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Table des matières TABLE DES MATIERES Chapitre I : Les outils coupants………………………

Table des matières TABLE DES MATIERES Chapitre I : Les outils coupants……………………………………………………………………………….. I-1 Introduction……………………………………………………………………………………………………………. I.2 Les outils de coupe………………………………………………………………………………………………….. I.2.1 Stabilité thermique……………………………………………………………………………………… I.2.2 Stabilité contre l'usure……………………………………………………………………………… I.2.3 Aciers au carbone……………………………………………………………………………………….. I.2.4 Aciers alliés…………………………………………………………………………………………………. I.2.5 Aciers a coupe rapide………………………………………………………………………………… I.2.6 Carbures Métalliques………………………………………………………………………………….. I.2.7 Céramiques…………………………………………………………………………………………………… I.2.8 Diamants………………………………………………………………………………………………………. I.3 Géométrie des outils de coupe………………………………………………………………………………. I.3.1 Description des éléments……………………………………………………………………………. I.3.1.1 Le Corps d’outil……………………………………………………………………………………… I.3.1.2 La partie active de l’outil…………………………………………………………………….. I.3.1.3 La face de coupe : Aγ................................................................................... I.3.1.4 La face de dépouille : Aα…………………………………………………………………….. I.3.1.5 L’arrêt tranchante principale : S………………………………………………………… I.3.1.6 L’arrêt tranchante secondaire : S’……………………………………………………… I.3.1.7 Le Bec d’outil………………………………………………………………………………………… I.3.2 Les Plans de l’outil……………………………………………………………………………………….. I.3.2.1 Plans de l’outil en main…………………………………………………………………………. I.3.2.2 Plans de l’outil en travail…………………………………………………………………… I.3.3 Angles de l’outil…………………………………………………………………………………………… I.3.3.1 Angles d’arête de l’outil en main…………………………………………………………. I.3.3.2 Angle d’arrête de l’outil en travail…………………………………………………….. I.3.3.3 Angles des faces…………………………………………………………………………………. I.3.4. Orientation de l’arête………………………………………………………………………………… I.3.4.1. Outil à droite "R" (Right)……………………………………… …………………………… I.3.4.2. Outil à gauche "L" (Left)………………………………………… ………………………… I.3.4.3. Outil neutre (Neutral)………………………………………… …………………………… I.4 Références bibliographiques du chapitre …………………………………………………………….. Chapitre II : Coupe des Métaux………………………………………………………………………………. II.2 Les paramètres de coupe………………………………………………………………………………………. II.2.1 Vitesse de coupe « Vc »…………………………………… ……………………………………… 01 01 02 03 03 03 03 04 04 05 05 05 05 05 05 06 06 06 06 06 06 06 07 08 08 09 09 10 10 10 10 11 12 14 14 - i - Table des matières II.2.1.1 Vitesse linéaire d'un point en rotation……………………………………………. II. 2.1.2 Vitesse de coupe dans le cas du mouvement de coupe rectiligne…………………………………………………………………………………………………………… I.2.2 La vitesse d’avance Vf et avance par tour f……………………………………………. I.2.2.1 La vitesse d’avance Vf en tournage et fraisage………………………………. II.2.2.2 Les types d’avances…………………………………………………………………………… II.2.3 Profondeur de passe « a »………… ……………………… …………………………………… II.3 Temps de fabrication…………………………………………………………………………………………….. II.3.1. Temps manuels « Tm »……………………………………… ……………………………………. II.3.2. Temps technico-manuels « Ttm »…………………………………………………………… II.3.3. Temps masqué « Tz »……………………………………………… …………………………….. II.3.4.Temps série « Ts »………………………………………………… ……………………………….. II.3.5. Temps technologique « Tt »………………………………………… ……………………….. II.4 Efforts de coupe……………………………………………………………………………………………………. II.4.1. Etude expérimentale………………………………………………………………………………… II.4.2. Valeur approximative de l'effort de coupe en tournage…………………….. II.4.3. Efforts de coupe lors du perçage………………………………………………………….. II.4.4. Effort de coupe lors du fraisage…………………………………………………………… II.4.5. Puissance en travail [Pe]……………………………………………… ………………………… II.5. Formation et types de copeaux…………………………………………………………………………… II.5.1. Les types de copeaux……………………………………………………………………………….. II.5.2. Notion d’état de surface…………………………………………………………………………. II.5.3. Arête rapportée………………………………………………………………………………………. II.6. Formulation Mathématique des paramètres de coupe………………………………………. II.6.1. Loi de Taylor………………………………………………………………………………………… II.6.2. Loi du Commandant Denis…………………………………………………………………… II.7. Usure des outils……………………………………………………………………………………………………. II.7.1. Types d'usures…………………………………………………………………………………….. II.7.2. Dépendance ente l'usure et le temps……………………………………………….. II.8. La lubrification………………………………………………………………………………………………………. II.8.1. Conséquence de l’augmentation de la température………………………………. II.8.1.1. Sur l’outil……………………………………………………………………………………………. II.8.1.2. Sur la pièce……………………………………………………………………………………….. II.8.2. Limitation