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Université de Kasdi Merbah – Ouargla –Faculté des Hydrocarbures et Energies Ren

Université de Kasdi Merbah – Ouargla –Faculté des Hydrocarbures et Energies Renouvelables et Sciences de la Terre et de l’UniversDépartement de Forage et Mécanique des Chantiers Pétroliers Université de Kasdi Merbah – Ouargla – Faculté des Hydrocarbures et Energies Renouvelables et Sciences de la Terre et de l’Univers Département de Forage et Mécanique des Chantiers Pétroliers Année universitaire 2018-2019 Destiné aux étudiants - deuxième année (LMD) Mécanique des chantiers pétrolières, Génie mécaniqueMaintenance industrielle Destiné aux étudiants - deuxième année (LMD) Mécanique des chantiers pétrolières, Génie mécanique Maintenance industrielle Fabrication mécanique1 Notions Fondamentales, Procédés et méthodes d’usinage Par enlèvement de matière Par Dr Y. HelalFabrication mécanique1Notions Fondamentales,Procédés et méthodes d’usinage Par enlèvement de matière Par Dr Y. Helal Liste des tableaux page Table des matières Table des matieres ..................................................................................................................... II Liste des figure ........................................................................................................................ VII Liste des tablaux ....................................................................................................................... IX Presentation ................................................................................................................................ 2 1. CHAPITRE –I- LES OUTILS COUPANTS ................................................................. 3 1.1. INTRODUCTION ............................................................................................................ 3 1.2. LA RELATION OUTIL / MACHINE / PIECE ..................................................................... 4 1.3. LES OUTILS DE COUPE.................................................................................................. 5 1.3.1. Introduction. ........................................................................................................... 5 1.3.2. Matériaux utilisé pour fabrication partie active de l’outil de coupe ..................... 6 1.3.2.1. Principales propriétés des matériaux à outils ................................................. 6 1.3.2.2. Les différentes familles des matériaux pour l’outil de coupe ........................ 7 1.3.2.2.1. Acier à outil ................................................................................................ 7 1.3.2.2.1.1.Les aciers pour travail à froid .............................................................. 8 1.3.2.2.1.2.Les aciers à outils alliés pour travail à chaud ....................................... 9 1.3.2.2.2. Les aciers rapides ....................................................................................... 9 1.3.2.2.3. Les satellites: ............................................................................................ 10 1.3.2.2.4. Les carbures métalliques .......................................................................... 11 1.3.2.2.5. Céramique ................................................................................................ 14 1.3.2.2.6. Diamant .................................................................................................... 14 1.3.3. Géométrie des outils de coupe ............................................................................. 15 1.3.3.1. Introduction .................................................................................................. 15 1.3.3.2. Description des éléments .............................................................................. 16 1.3.3.2.1. Définition des faces de l'outil .................................................................. 17 1.3.3.3. Plans remarquable de l’outil ......................................................................... 18 1.3.3.4. Angles caractéristiques de la partie active des outils ................................... 19 1.3.3.4.1. Angles d’arête de l’outil en main ............................................................. 19 1.3.3.4.1.1.L'angle de direction d'arête Kr (figure I.12): ..................................... 19 Liste des tableaux page 1.3.3.4.1.2.Angle de pointe εr ........................................................................... 19 1.3.3.4.1.3.L'angle d'inclinaison d'arête λs : ......................................................... 20 1.3.3.4.2. Les Angles des faces ................................................................................ 21 1.3.3.4.2.1.L'angle de dépouille α : ...................................................................... 21 1.3.3.4.2.2.L'angle de taillant β : .......................................................................... 21 1.3.3.4.2.3.L'angle de coupe γ : ............................................................................ 22 1.3.3.5. Exercice : ...................................................................................................... 22 Compléter les angles de l’outil de coupe sur la figure suivante : ................................. 22 2. Chapitre –II- Coupe Des Metaux .................................................................................. 25 2.1. PRINCIPE DE COUPE .................................................................................................. 25 2.2. LES CRITERES DE CHOIX DES PARAMETRES DE COUPE ............................................... 26 2.2.1. Explications des critères de choix ........................................................................ 26 2.2.1.1. Type de machine .......................................................................................... 26 2.2.1.2. Puissance de la machine ............................................................................... 26 2.2.1.3. La nature du métal constituant la pièce ........................................................ 27 2.2.1.4. Opération d’usinage ..................................................................................... 27 2.2.1.5. La nature du métal constituant l’outil. ......................................................... 27 2.2.2. Les paramètres de coupe ...................................................................................... 27 2.2.2.1. vitesse de coupe ............................................................................................ 28 Vitesse linéaire d'un point en rotation .......................................................................... 28 2.2.2.1.1. vitesse de coupe dans le cas tournage ...................................................... 28 2.2.2.1.2. vitesse de coupe dans le cas de perçage et fraisage .................................. 29 2.2.2.1.2.1.Exercice 1 ........................................................................................... 29 2.2.2.1.2.2.Exercice 2 ........................................................................................... 29 2.2.2.1.3. Vitesse de coupe dans le cas du mouvement de coupe rectiligne ............ 30 2.2.2.2. La vitesse d’avance Vf et avance par tour f ................................................. 31 2.2.2.2.1. Définition ................................................................................................. 31 2.2.2.2.2. La vitesse d’avance Vf en tournage, perçage et fraisage ........................ 31 2.2.2.2.2.1.En tournage et perçage ...................................................................... 31 2.2.2.2.2.2.En fraisage .......................................................................................... 32 2.2.2.2.2.3.Exercice : ............................................................................................ 32 2.2.2.3. Profondeur de passe ..................................................................................... 