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اطية الشعبية ائرية الديمقر الجمهورية الجز ارة التعليم العالي والبحث العلمي وز م

اطية الشعبية ائرية الديمقر الجمهورية الجز ارة التعليم العالي والبحث العلمي وز مختار باجي جامعة– عنابـــــــــــــــة UNIVERSITÉ BADJI MOKHTAR - ANNABA BADJI MOKHTAR – ANNABA UNIVERSITY Faculté : Science de l’ingéniorat Département : Métallurgie MEMOIRE DE MASTER Thème: Domaine : Science et technologie Filière : Métallurgie Spécialité : Mise en forme Présenté par : DJELIL Abderrahmen Encadrant : BOUDEBANE Azzedine Grade : MCA Université : Badji Mokhtar Jury de Soutenance : Président Badji Mokhtar Pr. DARSOUNI Abderrazak Encadrant Badji Mokhtar MCA BOUDEBANE Azzedine Examinateur Badji Mokhtar Pr. ZAAF Mohamed Année Universitaire : 2019/2020 Etude de la technologie de fabrication d’un embouti de bouteille à gaz – Test de l’aptitude à l’emboutissage de l’acier P265NB. Remerciements Louange à Dieu, mon créateur, de m’avoir donné toute la force nécessaire pour accomplir ce modeste travail, Je tiens à exprimer profondément et sincèrement mes remerciements et ma reconnaissance au Monsieur BOUDEBANE Azzedine, mon encadreur pour sa confiance, sa disponibilité et le grand intérêt qu’il a toujours manifeste pour ce travail, Sa rigueur Scientifique, ses encouragements et son soutien. Nous remercions également tous les membres du jury d’avoir accepté examiner notre travail. Je profite de la présente occasion pour adresser à tous les membres du l’Entreprise de Bouteilles A Gaz d’Alger, mes respectueuses salutations et mes chaleureux remerciements pour les efforts qu’ils mirent à ma disposition durant mon stage. Nous exprimons notre remercions et reconnaissance à tous les enseignants de département de métallurgie et génie des matériaux et tous les membres de laboratoire. J’adresse mes remerciements à ma famille pour leurs encouragements et leur soutien durant ces longues années. Enfin, je tiens à remercier mes amis sans oublier les étudiants de ma promo et toute personne qui m’a aidé de prés ou de loin à terminer ce travail. Qu’il trouve dans ces quelques mots le témoignage de toute ma reconnaissance et gratitude Merci DEDICACE Je dédie ce modeste travail avec grand amour, sincérité et fierté : à ma chère grand-mère décédée qui m’a encouragé et veillé à mon succès dans mes études. Sans oublier le soutien indéfectible de mon père durant toutes mes années d’étude et chère ma mère, et mes frères et mes sœurs et à toute ma famille pour leur aide et encouragement toutes ces années d’études. Sans oublier tous mes amies, et tous ceux que j’aime Je vous aime SOMMAIRE INTRODUCTION GENERALE ........................................................................................................ 1 CHAPITRE I : Généralités sur l'emboutissage I.1. Généralités sur la mise en forme des métaux .............................................................................. 2 I.2. Généralités sur l’emboutissage ..................................................................................................... 3 I.2.1. Introduction ............................................................................................................................. 3 I.2.2. Les outils ................................................................................................................................. 4 I.3. Principe de fonctionnement .......................................................................................................... 4 I.4. Propriétés nécessaires pour matériaux des outils ......................................................................... 5 I.5. Les différentes phases de l’emboutissage ..................................................................................... 5 I.6. Essais d'emboutissage ................................................................................................................... 6 I.7. Types d’essais d’emboutissage ..................................................................................................... 7 I.7.1. Essais d’expansion Biaxiale ................................................................................................... 7 I.7.2. Essais Erichsen ...................................................................................................................... 8 I.7.3. Essais de rétreint ..................................................................................................................... 9 I.7.4. Essai de godet Swift ............................................................................................................. 10 I.7.5. Essais mixtes ......................................................................................................................... 10 I.7.6. Essai Nakazima ..................................................................................................................... 11 I.7.7. Essai Marciniak .................................................................................................................... 12 I.7.8. Essai Azrin-Bakofen ............................................................................................................. 12 I.7.9. Essai de gonflement hydraulique (Olsen-Jovignot) ………...………………………….… 13 I.8. L’emboutissage en température ……………………………………………...…………….…. 14 I.8.1. L’emboutissage à froid ………………………………………………………………….......14 I.8.2. L’emboutissage à chaud ………………………………………………………………….…14 I.9. Mise au point des opérations d’emboutissage ……………………………………………...…..15 I.10. Difficultés du procédé d’emboutissage …………………………………………………….…15 I.11. Les principaux défauts des pièces embouties ………………………………………….…….. 16 I.11.1. Le retour élastique …………………………………………………………...