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LABORATOIRE 1 – ÉTUDE CINÉMATIQUE ET CINÉTIQUE D’UNE SCIE SAUTEUSE Le premier o

LABORATOIRE 1 – ÉTUDE CINÉMATIQUE ET CINÉTIQUE D’UNE SCIE SAUTEUSE Le premier objet étudié est une scie sauteuse (jigsaw). Elle permet de couper rapidement une grande variété de matériaux (bois, plastiques, métaux) à main levée. Ce modèle possède une alimentation sur batterie. Le changement de la lame se fait à l’aide d’une vis. Il est également possible de changer l’orientation de la semelle par rapport à la lame de scie. Dans une première partie, vous allez décrire le fonctionnement cinématique de la scie. Ensuite, vous réaliserez une étude cinétique pour définir ses capacités de coupe. 1. DÉCRIVEZ LE FONCTIONNEMENT DE LA SCIE SAUTEUSE. Utilisez le numéro d’article ainsi que le nom des pièces fournies dans le dessin d’ensemble. 2. CONTINUEZ LE TABLEAU DES CLASSES D’ÉQUIVALENCES Sous-ensemble Numéro de pièce Couleur assignée Corps {1, … … {… 3. LISTE DES CONTACTS Déterminez quels sont les contacts entre les différentes classes d’équivalence. Pour chaque contact, donnez les degrés de liberté autorisés en translation et en rotation. Inscrivez les repères utilisés sur le dessin. Quand c’est possible, nommez le type de liaison. (Le contact entre les engrenages est une liaison composée qui peut être symbolisé par un symbole de transfert de puissance mécanique). Si une seule liaison ne convient pas pour décrire le contact entre deux classes, vous pouvez les combiner. Nom des classes SE A SE B Translation Rotation Type de liaison ou de mécanisme Tx Ty Tz Rx Ry Rz Corps/… … 4. RÉALISEZ LE DIAGRAMME DES LIAISONS (ET DES MÉCANISMES) 5. PRODUISEZ LE SCHÉMA CINÉMATIQUE DE LA SCIE SAUTEUSE. À l’aide des questions précédentes, dessinez le schéma cinématique des liaisons mécaniques de la scie sauteuse.  6. ÉTUDE CINÉMATIQUE DE LA SCIE SAUTEUSE. La scie présentée ici à une capacité maximale de coupe de 3000 coups/min, c’est-à-dire qu’elle donne 3000 coups de scie utiles chaque minute (une montée de lame). Toutes les données nécessaires pour réaliser les calculs sont dans le dessin d’ensemble. a) Écrivez le tableau des degrés de liberté d’entrée du système. b) Écrivez le tableau des degrés de liberté de sortie du système. c) Déterminez la vitesse maximale de rotation du moteur électrique. d) Quelle sera la vitesse maximale de la lame de scie? e) Si le moteur est capable de produire un couple maximum de 3 Lbf.in (livre force pouce) et que le système à un rendement de 80%, quelle force maximale peut être délivrée à la lame de scie? 7. ANALYSE DE MOUVEMENT DE LA SCIE SAUTEUSE DANS SOLIDWORKS. (BONUS NON ÉVALUÉ) À l’aide de SolidWorks, vous allez réaliser une analyse de mouvement pour la scie. Vous trouverez sur Moodle l’assemblage de la partie mécanique utile, permettant le mouvement de va et vient de la lame de scie. Dézippez le fichier avant d’ouvrir l’assemblage. La première étape est d’activer toutes les composantes nécessaires dans SolidWorks. En bas de la fenêtre vous devriez voir l’onglet Étude de mouvement. Si ce n’est pas le cas, allez dans Affichage -> Interface Utilisateur -> Motion Manager. Il faut également activer le complément Analyse de mouvement. Allez dans Option (l’engrenage en haut) -> Compléments -> SOLIDWORKS Motion. Changez le type d’étude pour une analyse de mouvement (liste déroulante en haut à gauche du Motion Manager). Nous devons également modifier les paramètres de l’étude en cliquant sur le petit icone en forme d’engrenage . Comme les mouvements de la lame sont rapide, nous devons augmenter le « time frame ». Mettez donc 1000 images par secondes et comme vous n’avez pas des yeux bionique, décochez « Animer durant la simulation ». Si votre simulation crash, baissez la précision. Vous pouvez ensuite ajouter un moteur en cliquant sur l’icône . Ajoutez un moteur sur le pignon (ou le rotor du moteur). Comme partie fixe, choisissez une partie du bâti. Pour la vitesse de rotation, utilisez la vitesse du moteur trouvée à la question 6c. Réglez le temps de simulation pour obtenir plusieurs mouvements de lame de scie. Déplacez le losange noir de droite ou clic droit et donnez la valeur désirée. 