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Concours Général des Métiers Fonderie Session 2018 CORRIGÉ Épreuve écrite Durée

Concours Général des Métiers Fonderie Session 2018 CORRIGÉ Épreuve écrite Durée : 6 heures Repère : FON Page 1/14 CONCOURS GÉNÉRAL DES MÉTIERS DE LA FONDERIE ÉPREUVE ÉCRITE SESSION 2018 Durée : 6 heures Ce sujet comporte : - Dossier de présentation : pages 2/31 à 4/31 - Dossier technique : pages 5/31 à 17/31 - Dossier travail : pages 18/31 à 31/31 L’intégralité du dossier travail (pages 18/31 à 31/31) est à rendre par le candidat. Il est conseillé au candidat de prévoir 30 minutes pour la lecture du sujet. Le dossier travail comporte des indications de temps pour traiter chacune des parties. Calculatrice autorisée conformément à la circulaire N° 2015-178 du 01/10/2015 et documents personnels autorisés. CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 Épreuve Écrite Page 2/14 Q3 : Suite à votre réponse, déterminer la valeur de surépaisseur d’usinage à l’aide du tableau 7 page 11/31 et du plan pièce. Plus grande dimension = 2 x 36,50 = 73 mm soit >63 mm et ≤ 100 mm Valeur mini : RMAG E = 0,7 mm Valeur moyenne : RMAG F = 1 mm Valeur maxi : RMAG G = 1,4 mm Q4 : L’axe pignon entrée, entrainé par moteur électrique, est guidé par le pallier mobile. L’ajustement entre ces deux pièces est un diamètre Ø13 H7 g6. Compléter les tableaux ci-après en vous aidant du dossier technique (tableaux page 10/31). ALÉSAGE ARBRE Cote nominale (mm) Ø13 Ø13 Écart supérieur (mm) + 18 µm soit + 0,018 mm - 6 µm soit - 0,006 mm Écart inférieur (mm) 0 µm soit 0mm - 17 µm soit - 0,017 mm IT (mm) + 18 µm soit + 0,018 mm + 11 µm soit + 0,011 mm Cote maxi (mm) Ø13,018 mm Ø12,994 mm Cote mini (mm) Ø13 Ø12,983 mm Donner la nature de l’ajustement en entourant la bonne réponse. Avec jeu Avec serrage Incertain En fonction de la réponse précédente, déterminer le jeu ou le serrage de cet ajustement. (Serrage ou jeu) Maxi : 13,018 - 12,983 = 0,035 mm (Serrage ou jeu) mini : 13 – 12,994 = 0,006 mm ST / 27 / 2 / 6 / 3 / 12 / 2 / 2 A.1 - ÉTUDE DE MOULAGE DU FLASQUE Le flasque, coulé en fonte GS, est réalisé à l’aide d’une plaque modèle comportant 8 pièces sur la machine air impact en sable silico argileux. Avec l’aide du dossier technique : Q1 : Déterminer la classe de surépaisseur d’usinage (Annexe B page 11/31) Moulage en sable Machine et Fonte GS donc Classe E à G Q2 : Repasser, sur la vue de face et la vue de droite en coupe ci-dessous, en rouge les surfaces usinées du flasque. CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 Épreuve Écrite Page 3/14 Q7 : Sur la figure ci-dessous, colorier en rouge sur les deux broches les parties en contact avec la masselotte et la pièce. Q8 : Justifier la forme tronconique des 2 broches : Faciliter le démoulage (entre broches et pièce). Q9 : Colorier en vert sur les deux broches les parties en contact avec la coquille. Q10 : Donner la fonction des formes suivantes : Centrer les 2 parties de la coquille (éviter les variations) A.2 - ÉTUDE DE LA COQUILLE Q5 : Colorier ou hachurer sur la figure ci-dessous : - le système de remplissage en vert. - la masselotte en bleu. - l’empreinte de la pièce en rouge. Q6 : Préciser la fonction des formes suivantes : Permet le passage d’un outil pour séparer les 2 parties de la coquille (hors machine). Broches Coquille / 6 / 2 / 2 / 2 / 2 / 2 ST / 16 CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 Épreuve Écrite Page 4/14 A.3 - ÉTUDE DU FLASQUE EN FONTE GS SUR MACHINE AIR- IMPACT Les fondeurs actuels doivent suivre l’évolution technologique afin de rester compétitifs et novateurs. La chaine numérique en fonderie en est une preuve. Il vous est donc proposé d’utiliser les résultats d’un outil de simulation de remplissage et de solidification couplé à l’analyse thermique afin de définir la position et les dimensions du système d’alimentation (masselottage). Shrinkage étant la traduction de retassure en anglais, nous