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DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 1 12 CONSTITUTION DE

DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 1 12 CONSTITUTION DE L’EPREUVE • Volet 1 : Présentation de l’épreuve Page 1/12. • Volet 2 : Présentation du support Page 2/12. • Volet 3 : Substrat du sujet Pages de 3/12 à 9/12. - Situation d’évaluation n° 1 Pages 3/12. - Documents réponses (DR) Pages de 4/12 à 9/12. « A rendre par le candidat » • Volet 4 : Ressources (DRess) Pages de 10/12 à 12/12. VOLET 1 : PRESENTATION DE L’EPREUVE • Système à étudier : Système de distribution automatique de tubes • Durée de l’épreuve : 3 h • Coefficient : • Moyen de calcul autorisé : Calculatrice non programmable • Documents autorisés : Aucun GRILLE DE NOTATION : TOTAL : ……………..…. /…. POINTS Sujet inspiré du Sujet national 2013 A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 2 12 VOLET 2 : PRESENTATION DU SUPPORT Le système de distribution de tubes, partiellement automatisé représenté ci-dessous, est très utilisé dans le domaine de la manutention des tubes. Il sert à transporter des tubes de dimensions variées (10 mm ⩽ Ø ⩽ 60 mm et 200 mm ⩽ L ⩽ 1200 mm) depuis le poste de chargement jusqu’au bac de triage, afin qu’ils soient triés par un opérateur en 3 catégories (T1, T2 et T3) en les plaçant dans les convoyeurs C1, C2 et C3. Vu la demande accrue sur ce type de systèmes et afin d’avoir un produit plus compétitif, l'entreprise qui le conçoit, le fabrique et le commercialise souhaite améliorer les performances du système actuel afin de répondre aux besoins de ses clients. A ce propos, il a été décidé de remplacer le poste de transfert et le poste de triage manuel par un dispositif automatisé tout en conservant le même poste de chargement employé. Le schéma de principe du nouveau « système de distribution automatique de tubes » est représenté sur DRess1 (Page 10/12) et comprend deux postes : - Un poste de chargement composé d’un bac de chargement, recevant les tubes depuis l’unité de débitage, et d’un manipulateur qui les transfère – depuis ce bac – jusqu’au dispositif automatisé ; - Un dispositif automatisé servant à transférer et trier les tubes : la bande transporteuse envoie les tubes – un à un – selon leur type (T1, T2 et T3) respectivement aux convoyeurs (C1, C2 et C3) par l’intermédiaire d’un plateau à encoche à la cadence de fonctionnement demandée. Pour rendre service aux convoyeurs situés à des niveaux différents (niveau 1, niveau 2 et niveau 3), le dispositif automatisé doit basculer autour de l’axe Z grâce à un vérin de basculement piloté par un système de reconnaissance du type de tube. Une étude préliminaire a montré que : - Les éléments du dispositif automatisé ont besoin d’énergie électrique et hydraulique et doivent être dotés d’un certain nombre de capteurs ; - La gestion de tout le système de distribution automatique sera assurée par un automate programmable. Arrivée des tubes depuis l’unité de débitage Poste de chargement Bac de Chargement Manipulateur Bac de triage Opérateur T1 (C1) T2 (C2) T3 (C3) Poste de triage manuel Poste de transfert A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 3 12 VOLET 3 : SUBSTRAT DU SUJET Situation d’évaluation n°1 : La fabrication du dispositif automatisé nécessite l’élaboration d’un dossier de gestion de production relatif à ses différents constituants. On se limitera à l’étude des éléments suivants : le support (A), l’axe (B) et le palier (C) DRess1 (Page 10/12). On s’intéressera particulièrement à l’augmentation de la productivité en réimplantant les postes de travail. Vous êtes amenés à préparer quelques documents de ce dossier, pour cela, vous devez effectuer les tâches suivantes : Tâche 1 : Avant de procéder à l’étude de la production, vous devez être en mesure d’interpréter les informations techniques indiquées sur le dessin de définition du support (A) et sur les documents de fabrication DRess2 (Page 11/12). Répondre aux questions des DR1 (Page 4/12) et DR2 (Page 5/12). TACHE N° 2 : Etude de fabrication du SUPPORT (A) : I. Le contrat de phase est parmi les documents à préparer. En se référant aux questions du DR3 (Page 6/12) ; à l’avant-projet d’étude de fabrication du support (A) et au parc machines DRess3 (Page 12/12) et; élaborer sur DR3 (Page 6/12), le contrat de phase de la phase N° 20. II. On veut valider le choix de la machine lors de l’opération de perçage des 4 trous D2 exécutée dans la phase N° 40, (Voir A.V.P.E.F DRess2 (Page 11/12). Pour cerner au mieux les conditions de coupe de ces nouveaux forets, on réalise un essai d’usure qui permet de déterminer la loi de TAYLOR : Vc1 = 25 m/mn pour T1 = 120 mn Vc2 = 36 m/mn pour T2 = 15.4 mn Répondre aux questions du DR4 (Page 7/12). Tâche 3 : Dans le souci d’augmenter la productivité, l’équipe de l’entreprise cherche à réduire au maximum la longueur totale des transferts de la matière en agissant sur la disposition des postes de