DOSSIER REPONSES CORRIGÉ

DOSSIER
REPONSES
CORRIGÉ
‰
1ère partie
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
‰
Obtention du brut
Option de fonderie
Validation de l’outillage
Étude du noyau d’alésage
2ème partie
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
‰
DR1
DR2
DR3
DR4
DR5
DR6
DR7
DR8
DR9
DR10
DR11
Validation du moyen
Liaison porte-pièce/ pièce
Les origines
Décalages et plaquettes d’usinage
Paramètres de coupe
Calcul de puissance et chanfreinage
Analyse d’une spécification
3ème partie
ƒ
ƒ
ƒ
DR12 Temps d’usinage
DR13 Implantation sur palette
DR14 Temps d’usinage montage spécifique
DOCUMENT REPONSE
DR1
1.Procédé d’obtention du brut
ƒ Matériau
Entourer la bonne réponse.
ACIER faiblement
allié
FONTE malléable
FONTE à graphite
sphéroïdal
ACIER inoxydable
ACIER fortement
allié
FONTE à graphite
lamellaire
Alliage d’aluminium
ALLIAGE non ferreux
ƒ Etapes de réalisation
Décochage
Grenaillage
Découpage (découpe du système de coulée et du masselotage, chalumeau et arc air)
Mise en forme (meulage)
Réparations éventuelles (soudure)
Traitement thermique de recuit (obtention des caractéristiques mécaniques)
Grenaillage et décalaminage
Contrôle visuel, dimensionnel et non destructif
Réparations éventuelles (soudure)
Revenu si réparation + grenaillage si besoin
Peinture
Usinage
Certaines étapes sont facultatives et directement dépendantes de la qualité de fonderie.
Les étapes aux minima sont grisées.
DOCUMENT REPONSE
DR2
ƒ Identification des options
ETUDE N°2
Commentaires :
Le plan de joint est perpendiculaire à l’axe de l’alésage
Sens de
démoulage
Plan de joint
Les 2 surfaces planes à usiner sont sans dépouille.
Le noyau de l’alésage est vertical.
Surfaces en dépouille
ETUDE N°1°
Commentaires :
Le plan de joint est parallèle à l’axe de l’alésage.
Sens de
Démoulage
Les 2 surfaces planes à usiner sont en dépouille.
Le noyau de l’alésage est horizontal.
DOCUMENT REPONSE
DR3
2.Validation de l’outillage de fonderie
2-1 Position des défauts
ƒ Présence d’inclusions
La fonderie de pièce en acier utilise pour la fabrication de ces moules du sable avec différents composants.
La température de coulée de l’acier liquide à environ 1650°est supérieure à la température de fusion de la silice (sable). Pendant la coulée, il y
a érosion et entraînement de particules de silice (crasse) dans le métal en fusion. la silice dont la densité est inférieure à celle de l’acier en
fusion remonte en partie à la surface supérieure du moule mais peut aussi se retrouver encellulée dans les premières zones de
refroidissement. Ce phénomène d’érosion est observable chaque fois que l’acier est en contact avec de la silice (four de fusion, poche de
coulée).Par souci de simplification les effets du masselotage n’ont pas été intégrés dans l’étude.
ƒ Position des zones de concentration
Choix
2
Les défauts seront situés dans la partie supérieure du
moule.
Pour le noyau arrière les 2 méthodes n’apportent pas de
solution différente.
Choix
1
Les défauts seront situés dans la partie supérieure du moule mais
une partie des inclusions peut être immobilisée vers le noyau de
l’alésage: l’alésage (première zone de refroidissement)
ƒ Justification de l’étude retenue
La solution n°2 utilisant un noyau vertical a été retenue par le fondeur et l’usineur.
Critères retenus
ƒ
Accessibilité des surfaces
ƒ
Temps opératoire
ƒ
Surcoût de l’opération (tête à aléser)
ƒ
Tolérances dimensionnelles.
ƒ
Difficulté de contrôle visuel et non destructif
ƒ
Events et attaques de coulée positionnées sur des surfaces usinées (esthétique du brut)
ƒ
Moins de résistance au flux matière pendant le remplissage de l’empreinte
2-2 Procédure opératoire
ƒ Consignes
ƒ
ƒ
ƒ
Les réparations ponctuelles génèrent des points durs : Zones Affectées Thermiquement (concentration
de carbure) qui peuvent endommager les plaquettes.
