Conception d'un système de serrage à cinq degrés de liberté

Abstract

Ce projet de fin d’études porte sur l’étude des degrés de liberté d’une pièce mécanique et leur réduction à cinq degrés de liberté à travers la conception d’un étau de serrage à l’aide du logiciel SolidWorks. En mécanique, une pièce libre dans l’espace possède six degrés de liberté : trois mouvements de translation selon les axes X, Y et Z, et trois mouvements de rotation autour de ces mêmes axes. Pour garantir la stabilité et la précision lors des opérations d’usinage ou d’assemblage, il est nécessaire de limiter ces mouvements à l’aide d’un système de serrage adapté. L’objectif principal de ce travail est de concevoir un étau capable de supprimer cinq degrés de liberté tout en laissant un seul mouvement contrôlé. Cette solution permet d’assurer un maintien efficace de la pièce, d’améliorer la précision du positionnement et de réduire les risques de déplacement pendant le travail. La conception a été réalisée avec le logiciel SolidWorks, qui a permis la modélisation 3D des différents composants de l’étau, leur assemblage virtuel ainsi que la vérification de leur fonctionnement. L’étude a également porté sur le choix des dimensions, des matériaux et du mécanisme de serrage afin d’obtenir un dispositif fiable et fonctionnel. Les résultats obtenus montrent que l’étau conçu permet de limiter efficacement les mouvements de la pièce et de répondre aux exigences de stabilité et de précision requises dans les applications industrielles. Ce projet met ainsi en évidence l’importance des systèmes de serrage dans la maîtrise des degrés de liberté et dans l’amélioration de la qualité des opérations mécaniques.

This final year project focuses on the study of the degrees of freedom of a mechanical part and their reduction to five degrees of freedom through the design of a clamping vise using SolidWorks software. In mechanics, a part free in space has six degrees of freedom: three translational movements along the X, Y, and Z axes, and three rotational movements around these same axes. To guarantee stability and precision during machining or assembly operations, it is necessary to limit these movements using a suitable clamping system. The main objective of this work is to design a vise capable of eliminating five degrees of freedom while allowing only one controlled movement. This solution ensures effective workpiece holding, improves positioning accuracy, and reduces the risk of movement during operation. The design was carried out using SolidWorks software, which enabled the 3D modeling of the various vise components, their virtual assembly, and the verification of their functionality. The study also focused on selecting the dimensions, materials, and clamping mechanism to obtain a reliable and functional device. The results show that the designed vise effectively limits workpiece movement and meets the stability and precision requirements of industrial applications. This project thus highlights the importance of clamping systems in controlling degrees of freedom and improving the quality of mechanical operations.