……..…….. 17 I.11.2. Striction …………………………………………………………………….………..…… 18 I.11.3. Plissement ………………………..…………………...………...………….………….…. 19 I.12. Les avantages et les inconvénients de l’emboutissage ……………………………………..... 20 I.13. Critère d’emboutissabilité ……...……………………………………………………………. 20 I.13.1. Critères conventionnels ……………………………………………………………….….. 20 I.13.2. Critère rationnels ………………………...………………………………………………. .21 I.13.3. Critère lié à la consolidation – coefficient d’écrouissage ………………………………... 22 I.13.4. Critère lié à la consolidation biaxiale – coefficient d’anisotropie ……………..………..... 22 CHAPITRE II : Description technologique de l'entreprise de BAG II. 1. Présentation de l’entreprise ...................................................................................................... 24 II.2. Historique .................................................................................................................................. 24 II.3.Plan de l’usine et Organigramme de production ........................................................................ 25 II.3.1. Plan de l’usine ....................................................................................................................... 25 II.3.2. Organigramme de production ................................................................................................ 25 II.4. La presse d’emboutissage .......................................................................................................... 26 II.4.1. Présentation (OMERA) ........................................................................................................ 26 II.4.2. Description de la machine .................................................................................................... 26 II.5. Présentation des équipements de production ............................................................................ 27 II.6. Descriptif du process de fabrication des bouteilles .................................................................. 28 II.6.1. Ligne de préparation des flans .............................................................................................. 28 II.6.2. Marques d’emplissage et d’éprouve .................................................................................... 29 II.6.3. Lubrification ......................................................................................................................... 29 II.6.4. Préparation des éléments constitutifs ................................................................................... 30 II.6.5. Dégraissage .......................................................................................................................... 31 II.6.6. Soudage ............................................................................................................................... 32 II.6.7. Recuit de normalisation ........................................................................................................ 33 II.6.8. Contrôles et essais (Contrôle de Qualité) ............................................................................ 34 II.6.9. Traitements de surfaces ....................................................................................................... 36 II.6.10. Robinets ............................................................................................................................. 37 II.6.11. Tarage ................................................................................................................................. 38 II.6.12. Teste d’étanchéité ............................................................................................................... 38 CHAPITRE III : Calcul des paramètres énergétiques et géométriques d’emboutissage d’un fond de bouteille à gaz III.1. Choix de la pièce ………. ……...………………………………………………..………..….40 III.2. Calcul du diamètre du flan primitif …………………………………………………….…….41 III.2.1. Calcul la surface de l’embouti ………………………..………………………………….43 III.3. Réduction du diamètre (emboutissage) ………………………………………………………45 III.4. Profondeurs de l’embouti …………………………………………………………………….46 III.5. Jeu entre le poinçon et la matrice ……………………………………………….……………46 III.6. Calcul des rayons d’arrondi de matrice …………………………………………………..…..47 III.7. Calcul du rayons do poinçon ……………………………………………….……….………..48 III.8. La lubrification ……………………………………………………………………...………..49 III.9. Vitesse d’emboutissage …………………………………………………………..…………..49 III.10. Pression de serre-flan ……………………………………………………………………….50 III.11. Calcul de l’effort d’emboutissage …………………………………………………………..51 III.11.1. Calcul de contrainte de pliage et de dépliage ………………………………………..…53 III.11.2. Calcul de la contrainte σr ………………………………………………………….……53 CHAPITRE IV : Etude de l’aptitude à l’emboutissage de la tôle Identification de la loi de comportement du matériau …………………….......................................58 Compositions chimiques de l’acier étudié ………………………...………………………………..58 La caractérisation mécanique …………………………………..…………………………………..58 Mode de prélèvement des éprouvettes ………………………….……………………..………….. 59 Les essais de traction ………………………………………………………….…….…………….. 60 Calcul du coefficient de Lankford …………………………………………………….…..….…….63 Identification de la loi de comportement du matériau …………………………………..………….66 Conclusion ……………………………………………………………...…………….…………….69 CONCLUSION GENERALE …………………………………………………….……………...70 LISTE DES FIGURES : Chapitre I: Figure 1.1 : Principaux procédés de mise en forme des matériaux métalliques ................................. 2 Figure 1.2 : Description du procédé d‘Emboutissage ......................................................................... 