L’opérateur, pour limiter au maximum une dégradation trop rapide de ces plaquettes, doit modifier
certains paramètres de coupe (fréquence de rotation, section du copeau) et rester très vigilant au cours
de cette opération.
Le maintien au maximum de matière permettra de réparer et de réusiner la pièce en finition si la
ƒ
ƒ Proposition
On peut prévoir :
ƒ Une augmentation de la surépaisseur de la face afin d’éliminer les défauts (inclusions dans la
surépaisseur),
ƒ Un blanchiment de la face par meulage,
ƒ Un contrôle systématique de la surface : contrôle non destructif, ressuage ou autres.
DOCUMENT REPONSE
DR4
3.Étude du noyau d’alésage
ƒ Dépouille du noyau et justification
Le noyau n’a pas de dépouille
Le noyau est réalisé dans une boite à noyau et la forme du noyau n’impose pas une dépouille de
démoulage
ƒ Diamètre brut de l’alésage
Faire apparaître les calculs
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
ƒ
RMA =5 (classe de surépaisseur H, cote la plus large de 250 à 400mm)
CT = 7 (classe de tolérances dimensionnelles 12 ,cote la plus large de 100 à 160mm)
Ø de base brut = F + 2 RMA + CT/2
Ø de base brut = 116 – 10 – 3.5
Ø BRUT = 102.5
Compléter le tableau ci-dessous
F
116
R
102.5
4. Optimisation
CT
7
de fonderie
ƒ Variation de diamètre
ƒ Longueur de l’alésage : 160 mm
ƒ Variation sur le rayon X = 80 tg 2.5°
• X = 3.5
ƒ Variation sur le diamètre : 7 mm
ƒ Problèmes d’usinage
Pour usiner l’alésage on utilise une tête ébauche Ø115
ƒ Un mode opératoire à revoir (opération supplémentaire)
ƒ Un engagement de plaquette à vérifier
ƒ Une puissance de coupe à redéfinir (puissance machine)
ƒ Un bridage pièce à recalculer
DOCUMENT REPONSE
DR5
5. Validation du moyen de production
5-1 Analyse de la pièce
ƒ Spécifications significatives
Les spécifications qui justifient cette stratégie sont :
appliquée à la surface PL3 et à la surface opposée PL1.
appliquée à l'alésage AL1
ƒ Directions d’accès optimales
Les indices 1, 2 et 3
sont interchangeables.
5-2 Exploitation des résultats
ƒ Justification du moyen de production
Il y a 3 directions d’accès coplanaires et perpendiculaires. Un seul posage sur un centre
d’usinage 4 axes avec 3 positions de palette permet l’accès à ces 3 groupes de surfaces.
Un centre d’usinage horizontal palettisé est un moyen adapté.
ƒ Implantation sur C.U.
Exemple de modélisation
La position angulaire de la
pièce dans le plan (x, z)
n’est pas imposée.
DOCUMENT REPONSE
DR6
6.Étude de la liaison pièce/porte-pièce/machine
Conclusion :
Si on souhaite accéder à toutes les faces d’une pièce, avec des outils courts, il
est souhaitable de la placer au centre de la table
DOCUMENT REPONSE
Repères et origines
DR7
DOCUMENT REPONSE
DR8
Origines : Le choix de 3 Origines Programme rend les cotes programmées plus
lisibles pour le régleur MOCN et facilite les corrections éventuelles à apporter dans
les réglages de la machine
Pour OP2
Equation du Dec Z = Opp,O2.z + O2,Op.z+ Op,OP2.z
DecZ = -180,12 + 198.26 + 257 = 275.14 mm
DEC X
198.26-180.12=18.14
180.06-130.23=49.83
180.12-198.26=-18.14
OP1
OP2
OP3
DEC Y
219.96
219.96
219.96