mettons ici en évidence le pourcentage potentiel de défaut sur la pièce étudiée. Feeder signifie masselotte. Q11 : Expliquer le phénomène qui est à l’origine de ce défaut. Retassure = Retrait volumique (contraction) lors du passage de l’état liquide à l’état solide. Vous trouvez ci-dessous les résultats de la simulation : Q12 : Compléter le tableau ci-dessous. Forme de la masselotte : Cylindrique Diamètre masselotte : Ø 39,434 mm -> choix = Ø 40 mm Hauteur masselotte : 59,151 mm -> choix = 60 mm Q13 : Citer une autre solution pour éviter les retassures, justifier : Utilisation de refroidisseur afin de diriger la solidification ou évider la pièce avec des noyaux. Calculs des dimensions de la masselotte Simulation du flasque brut / 2 / 3 / 4 ST / 9 CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 Épreuve Écrite Page 5/14 Détermination du dispositif de remplissage : Après échange entre le bureau des méthodes et la fabrication, il a été convenu de placer 8 pièces par moule pour un châssis de 480x400x150. L’image ci-dessous montre l’implantation retenue. À partir de la descente Ø 20, définir le reste du système de remplissage. Pour vous aider, voici les recommandations du CTIF : Q14 : Choisir l’échelonnement 1 - 2 - 1 Justifier : FGS = Alliage non oxydable et > 4 attaques. Afin de compléter le tableau de synthèse ci-dessous, réaliser les calculs nécessaires en répondant aux questions ci-après. Q15 : Calculer la section de la descente : Sd =…π x 102 = 314 mm² À l’aide de l’échelonnement, en déduire : - La section du canal : Sc = 2 x Sd Sc = 2 x 314 = 628 mm² - La section totale des attaques : SA = Sd SA = 314 mm² - Puis calculer la section d’une attaque : SA = 8 x Sa Sa = SA / 8 Sa = 314 / 8 = 39,25 mm² Q16 : Calculer la cote C du chenal : Cote du chenal Par simplification C = ඥሺܵܿሻ Hi = hauteur initiale de coulée La pièce que vous devez réaliser est en fonte à graphite sphéroïdale, nous vous proposons donc de faire votre choix d’échelonnement en fonction du choix envisagé. Choix Diamètre de descente imposé : Ø 20 mm / 2 / 8 / 2 C C 10 % Sc = 2 x 314 = 628 mm² C = √628 ≈ 25 mm ST / 12 d CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 Épreuve Écrite Page 6/14 Q17 : Calculer la largeur de l’attaque de coulée si e = 4mm : Surface de l’attaque Sa = e x L Q18 : Reporter les résultats des calculs précédents dans le tableau de synthèse et sur le schéma ci- dessous : Valeurs et unité(s) si besoin. Échelonnement 1 – 2 – 1 Diamètre de descente Ø 20 mm Section de descente Sd = 314 mm² Section du chenal Sc = 628 mm² Cote du chenal C C = 25 mm Section des attaques SA = 314 mm² Section d’une attaque Sa = 39,25 mm² Cote épaisseur attaque e e = 4 mm Cote largeur attaque L L = 10 mm Q19 : Expliquer pourquoi la hauteur de chenal est plus grande que celle de l’attaque ? Pour limiter l’entrée des crasses (sable, oxydes, …) dans l’empreinte, par différence de densité. Afin de définir au mieux le coût du flasque, il faut déterminer la mise au mille de notre pièce. Q20 : La mise au mille est définie comme suit : Mise au mille = masse pièce coulée / masse pièce ébarbée Si : - la masse d’une pièce ébarbée est de 432 g, - le volume du système de coulée est de 0,53 dm3, - la masse volumique de la fonte GS est de 7,2 kg/dm3. Calculer la mise au mille de la grappe : Masse grappe = masse d’une pièce x 8 + masse système de coulée Masse grappe = (432 x 8) + (0,53 x 7 200) = 3456 + 3816 = 7272 g Mise au mille = 7272 / 3456 = 2,1 Sachant que le client a commandé 1000 pompes et que l’entreprise a un taux de rebuts de 3,5%, Q21 : Déterminer le nombre de moules à fabriquer. 1 000 / ((100 - 3,5) / 100) = 1 036,27 ≈ 1 037 pièces 1 037 / 8 = 129,625 ≈ 130 moules Nombre de moules = 130 e L Sa = 314 / 8 = 39,25 mm² Sa = e x L soit L = Sa / e L = 39,25 / 4 = 9,81 ≈ 10 mm / 6 / 3 / 9 / 2 ST / 22 / 2 10 4 25 25 CGM Fonderie Repère : FON CORRIGÉ Session 2018 uploads/s1/ concours-general-des-metiers-fonderie-2018-partie-2-corrige 2 .pdf