32 2.2.2.3.1. Exercice .................................................................................................... 34 Liste des tableaux page 2.3. TEMPS DE FABRICATION ............................................................................................ 34 2.3.1. Étude de quelques temps technologiques ............................................................. 35 2.3.1.1. Temps technologique de chariotage (tournage) ........................................... 35 2.3.1.2. Temps technologique de dressage ................................................................ 36 2.3.1.3. Temps technologique en filetage .................................................................. 36 2.3.1.4. Temps technologique en brochage. .............................................................. 36 2.3.1.5. Temps technologique pour le fraisage en roulant ........................................ 37 2.3.1.6. Temps technologique pour le fraisage en bout (figure II.18) ....................... 37 2.3.1.7. Temps technologique pour le rabotage ........................................................ 38 2.3.1.8. Temps technologique pour les opérations de perçage, lamage, alésage ...... 38 2.4. EFFORTS DE COUPE .................................................................................................... 39 2.4.1. Les appareils de mesure des efforts de coupe en usinage .................................... 39 2.4.1.1. Dynamomètre statique .................................................................................. 39 2.4.1.2. Dynamomètre rotatif .................................................................................... 40 2.4.2. Calcule des efforts de coupe ................................................................................. 40 2.4.2.1. Cas de tournage ............................................................................................ 40 2.4.2.1.1. Exercice .................................................................................................... 42 2.4.2.2. Cas de Fraisage ............................................................................................. 42 2.4.2.2.1. Exercice .................................................................................................... 43 2.4.2.3. Cas de perçage .............................................................................................. 44 2.5. PUISSANCE EN TRAVAIL ............................................................................................. 45 2.5.1. Exercice ................................................................................................................ 46 2.5.2. Exercice 2 ............................................................................................................. 46 2.6. FORMATION DE COPEAUX .......................................................................................... 47 2.6.1. Principe de formation ........................................................................................... 47 2.6.2. Types de copeaux ................................................................................................. 48 2.7. NOTION D’ETAT DE SURFACE ..................................................................................... 50 2.7.1. Introduction .......................................................................................................... 50 2.7.2. Les paramètres de la rugosité .............................................................................. 51 2.8. FORMULATION MATHEMATIQUE DES PARAMETRES DE COUPE .................................. 52 2.8.1. Loi de Taylor ........................................................................................................ 52 2.8.2. Loi du Commandant Denis ................................................................................... 53 2.9. USURE DES OUTILS .................................................................................................... 54 2.9.1. Mise en situation .................................................................................................. 54 Liste des tableaux page 2.9.2. Phénomènes d’usure ............................................................................................ 54 2.9.2.1. Usure par effet mécanique ............................................................................ 54 2.9.2.1.1. Usure adhésive ......................................................................................... 54 2.9.2.1.2. Usure abrasive .......................................................................................... 54 2.9.2.1.3. Usure érosive ............................................................................................ 54 2.9.2.2. Usure par effet physico-chimique ................................................................ 54 2.9.2.2.1. Usure corrosive : ...................................................................................... 54 2.9.2.2.2. Usure par diffusion : ................................................................................. 55 2.9.3. Manifestation de l’usure ....................................................................................... 55 2.9.4. Dépendance ente l'usure et le temps .................................................................... 56 2.10. FLUIDE DE COUPE ...................................................................................................... 56 2.11. USINABILITE .............................................................................................................. 57 3. Chapitre -III- Classification des Procedes et Machines D’usinage........................... 60 3.1. INTRODUCTION .......................................................................................................... 60 3.2. TOURNAGE ................................................................................................................ 64 3.2.1. Les différents types de machine à outil : tour ..................................................... 64 3.2.1.1. Les tours parallèles ...................................................................................... 64 3.2.1.1.1. Définition ................................................................................................. 64 3.2.1.1.2. Constitution d’un tour parallèle ................................................................ 65 3.2.1.2. Tour vertical ................................................................................................. 66 3.2.1.3. Les tours à copier ......................................................................................... 67 3.2.1.4. Les tours semi-automatiques ........................................................................ 67 3.2.1.5. Les tours automatiques ................................................................................. 67 3.2.1.6. Les tours automatiques multibroches ........................................................... 67 3.2.1.7. Les tours à commande numérique ................................................................ 68 3.2.2. Les opérations de tournage .................................................................................. 69 3.2.2.1. Exercice ........................................................................................................ 70 3.2.3. Montage des pièces en tournage .......................................................................... 70 3.2.3.1. Montage en l’air ........................................................................................... 70 3.2.3.2. Montages mixte ............................................................................................ 71 3.2.3.3. Montage entre pointes) ................................................................................. 71 3.2.3.4. Montage avec lunette ................................................................................... 