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Conception d'une broche innovante

Ce travail de diplôme a été réalisé en collaboration avec une entreprise. Il a eu comme objectif l'étude et le développement d'une broche haute vitesse pour le fraisage. La première étape du projet a été d'étudier les efforts de coupe produits par l'usinage. Ces résultats ont permis le dimensionnement des principaux organes de la machine, à savoir le moteur et les roulements. Une fois les roulements sélectionnés, il a été possible de s'intéresser aux performances de la broche :

• La rigidité de l'ensemble arbre et roulements.
• L'estimation des premiers modes de flexion.

Ces deux paramètres ont fait l'objet d'études relativement poussées afin de mettre en évidence les paramètres sensibles de la conception. Un modèle automatisé a été implémenté dans un logiciel de calculs afin de permettre la maitrise de ces deux paramètres tout au long de la construction.

La deuxième étape majeure a été la phase de conception qui a occupé la majorité du projet. La modélisation de la broche a été guidée tout au long du processus par le bureau technique de l'entreprise. De plus le travail en entreprise a permis d'échanger directement avec les mécaniciens qui usinent et montent les broches.

La dernière étape du projet a été le contrôle des éléments de la broche. Les résultats de ces analyses ont permis de sortir les premiers modes de résonance, ainsi que la vitesse critique. De plus, il a été possible de mettre en évidence certaines faiblesses structurelles de la conception actuelle. Diverses propositions ont été faites pour permettre la correction de celles-ci. Certaines pièces ont aussi fait l'objet d'un choix de matériaux afin de garantir la tenue en fatigue. Le projet est maintenant dans les mains du partenaire industriel qui doit décider de la suite à donner.