1 seconde (ou moins) devrait amplement suffire. Attention, si vous modifiez les paramètres du moteur alors que le curseur de temps n’est pas à zéro seconde, vous allez créer une nouvelle clé qui aura pour effet de modifier la vitesse durant l’animation. Si vous devez modifier la vitesse du moteur, déplacez le curseur au début de l’animation et faites les modifications nécessaires. Créez les résultats suivants en fonction du temps : Nouvelle clé au milieu de la simulation  Vitesse de rotation du pignon autour de l’axe des Z  Vitesse de rotation de la roue autour de l’axe des Z  Déplacement de la lame selon l’axe des Y  Vitesse de la lame Pour recalculer la simulation cliquez sur l’icone suivant Pour une meilleure visualisation des résultats, vous pouvez exportez vos résultats dans Excel. Clic droit sur le Résultat -> Exporter vers un Tableur. 8. ÉSTIMATION DES PARAMÈTRES DE COUPE Nous allons maintenant déterminer grossièrement les paramètres de coupe comme le type de lame, la vitesse d’avance, etc... On désire couper une plaque d’aluminium 6061 de ½ pouce d’épaisseur sur une longueur de 4 pouces. Les meilleurs outils quand arrive le temps de réaliser un travail de machinage, sont la connaissance et l’expérience. Le « Machinery’s Handbook » est l’arme ultime contre l’ignorance en mécanique. Il regroupe plus de 100 ans de savoir-faire en un seul volume de presque 3000 pages de données théoriques et expérimentales. Vous avez un accès gratuit à travers le portail de la bibliothèque de l’ÉTS https://www.etsmtl.ca/Bibliotheque/Accueil. Vous devrez également créer un compte pour l’application kNovel. Pour notre travail de découpe, nous allons nous baser sur le fait que notre scie ressemble à une scie à ruban avec pour différence le fait que, lorsque la lame de la scie sauteuse fait un aller-retour, elle ne coupe que pendant la moitié du temps. Nous utiliserons une lame de scie à pas variable (variable pitch blade saw). Nous n’utilisons pas de lubrifiant durant la coupe. Vous allez utiliser le « Machinery’s Handbook » pour calculer la vitesse d’avance. Toutes les démarches devront être décrites. Pour vous guider dans votre recherche, vous voulez faire une opération de machinage (allez donc voire dans cette section pour commencer). Puis vous voulez utiliser une scie à ruban (band saw dans le langage de nos voisins). Finalement nous voulons sélectionner une lame de scie (pourquoi ne pas cliquer sur ce lien). a. Déterminez la lame de scie que vous allez utiliser. Principalement, on veut connaitre le nombre de dents par pouce (TPI = Tooth per inch). b. Déterminez la plage de vitesse de la lame, en ft/min (pied par minute), recommandée par le Handbook pour nos conditions de coupe. Comparé avec les propriétés de notre scie sauteuse. c. Déterminez la valeur estimée de vitesse de coupe en in2/min (pied carré par minute). d. Quel sera le temps de coupe approximatif ? Votre remise de laboratoire devra comprendre :  Ce document Word rempli  Le fichier SolidWorks (pas obligatoire)  Le fichier Excel avec les graphiques (pas obligatoire) x y z uploads/s3/ laboratoire-1-a-tude-cinacmatique.pdf