DEC Z
49.83+79.85=129.58
275.14
49.83+79.85=30.02
7 Couple outil matière
ƒ Paramètres de coupe
Surfaçage avec Octomil « gros débit »
Surfaçage
∅
Valeurs de
base
Vc
fz
Plans
PL1&PL3
80 160 0.5
Valeur Optimisée
Z
Vc
fz
n
Vf
160
0.5
636
1591
5
Nombre de
passes
Ebauche
Finition
1
1
1
1
8
160*1.4=224
Plan PL2
ap
de
base
0.5
890
2228
Feed Master « rapide »
Surfaçage
∅
Valeurs de
base
Vc
fz
Plans
PL1&PL3
80 215
Plan PL2
1
Valeur Optimisée
Z
Vc
fz
n
Vf
215
1
855
5130
215*1.4=301
1
1197
7185
6
ap
de
base
1.6
(ou
1.8)
Nombre de
passes
Ebauche
Finition
4
1
3
1
Ae= (190²-176²)/(4*190-180) = 11.65 donc ae/dc = 11.65/80 = 0.145 soit 15%
DOCUMENT REPONSE
DR9
Renfort d'arête
Hm > renfort pour éviter l’écrouissage de la matière et obtenir une coupe
Temps de coupe
Temps
d’usinage
Octomil
«standard»
Octomil
« gros
débit »
Feed
Master
« rapide »
Surfaçage des
deux plans
Dressage ∅ 190
Temps Total
Distance à parcourir =
Coupe : ∅154*π = 483
Approche : ∅40*π/2= 62.83
Soit :546*2 plans=1091mm
Distance à parcourir =
Coupe : ∅200*π = 628.32
Approche : ∅50*π= 78.54
Soit :706mm
6 min
Fraise
choisie
1091/1591=0.686*2 706.86/2228=0.317*2 1.37+0.63= 2
passes= 1.37mn passes=0.63 min
min
1091/5130 = 0.21 *
5 passes =1.06 mn
706.86/7185 = 0.09 * 1.06+0.39=1.45
4 passes = 0.393 min min
- Puissance
Pc = (ap.ae.vf)/(60 000 000 * η)* kc = (1.6*60*5130)/(60 000 000*0.8)*1700 = 17.44 Kw
Donc la puissance machine disponible à la broche est suffisante
8 Pente à 11°
-Tronc de cône 11°
D
DOCUMENT REPONSE
DR10
Modélisation
Nombre de passes
Rt = 5 * Ra = 5 * 16 = 80 µm soit 0.08 mm
Rt = fz²/(8re) donc fz² = Rt * 8 re = 0.08*8*4 = 2.56 mm donc Fz = (2.56)1/2 = 1.6 mm
∅ maxi = 230 mm (environ) et ∅ mini = 193 mm (environ) donc ∆(D-d) = 37 mm
soit ∆r = 18.5 mm au rayon. ∆r/Fz = 18.5/1.6 = 12 passes
Autre méthode d’usinage
- Outil de forme extérieur, ou
- Tourillonnage, ou
- Surfaçage en 5 axes
9 Tourillonnage
Avantages :
- ∅ précis et réglable, comme pour un alésage intérieur à la barre
- Précision indépendante de celle des interpolations circulaires de la machine
- Travail très rapide : une seule plongée de 10 mm en avance travail
Stratégie
- Stopper la broche en position indexée : dent en haut par exemple
- Décaler légèrement en Y pour décoller la dent de la surface usinée
- Reculer l’outil suivant Z+ à vitesse rapide
Outil spécifique
Le point de jauge choisi, permet
le réglage de la cote encadrée de 257
DOCUMENT REPONSE
DR11
10 Contrôle au poste
Spécification géométrique
Montage et procédure de contrôle
- Recherche du point de rebroussement dans
l’alésage coté PL1
- Mettre le repère du comparateur à zéro
- Retirer le comparateur de l’alésage
- Faire pivoter de 180°soit la pièce, soit le
comparateur
- Rechercher le point de rebroussement du
coté PL3
- Vérifier que l’écart entre les deux relevés
est ≤ 0.13 mm
Rq :
- Les défauts de forme sont considérés
négligeables par rapport au défaut
d’orientation.
Défaut
Le défaut constaté peut être dû aux efforts de coupe appliqués sur la pièce lors de
l’opération d’alésage et à la dispersion du positionnement en rotation de la palette.