de la température θ [°C] en cours d’usinage………………………. II.8.3. Pratique de l’arrosage……………………………………………………………………………… II.9 Références bibliographiques du chapitre II………………………………………………………. Chapitre III : Les Procédés d’usinage…………………………………………………………………….. III Généralités………………………………………………………………………………………………………………. III.1. Tournage……………………………………………………………………………………………………….. III.1.1. Tours revolvers………………………………………………………………………………….. III.1.2. Tours en l'air……………………………………………………………………………………… III.1.3. Tours verticaux…………………………………………………………………………………. III.1.4. Principaux usinages réalisables sur tour………………………………………… 14 15 16 17 17 18 19 19 19 19 19 19 20 21 22 23 24 25 25 27 27 28 29 29 32 34 36 37 38 38 38 38 39 40 40 42 42 43 44 44 45 45 - ii - Table des matières III.2. Perçage………………………………………………………………………………………………………. III.2.1. Perceuses sensitives…………………………………………………………………………. III.2.2. Perceuses à colonne………………………………………………………………………….. III.2.3. Perceuses radiales…………………………………………………………………………….. III.2.4. Perceuses horizontales…………………………………………………………………….. III.2.5. Perceuses multibroches…………………………………………………………………… III.2.6. Perceuses C.N.C………………………………………………………………………………… III.3. Fraisage……………………………………………………………………………………………………… III.3.1. Fraiseuse horizontale……………………………………………………………………….. III.3.2. Fraiseuse raboteuse…………………………………………………………………………. III.4. Rectification………………………………………………………………………………………………. III.4.1 Rectifieuse plane………………………………………………………………………………… III.4.2 Rectifieuse cylindrique……………………………………………………………………… III.4.3. Rectifieuse sans centres………………………………………………………………….. III.5. Rabotage…………………………………………………………………………………………………….. III.5.1. Raboteuses…………………………………………………………………………………………. III.5.2. Etau limeurs………………………………………………………………………………………. III.5.3. Mortaiseuses……………………………………………………………………………………… III.6. Taillage d'engrenages………………………………………………………………………………. III.7. Les autres procédés d'usinages………………………………………………………………. III.8. Degré d'automatisation……………………………………………………………………………. III.9. Degré d’universalité………………………………………………………………………………….. III.9.1. Machines-outils universelles…………………………………………………………….. III.9.2. Machines-outils spécialisées……………………………………………………………. III.9.3. Machines-outils spéciales…………………………………………………………………. III.10. Précision d'usinage………………………………………………………………………………….. III.11. Particularités de construction……………………………………………………………….. III.12. Références Bibliographique du Chapitre III……………………………………….. Chapitre IV : Les procédés Mécano-Soudés………………………………………………………….. IV.1. Généralités…………………………………………………………………………………………………… IV.2. Conditions de réalisation……………………………………………………………………………. IV.3. Classification des procédés de soudage…………………………………………………… IV.4. Soudage oxyacéthylénique………………………………………………………………………… IV.4.1. Présentation du poste de soudure à l’oxyacéthylénique…………………. IV.4.2. Réactions lors du soudage…………………………………………………………………. IV.5. Soudage à l'arc électrique…………………………………………………………………………. IV.6. Soudage par résistance……………………………………………………………………………… IV.6.1. Soudage par recouvrement………………………………………………………………… IV.6.2. Soudage en bout…………………………………………………………………………………. IV.7. Soudure au plasma……………………………………………………………………………………… IV.8. Brasage………………………………………………………………………………………………………... IV.9. Contrôle des joints de soudure…………………………………………………………………. IV.10. Types de chanfreins utilisés en soudure………………………………………………… 46 47 47 47 47 47 47 47 48 49 49 50 50 51 51 51 52 52 53 53 54 54 54 54 54 54 55 55 56 56 57 57 57 58 58 59 60 61 61 62 62 63 63 - iii - Table des matières IV.11. Références bibliographiques du chapitre IV………………………………………….. Chapitre V : Fonderie………………………………………………………………………………………………….. V.1. Généralités…………………………………………………………………………………………………….. V.3.1 Coulabilité……………………………………………………………………………………………….. V.3.2. Retrait……………………………………………………………………………………………………. V.4. Surépaisseur d'usinage………………………………………………………………………………… V.5. Modelage………………………………………………………………………………………………………… V.6. Sable de fonderie…………………………………………………………………………………………. V.6.1. Infusibilité…………………………………………………………………………………………….. V.6.2. Plasticité………………………………………………………………………………………………… V.6.3. Cohésion…………………………………………………………………………………………………. V.6.4. Perméabilité…………………………………………………………………………………………… V.7 Techniques de moulage…………………………………………………………………………………. V.7.1. Moulage en sable…………………………………………………………………………………… V.7.1.1. Moulage naturel sur modèle…………………………………………………………. V.7.1.2. Moulage mécanique………………………………………………………………………… V.7.2.Méthodes modernes de fonderie…………………………………………………………. V.7.2.1. Moulage en