travail. Vous êtes amenés à proposer une implantation des postes de travail permettant de fabriquer en série le support (A), l’axe (B) et le palier (C) DRess1 (Page 10/12) et DRess3 (Page 12/12). Répondre aux questions du DR5 (Page 8/12). Tâche 4 : L’équipe de l’entreprise envisage la réalisation du support (A) DRess3 (Page 12/12) sur une machine à commande numérique ; une étude préparatoire s’avère nécessaire. Le dessin du support étant réalisé à l’aide de SolidEdge, puis importé dans FeatureCAM afin de valider la simulation de l’usinage. Répondre aux questions du DR6 (Page 9/12). A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 4 12 Situation d’évaluation n°1 : Tâche 1 : a) Expliquer la désignation suivante : GS235. /… pt ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ b) Citer le procédé d’obtention de brut du support (A) et donner les avantages et les inconvénients de ce procédé : /… pt ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................ c) Interpréter la spécification et dresser un schéma explicatif : /… pts ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ ............................................................................................ d) Interpréter la spécification et dresser un schéma explicatif : /… pts ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... ..................................................................................... F2 n 0,1 F1 D1 l O 0,2 F1 Documents Réponses : DR1 A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 5 12 e) En se référant au dessin de définition du support (A) et à son avant-projet d’étude de fabrication DRess2 (Page 11/12), 1. Installer le plan de joint 2. Compléter le dessin du brut capable en indiquant les surépaisseurs d’usinage : /… pts TACHE N° 2 : Etude de fabrication du SUPPORT (A) : I. Etude de phase : a) Compléter l’en-tête du contrat de phase en indiquant : a.1- le numéro et la désignation de la phase ; /….. pt a.2- la machine utilisée ; /…… pt a.3- le nom de l’élément concerné et sa matière. /….. pt Documents Réponses : DR2 A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 6 12 b) Sur le croquis de phase : b.1- tracer la surface à usiner en trait fort ; /….. pt b.2- indiquer la mise (MIP) et le maintien (MAP) en position isostatique (2ème norme) ; /…. pts b.3- dessiner l’outil en position de travail ; /….. pt b.4- placer la cote fabriquée sans la chiffrer. /.…. pt c) Compléter le tableau des opérations en indiquant : c.1- la désignation de l’opération ; /…... pt c.2- la cote fabriquée et sa valeur ; /..…. pt c.3- l’outil et le vérificateur ; /….. pts c.4- les conditions de coupe. /….. pts PHASE N°: ........... CONTRAT de PHASE Phase : ........................................... Ensemble : Système de distribution automatique de tubes Organe : Dispositif automatisé Elément : ......................................................................... Machine : .................................................. Brut : X X X X X X X Matière : ………………………………. N° Désignation des opérations Outils Vérificateurs Vc m/mn fz mm/dt/tr ap mm N tr/mn Vf mm/mn ..... ..................................................................... ..................................................................... ..................................................................... ...................... ...................... ...................... ..................... ..................... ..................... ...... ...... 2 ...... ......  ...............................................................................................  ...............................................................................................  ...............................................................................................  ............................................................................................... Référentiel de MIP et MAP : Train de fraise 3T en ARS Ø125 mm, Z = 20 Vc = 40 m/mn , fz = 0,06 mm /dent/tr Données relatives à la phase : Documents Réponses :DR3 A-CHAIRI DEVOIR LIBRE- Mai 2014 2éme Année Sciences de l’ingénieur 7 12 II. Validation de machine : a) Ecrire le modèle de TAYLOR ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… b) Déterminer les coefficients du modèle de TAYLOR : n et Cv ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… c) Déterminer la durée de vie réelle du foret pour l’opération de perçage (Phase 40). ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… d) Calculer le nombre de pièces à produire avant le changement du foret : ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… e) Calculer l’effort de coupe Fc pour cette opération, voir DRess3 (12/12) ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… f) Calculer la puissance de coupe Pc ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… ………….………….………….…………….………….………….…………………….………….………….……………………….………….……… g) Déduire la uploads/Industriel/ devoir-preparatoire-pdf.pdf