3 Figure 1.3 : Les outils ......................................................................................................................... 4 Figure 1.4: Les différentes phases de l’emboutissage …………………………….....………..…….5 Figure 1.5 : Diagramme des principaux modes de déformation rencontres en emboutissage, illustrés par des emboutis servant à des essais de caractérisation .................................................................... 6 Figure 1.6 : Diagramme des différents modes de déformations rencontrent ...................................... 7 Figure 1.7 : Emboutissage par expansion et exemple pièce ............................................................... 8 Figure 1.8 : Emboutissage en expansion pure type Erichsen .............................................................. 9 Figure 1.9: Emboutissage profond avec rétreint et Exemple pièce .................................................... 9 Figure 1.10 : Schéma de l’essai d’emboutissage de godet Swift . ..................................................... 10 Figure 1.11: Essai Fukui et rupture caractéristique ……………...………….………………...……11 Figure 1.12: L’emboutissage a chaud ……………………………………….…..………………….15 Figure 1.13: Illustration de différents défauts rencontrés en emboutissage, a)formation de plis, b) défonçage de la pièce, c) formation des cornes d’anisotropie ……………………………….…..…16 Figure 1.14: Exemple de déformées obtenues à la fin puis après l’étape d’emboutissage (simulation par éléments finis) d’une géométrie en « Oméga » …………………………………………….…..17 Figure 1.15: le retour élastique après l’emboutissage …………………………………………..... 18 Figure 1.16: Striction sur une tôle épaisse (en haut) et très mince (en bas) …………………...…. 19 Figure 1.17 : Rupture sans formation de plis (à gauche : effort de serrage élevé) et avec formation de plis (à droite : effort de serrage faible) ………………………………...…………………….….19 Chapitre II: Figure 2.1 : L’adresse de l’entreprise des bouteilles à gaz –Alger .................................................. 24 Figure 2.2 : Presse d’emboutissage (OMER OPI.M – 315A) ........................................................... 26 Figure 2.3 : Vue d’une ligne de découpe .......................................................................................... 29 Figure 2.4 : Les emboutis (supérieur et inferieur) ............................................................................. 30 Figure 2.5 : Le pied S235JR ............................................................................................................ 30 Figure 2.6 : Le collier S235JR .......................................................................................................... 31 Figure 2.7 : Les collerettes XC18S . .................................................................................................. 31 Figure 2.8 : Soudage circulaire ......................................................................................................... 32 Figure 2.9 : Soudage de collerette ..................................................................................................... 32 Figure 2.10 : Soudage de pied et le collier ........................................................................................ 33 Figure 2.11: Traitement de normalisation (recuit) ………….……………………………..……….33 Figure 2.12 : Eprouve hydraulique ................................................................................................... 34 Figure 2.13 : Essai d’éclatement ....................................................................................................... 35 Figure 2.14 : Essai de Traction ......................................................................................................... 35 Figure 2.15 : Traitement de surface (grenaillage) ............................................................................. 36 Figure 2.16 : Métallisation par une couche de zinc .......................................................................... 36 Figure 2.17 : peinture de poudre thermodurcissable ......................................................................... 37 Figure 2.18 : Les robinets utilisés pour les bouteilles GPL ………………...………………....……38 Figure 2.19 : Teste d’étanchéité ........................................................................................................ 39 Chapitre III: Figure 3.1: Bouteille à gaz 13kg ………………………………...…………………………….........40 Figure 3.2: Calotte embouti (fond) d’une bouteille ………...………………………………………41 Figure 3.3: Paramètres géométriques de calcul ………...…………………………………………..42 Figure 3.4: Surfaces élémentaires qui composent l’embouti ………..……………………………...43 Figure 3.5: Jeu entre le poinçon et la matrice ………..……………………………………….…….46 Figure 3.6: Les différents paramètres géométriques de l’outil d’emboutissage ………..…….…….48 Figure 3.7: Les sollicitations auxquelles est soumis le foyer de déformation de l’embouti ……….52 Figure 3.8: Schéma de rétreint d’un élément de matière du flan …………………………………...54 Figure 3.9: Elément (portion) de matière sous contraintes …………………………………………54 Chapitre IV: Figure 4.1: Mode de découpage des éprouvettes de traction …………………..…………………..59 Figure 4.2: La machine de traction utilisée Zwick / Roell ……...………………………………….61 Figure 4.3: Eprouvette de traction …………………………………...……………………………..62 Figure 4.4: Courbe classique de traction ……………………………………………………...……62 LISTE DES TABLEAUX: Chapitre II: Tableau 2.1: Marques d’emplissage et d’éprouve ……………...…………………………………. 29 Chapitre III: Tableau 3.1: Composition chimique de l’acier BS2 ……………………………….……………….41 Tableau 3.2: Coefficients de réduction des diamètres …………………………….………….…….46 Chapitre IV: Tableau 4.1: Analyse uploads/Geographie/ memoire-master-djelil-abderrahmen-2020.pdf