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Centre National de l'Évaluation, des Examens et de l’Orientation Examen Nationa

Centre National de l'Évaluation, des Examens et de l’Orientation Examen National du Brevet de Technicien Supérieur Session Mai 2018 - Sujet - Page 1 16 Filière : Electromécanique et Systèmes Automatisés –ESA- Durée : 2 Heures Épreuve : Productique Coefficient : 15 Présentation de l’entreprise : L’entreprise ‶Mowiya-Plast″ est spécialisée dans la conception, la fabrication et la commercialisation de variétés de produits en matière plastique : bouteilles, fioles, flacons ,…….etc. L’unité de production est composée de trois ateliers disposés selon l’implantation décrite par « Annexe1 » et est équipée de différent moyens de manutention industriels : convoyeurs, palettiseurs, grues …. etc. Afin de répondre aux exigences du système de management qualité et dans la mesure du respect les contrats passés avec ses clients, l’entreprise a adopté une stratégie de maintenance fondée sur le maximum de rentabilité d’une part, d’autre part une nouvelle ligne d’extrusion soufflage sera implantée afin d’améliorer sa productivité et répondre à la demande accrue sur certains produits. L’étude suivante portera sur l’industrialisation et la fabrication d’une pièce du mélangeur, ainsi que la politique de maintenance et la gestion de production et la qualité.  Organisation du processus de production :  Le produit : Les types de bouteilles produites par cette entreprise sont caractérisées par la forme, la contenance, la couleur et la qualité du plastique. Le code permet d’identifier les caractéristiques du plastique :  Composition chimique,  Traitement de surface et qualité,  Couleur : transparent, vert clair, vert sombre, ….  Variété des formes. D et H1 : Diamètre et hauteur de la bouteille. d et H2 : Diamètre et hauteur du goulot.  Exemple de palettisation des lits cerclés : Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 2 16 Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 3 16 Première partie : Technologie de fabrication et bureau des méthodes (10 pts) Dans l’atelier1 : « Préparation du mélange » l’opération de malaxage est d'une importance capitale pour la qualité du mélange et pour la rentabilité du processus de fabrication. Cette opération est réalisée par le malaxeur représenté par le dessin d’ensemble (Nomenclature non représentée) de la figure ci-après : Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 4 16 Présentation du produit : Pour améliorer la capacité des malaxeurs, une étude a été menée par un bureau d’étude sous-traitant qui a proposé d’augmenter le nombre de raclettes de malaxage. Cette augmentation a nécessité l’utilisation d’une pièce intermédiaire : Support du porte-raclettes : Repère 11. L’étude portera sur le processus d’obtention de brut par forgeage ainsi que l’analyse d’usinage sur M.O. *Elaboration du brut : La pièce étudiée est le support porte raclette (Repère :11) du malaxeur. On envisage de la fabriquer par forge à chaud sur marteau pilon à vérin double effet. Le brut présente les caractéristiques :  Matière : C 48  Masse : 900g  Tolérances sur le brut : ±0.5  Dépouilles extérieure d =3°  Dépouilles intérieure D =6°  Surépaisseur usinage : 2 mm  Le dessin de définition : Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 5 16 Annexe 2 : Choix de paramètres  Choix de procédé de forgeage : Données procédés Etat du matériau Différentes opérations Pièces produites Machines et engins Précisions obtenues Forgeage libre Aciers à chaud (lopin libre) Etirage, Etampage, refoulement, dégorgeage, poinçonnage, Elargissement Toutes formes forgées pleines Moutons, marteau pilon (chocs importants) IT= ± 1 mm Ra=12.5 à 25 µm Estampage ou Matriçage Aciers à chaud Lopin non libre entre deux matrices Cisaillage, chauffage, estampage ébauche, estampage finition, ébavurage, poinçonnage, traitement thermique, grenaillage, contrôle . Pleines (avec ou sans toile) épaisses, creuses, longues Moutons, marteau pilon IT= ± 0.4 mm Ra=3.2 à 12.5 µm Alliages non ferreux Lopin non libre entre deux matrices Idem en Estamp. avec Matriçage ébauche matriçage finition Pleines et creuses, Presses à forger (vitesse lente, grande puissance) IT= ± 0.2 mm Ra=3.2 à 7 µm Formage à chaud Aciers à chaud ébauche cylindrique plates et tubulaires Laminage circulaire, bigornage, filage Bagues épaulées, tubes Outillages spécifiques IT= ± 