coquille……………………………………………………………………….. V.7.2.2. Moulage par gravité……………………………………………………………………… V.7.2.3. Moulage sous pression………………………………………………………………….. V.7.2.4. Moulage par centrifugation…………………………………………………………. V.7.2.5. Moulage par enrobage ou à la cire perdue…………………………………. V.8. Références bibliographiques du chapitre V………………………………………………. Références bibliographiques ……………………………………………………………………………………… 64 65 66 66 66 67 67 68 68 68 68 68 68 68 69 71 73 73 74 74 74 75 75 76 - iv - Chapitre I : Les outils coupants - 1 - I-1 Introduction On appelle usinage toute opération de mise en forme par enlèvement de matière à l’aide d’une machine-outil destinée à conférer à une pièce des dimensions et un état de surface (écart de forme et rugosité) situés dans un intervalle de tolérance donné (Figure I.1). Transformation Matière Pièce usinée Brute Figure I.1 : Principe de l’usinage L'enlèvement de matière est obtenu par une action mécanique de compression jusqu’à cisaillement mettant en œuvre un outil coupant en contact avec la pièce à usiner (Figure I.2), où le phénomène de coupe ne peut être obtenu que si l’outil est plus dur que la pièce [1]. Outil Surface brute de la pièce Surface engendrée Copeau F F Fmax Fmax Cisaillement par Compression Surface coupée Figure I.2 : Enlèvement de matière Pour cela, les moyens d’obtention des pièces sont très variés et l'on peut avoir à produire des pièces par quantité plus ou moins grandes à savoir [2]: - Production unitaire : 1 à 10 pièces - Production en série : * Petite série : 10 à 200 pièces * Moyenne série : 200 à 1000 pièces * Grande série : 1000 à 5000 pièces - Production de masse : plus de 5000 pièces - Production continue en chaîne : lorsque les postes de travail sont occupés en permanence pour la même pièce. Dans cette optique, les procédés de mise en forme des matériaux par enlèvement de matière n’ont cessé d’être remis en question afin de répondre aux exigences industrielles imposées, quelles soient économiques où écologiques, ……etc. Aujourd’hui, l’ingénieur de fabrication se doit donc de pouvoir répondre à une multitude de questions tel que : Chapitre I : Les outils coupants - 2 - Quel type de machine faut-il utiliser et suffira-t-elle en terme de puissance et de précision ? Quelles sont les conditions de coupe à utiliser pour minimiser l'endommagement des outils ou du matériau usiné ? Quelles sont les solutions à adopter lors de la conception des outils et dans quels matériaux doivent-ils être fabriqués pour améliorer leur durée de vie et/ou la qualité des états de surface des pièces usinées ? Quelles sont les propriétés mécaniques de la pièce après usinage ? Est-il possible d’usiner sans apport de lubrifiant ? … Afin de réaliser rapidement des pièces mécaniques avec la qualité demandée et à moindre coût [3]. I.2 Les outils de coupe Les outils coupants sont des instruments destinés à travailler la matière par enlèvement sous forme de copeaux. Il existe une grande variété d'outils (Figure I.3) : des outils mono- coupe (tournage), et multi-coupe (fraisage, perçage, ect..). Outil mono-coupe Outil multi-coupe Figure I.3 : Exemple d’outils [4] Quelque soit leurs destinations ainsi que leurs différents aspects extérieur, n'importe quel outil comporte une partie active, c'est à dire celle qui enlève directement la matière sous forme de copeau et un corps d’outil qui porte les éléments composants l’outil. Les outils de coupe présentent alors deux parties fonctionnelles distinctes : - La partie active qui constitue l'arête coupante et qui doit obligatoirement subir l'opération d’affûtage. - Le corps d'outil dont le rôle est de résister sans déformation excessive à l'effort de coupe ainsi que pour la fixation de l’outil sur la machine. La fabrication des outils est donc liée à la nature de ces parties fonctionnelles. Pour cela, les matériaux utilisés pour la fabrication des outils ont les propriétés suivantes [5] : Chapitre I : Les outils coupants - 3 - - Stabilité thermique ; - Stabilité contre l'usure. I.2.1 Stabilité thermique Par définition : la stabilité thermique est la capacité de l'outil lui permettant de couper les métaux à haute température. I.2.2 Stabilité contre l'usure La stabilité contre l'usure c’est la capacité de résister à l'usure par frottement pendant l'enlèvement de la matière. A cet effet, tous les matériaux employés pour la fabrication des outils de coupe peuvent être rangé dans les catégories suivantes [6]: - Aciers au carbone. - Aciers alliés. - Aciers à coupe rapide. - Carbures uploads/Industriel/ cours-fabrication-mecanique.pdf