DOCUMENT REPONSE
DR12
11. Calcul du temps d’usinage
Embout
de vérin
Sousphase
101
Calcul des temps
d’opérations
Opérations
Initialisation
/
Alésage ébauche Al 1
110
120
130
140
150
Outil
Surfaçage Pl1
Chanfreinage Ch1
Position
palette
BO
T17
T18
Surfaçage Pl2
Chanfreinage Ch2, Ch3
T18
Surfaçage Pl3
Chanfreinage Ch4
Surfaçage Pl4
T18
Unité de temps :
cmin (centième
de minute)
Machine FH 55
Changement
d’outil
Temps de coupe
Total
/
/
200
20
50
85
135
/
50
150
200
10
/
200
210
10
/
250
260
/
50
90
140
/
50
240
290
/
50
200
250
Rotation palette
200 changemt
palette
B180
B90
B0
Pointage Tr1-4
Perçage Tr1-4
Taraudage Tr1-4
Détourage ébauche Cy1
T19
T23
T2
T20
10
50
110
160
Contournage To1+Co1
T21
/
50
350
400
Alésage ébauche Al2
T1
/
50
30
80
Alésage ébauche Al3
T3
/
50
376
426
Dressage Pl5
T4
/
50
60
110
Dressage Pl6
Chanfreinage Ch5
T5
/
50
40
90
Contournage Pr1
T6
/
50
10
60
Alésage Al3 ½ finition
T7
/
50
50
100
Alésage Al3 finition
T8
/
50
40
90
Tourillonnage Cy1 finition
T14
/
50
20
70
Alésage finition Al1
Perçage Al4
T9
T10
10
50
130
180
/
50
60
110
B90
B0
Total :
Embout
de vérin
Calcul des temps
d’opérations
Nombre d’opérations pour chaque type d’opération
Gain de temps pour chaque type d’opération
Machine OKUMA
Changement,
Rotation palette
Changement
d’outil
1 chgt+6 ¼ T
17 changmts
150+ 6x(0)=150
17x(50-10)=680
Unité de temps :
cmin ( centième de
minute)
Temps de
coupe
0
3561
Total
-830
DOCUMENT REPONSE
DR13
A retenir
Critères de choix
Conforme
Implantation sur la palette
Position B0
(Les pièces sont positionnées
à la même altitude selon Y)
Non
conforme
12.Montage en panoplie
X
X
L’accès aux surfaces AL3, PL5… n’est pas possible
avec les outils et porte-outils du processus initial.
X
L’accès aux surfaces PL1 n’est pas possible avec les
outils et porte-outils du processus initial.
X
L’ensemble des surfaces est accessible. La position
commune des plans PL4, PL3, PL1 permet
d’envisager des regroupements d’usinage.
L’accès aux surfaces PL1 n’est pas possible avec les
porte-outils du processus initial (porte à faux).
X
L’ensemble des surfaces est accessible. La position
non commune des plans PL4, PL3, PL1 ne permet
pas d’envisager certains regroupements d’usinage.
X
DOCUMENT REPONSE
Calcul des temps
d’opérations
Embout
de vérin
Sousphase
DR14
Opérations
101 Initialisation
Alésage ébauche Al 1
110 Surfaçage Pl1
Outils
Position
palette
/
BO
Pièce
1
2
T17
T18
B90
X
Surfaçage Pl2
130 Surfaçage Pl2
Chanfreinage Ch2, Ch3
T18 B180
T18
X
B0
Rotation
palette
Unité de temps :
cmin ( centième de minute)
Temps de coupe
Changement
transfert moyen
d’outil
Pièce 1 Pièce 2
Total
50
(changement
palette)
/
/
/
/
50
10
10
1
85
85
181
/
10
1
150
150
311
10
/
/
200
/
210
20
/
/
/
200
220
10
/
1
250
250
511
/
10
1
90
90
191
X
Chanfreinage Ch1
120 Chanfreinage Ch2, Ch3
Montage 2 pièces
Machine
OKUMA
X
140 Surfaçage Pl3
Chanfreinage Ch4
Surfaçage Pl4
T18
Pointage Tr1-4
T19 B270
Perçage Tr1-4
T23
/
10
1
240
240
491
Taraudage Tr1-4
T2
/
10
1
200
200
411
Détourage ébauche Cy1
T20
10
10
/
110
/
120
Contournage To1+Co1
T21
/
10
/
350
/
360
Alésage ébauche Al2
T1
/
10
/
30
/
40
Alésage ébauche Al3
T3
/
10
/
376
/
386
Dressage Pl5
T4
/
10
/
60
/
70
150 Dressage Pl6
160
170
B180
X
X
X
Chanfreinage Ch5
T5
/
10
/
40
/
50
Contournage Pr1
T6
/
10
/
10
/
20
Alésage Al3 ½ finition
T7
/
10
/
50
/
60
Alésage Al3 finition
T8
/
10
/
40
/
50
Tourillonnage Cy1 finition
T14
/
10
/
20
/
30
20
100
/
/
1086
1196
10
10
1
130
130
271
/
10
1
60
60
131
*Mêmes opérations que
dans la sous-phase 150
*
B0
Alésage finition Al1
T9
Perçage Al4
T10
B270
X
X
X
Total (pour 2 pièces)
Gain de temps (3561-830)x2 –(5360)
5 360
102