que Directeurs de thèse, pour la qualité scientifique de leurs remarques et pour m’avoir
fait découvrir ce sujet de recherche.
Je remercie infiniment Monsieur Alain RIVIERE et Monsieur Alain BELLACICCO, pour
leur confiance de m’avoir accueilli au sein de leur équipe au LISMMA ainsi que pour les
nombreuses discussions que nous avons eu ensemble, pour la qualité scientifique de leurs
remarques et pour le temps qu’ils ont bien voulu me consacrer en tant que Directeurs de thèse.
Je remercie vivement Messieurs Bernard ANSELMETTI et Zoubir BOUAZIZ pour avoir
accepté d’être rapporteurs de cette thèse.
Mes remerciements s’adressent, tout particulièrement, à mes amis avec qui j’ai partagé des
moments inoubliables, Maher BARKALLA, Amir Kessentini, Hedi YENGUI….
Que mes amis et mes collègues de l’U2MP et du LISMMA soient aussi récompensés par des
grands mercis, pour m’avoir apporté leur aide, leur soutien et la chaleur humaine dont j’avais
tant besoin.
Et par delà de tous mes remerciements, un grand merci à mes parents pour leur soutien tout au
long de ces années et à ma femme « NOUR », pour la patience qu’elle a prouvé envers moi et
pour ses encouragements et son amour.
Sommaire
Introduction générale 2
Partie 1 : Etude bibliographique
1. Etat de l’art des méthodes de tolérancement
1.1. Le tolérancement............................................................................................................ 7
1.1.1. Expertise du Tolérancement Géométrique, « GT »........................................................ 7
1.1.2. Tolérancement produit................................................................................................... 8
1.2. Description de la géométrie............................................................................................ 9
1.2.1. Relation entre les surfaces réelles et les modèles géométriques .................................... 9
1.2.1.1. Définition des défauts.................................................................................................... 9
1.2.1.2. Représentations des surfaces géométriques ................................................................ 10
1.3. Modèles de représentation de la géométrie ................................................................. 10
1.3.1. Représentation normalisée .......................................................................................... 11
1.3.1.1. Spécification normalisée ............................................................................................. 11
1.3.1.2. Zones de tolérances ..................................................................................................... 12
1.3.1.3. Indicateurs « appelé aussi modificateurs ».................................................................. 13
1.3.1.4. Démarche de cotation selon la norme ISO 1101......................................................... 15
1.4. Présentation par zone enveloppe.................................................................................. 15
1.4.1. Les modèles à base d’offsets........................................................................................ 15
1.4.2. Exigences sur les frontières virtuelles.......................................................................... 16
1.5. Modèles variationnels..................................................................................................17
1.5.1. Modèles paramétriques................................................................................................
1.5.2. Modèles cinématique....................................................................................................18
1.5.3. Modèles vectoriels........................................................................................................ 20
1.5.4. Modèles torsoriels.. 22
1.6. Modèles structurels23
1.7. GEOSPELLING...........................................................................................................24
1.8. Conclusion.................................................................................................................... 25
2. Approches traitant de la synthèse des tolérances
2.1. Introduction.................................................................................................................. 28
2.2. Représentation graphique.............................................................................................28
2.2.1. Représentation des mécanismes ...................................................................................
2.2.2. Méthode « CLIC »........................................................................................................ 29
2.2.3. Prise en compte des étapes du processus de fabrication et identification des variables 31
2.3. La simulation d’usinage en 1D..................................................................................... 31
2.3.1. Méthode des chaînes de cotes ...................................................................................... 31
2.3.2. Méthode des Dispersions appelée aussi méthode « ∆L » ........................................... 32
2.4. Tolérancement tridimensionnel....................................................................................34
2.4.1. Les déférentes approches développées.........................................................................
2.4.2. Modélisation graphique des processus d’usinage ........................................................ 39
2.4.3. Synthèses des spécifications......................................................................................... 39
2.4.4. La méthode TZT........................................................................................................... 40
2.4.5. La méthode du « TTRS tree » ..................................................................................... 41
i2.4.6. La méthode rationnelle de tolérancement 3D .............................................................. 41
2.5. Conclusion.................................................................................................................... 43
Partie 2 : Méthodes de tolérancement de fabrication 3D
3. Recherche des chemins processus contraignants les DDL de
la spécification fonctionnelle
3.1. Introduction.................................................................................................................. 47
3.2. Modélisation des DDL intrinsèques et extrinsèques .................................................... 47
3.2.1. Caractéristiques intrinsèques........................................................................................48
3.3. Développement de la méthode ..................................................................................... 51
3.4. Etape 1 : Etude de la spécification fonctionnelle (Zone 1) ..........................................