0.2 mm Ra=3.2 à 12.5  Symbolisation des éléments technologiques de mise et de maintien en position :  Tableau de choix des conditions de coupe pour les aciers en tournage avec outils en ARS : Chariotage Dressage Alésage Ebauche finition Ebauche finition Ebauche finition Vc (m/min) 40 60 40 60 30 40 f (mm/tr) 0.2 à 0.3 0.08 à 0.1 0.2 à 0.3 0.08 à 0.1 0.1 à 0.2 0,05 à 0.08 ap (mm) 2 à 4 0.2 à 0.8 2 à 4 0.2 à 0.8 1 à 3 0.2 à 0.8  Exemples d’outils en ARS utilisés en tournage : Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 6 16 A-Technologie de fabrication : (5points) 1- Expliquer la désignation du matériau de la pièce brute ? en déduire le procédé de forge adéquat ? 2- Décrire brièvement le principe du procédé d’obtention de la pièce brute ? 3- Choisir la gamme de forgeage convenable (voir annexe 2) ? 4- Choisir le % de bavure (Document réponse : page 10/16) et déterminer la masse du lopin nécessaire sachant que les pertes au feu par oxydation s’élèvent à 3% ? 5- Dessiner le croquis de la pièce brute dans les matrices de finition en indiquant le plan de joint et le cordon de bavure et les dépouilles ? (Document réponse : page 10/16) 6- Le métal constituant la pièce a comme caractéristiques celles portées sur le diagramme de traction (Document réponse : page 11/16)  Déterminer sur le diagramme la zone de déformation élastique et de déformation plastique ? Donner les expressions de Re, Rm et A% et calculer leurs valeurs numériques ? B- Bureau des méthodes : (5points) Après forgeage, les lots de pièces sont transférés vers l’atelier de fabrication pour y subir une succession d’usinages. L’atelier est équipé de :  Machines-outils conventionnelles,  Machines spéciales  Machines-outils à commande numérique. Le bureau des méthodes propose Les outillages de coupe sont en Acier rapide supérieur ou en carbure métallique Le préparateur de bureau des méthodes a établi une solution d’A.P.E.F (Avant-projet d’étude de fabrication) en total respect des règles d’associations de surfaces et les contraintes d’antériorités : N° Ph. Phase Opérations Machine 10 Contrôle de Brut Contrôle de brut Poste de contrôle 20 Tournage Usinage de F1, D1, F2, D2 et chanfrein Tour // n°1 30 Tournage Usinage de F3, D3, F4, D4, F5 et Chanfrein Tour // n°2 40 Brochage Usinage de la rainure R Brocheuse 50 Perçage Perçage de 4 x Ø7H13 Perceuse 60 Métrologie Contrôle final Poste de contrôle Travail à faire : 7- Répondre aux questions à choix multiples (Document réponse : page 11/16) ? 8- Expliquer les deux spécifications portées sur le dessin de définition ? préciser le nom et le type ? Nom et type Explication Sujet de l’Examen National du Brevet de Technicien Supérieur - Session Mai 2018 - Filière : E.S.A. Épreuve : Productique Page 7 16 9- Etude d’une phase d’usinage : N° de phase Désignation Opérations Mise et maintien en position 30 Tournage a- Dressage de F3 en finition b- Chariotage de D3 et dressage de F4 en ébauche c- Chariotage de D3 et dressage de F4 en finition d- Chariotage de D4 et dressage de F5 en finition -Mise en position :  Appui plan sur F1  Centrage court sur D2 -Maintien en position avec mandrin à 3 mors doux à serrage concentrique  Compléter le contrat de phase prévisionnel correspondant à la phase 30 en indiquant : o Les informations relatives à la pièce et celles relatives à la phase o Indiquer sur le croquis de phase :  Les surfaces à usiner dans la phase avec une couleur différente.  L’isostatisme (mise et de maintien en position) en symboles technologiques  Les schémas des outils de coupe  Les cotes fabriquées Cfi (Sans valeurs numériques). o La désignation des opérations o Les outils et les vérificateurs o Les conditions de coupe (Voir Annexe 2) Deuxième partie : Maintenance industrielle (5 pts) Dans une vision d’améliorer la rentabilité des équipements de l’atelier de production, le service de maintenance a instauré une stratégie de maintenance visant à accroitre la sureté de fonctionnement dans les trois ateliers. Pour se faire, l’ensemble des mesures prise se rapportent aux points suivants :  Mise en place de différentes affiches et pictogrammes afin d’assurer la sécurité des ouvriers  Adoption d’un règlement obligeant le port de moyens de protection individuels  Mise à disposition des agents d’entretien tous les moyens nécessaires pour les interventions de maintenance préventive ou corrective  Instaurer un logiciel uploads/Industriel/ pro-2018.pdf