72 3.2.4. Outils de tournage ................................................................................................ 72 Liste des tableaux page 3.3. FRAISAGE .................................................................................................................. 73 3.3.1. Introduction .......................................................................................................... 73 3.3.2. Le Principe du fraisage ........................................................................................ 74 3.3.3. Caractéristiques des fraiseuses ............................................................................ 75 3.3.3.1. Fonctionnelles .............................................................................................. 75 3.3.3.2. Dimensionnelles ........................................................................................... 75 3.3.3.3. Classification de fraiseuse ............................................................................ 75 3.3.3.3.1. Fraiseuses horizontales ............................................................................. 75 3.3.3.3.2. Fraiseuse raboteuse .................................................................................. 76 3.3.4. Les opérations d’usinage en fraisage ................................................................... 77 3.4. PERÇAGE ................................................................................................................... 77 3.4.1. Différent types perceuse ....................................................................................... 78 3.4.1.1. Perceuses sensitives ...................................................................................... 78 3.4.1.2. Perceuses à colonne ...................................................................................... 78 3.4.1.3. Perceuses radiales ......................................................................................... 79 3.4.1.4. Perceuses horizontales .................................................................................. 79 3.4.1.5. Perceuses multibroches : .............................................................................. 80 3.4.1.6. Perceuses C.N.C ........................................................................................... 80 3.5. RECTIFICATION ......................................................................................................... 80 3.5.1. Rectification plane ................................................................................................ 81 3.5.1.1. Définition ..................................................................................................... 81 3.5.1.1.1. Fonctionnement d’une rectifieuse plane .................................................. 81 3.5.2. Rectification cylindrique ...................................................................................... 81 3.5.2.1. Définition ..................................................................................................... 81 3.5.2.2. Fonctionnement d’une rectifieuse cylindrique ............................................. 82 3.5.2.3. Différents types de rectifieuses cylindriques ............................................... 82 Références bibliographiques……………………………………………………….84 Liste des Figure page Liste des figure Figure I. 1:Enlèvement de matière ............................................................................................. 3 Figure I. 2:La relation Outil / Machine / Pièce .......................................................................... 4 Figure I. 3:Exemple d’outils ....................................................................................................... 5 Figure I. 4:Rainure en té obtenue avec un outil de forme .......................................................... 6 Figure I. 5:Outil d'enveloppe. La surface usinée ne dépend pas du tracé de l'arrête tranchante 6 Figure I. 6:Outil de coupe avec plaquette en carbure ............................................................... 11 Figure I. 7:L’outil "en travail" .................................................................................................. 15 Figure I. 8:L'outil "en main ...................................................................................................... 16 Figure I. 9:Eléments d’un outil de coupe ................................................................................. 16 Figure I. 10: les Faces de l'outil de coupe ............................................................................... 17 Figure I. 11:Les plans remarquables de l’outil de coupe ......................................................... 18 Figure I. 12:L'angle de direction d'arête Kr. ............................................................................ 19 Figure I. 13:Angle de pointe εr ................................................................................................ 20 Figure I. 14:L'angle d'inclinaison d'arête λs ............................................................................. 20 Figure I. 15:Les angles des faces ............................................................................................. 21 Figure II. 1:Principe de coupe. ................................................................................................. 25 Figure II. 2:Paramètres de la coupe dans le cas du tournage ................................................... 26 Figure II. 3:Vitesse de coupe en tournage ................................................................................ 28 Figure II. 4:Visualisation de la vitesse de coupe en fraisage ................................................... 29 Figure II. 5:Vitesse de coupe en rabotage ................................................................................ 30 Figure II. 6:L’avance f dans le cas de tournage ....................................................................... 31 Figure II. 7:Mouvement de coupe et d’avance a) tournage ; b) perçage .................................. 32 Figure II. 8:Mouvement d’avance cas fraisage ........................................................................ 32 Figure II. 9:Profondeur de passe tournage ............................................................................... 33 Figure II. 10:Profondeur de passe perçage ............................................................................... 33 Figure II. 11:Profondeur de passe perçage. .............................................................................. 33 Figure II. 12:Profondeur de passe rabotage. ............................................................................ 34 Figure II. 13:Opération de chariotage. ..................................................................................... 35 Figure II. 14:Opération de chariotage. ..................................................................................... 36 Figure II. 15:Opération de filetage ........................................................................................... 36 Figure II. 16:Présentation de brochage .................................................................................... 37 Figure II. 17:Fraisage en roulant .............................................................................................. 37 Figure II. 18:fraisage en bout. .................................................................................................. 37 Figure II. 19:Rabotage .............................................................................................................. 38 Figure II. 20:Opération perçage ............................................................................................... 39 Figure II. 21: Montage d’un dynamomètre statique : a) tournage b ) fraisage ....................... 39 Figure II. 22:Montage uploads/Industriel/ cours-fabricaion-mecanique-1.pdf