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UNIVERSITE DE TUNIS I INSTITUT SUPERIEUR DE L'EDUCATION ET DE LA FORMATION CONT

UNIVERSITE DE TUNIS I INSTITUT SUPERIEUR DE L'EDUCATION ET DE LA FORMATION CONTINUE Département des Sciences Physiques et Techniques PROGRAMMATION DES MACHINES OUTILS A COMMANDE NUMERIQUE Notes de Cours BEN YOUNES Jalel UV : GM 213 (Version : Septembre 2004) Ces notes comprennent les chapitres suivants : I - Généralités sur la production mécanique II - Techniques d’usinage III - Contrôle Numérique des Machines Outils IV - Programmation des MOCN V - Travaux Dirigés Table des Matières I. GÉNÉRALITÉ SUR LA PRODUCTION MÉCANIQUE ............................................................ I-2 I.1 SYSTÈME DE PRODUCTION DANS L'ENTREPRISE ..........................................................................I-2 I.1.1 INTRODUCTION ..........................................................................................................................I-2 I.1.2 LES PROCÉDÉS DE MISE EN FORME DES MATÉRIAUX.................................................................I-2 I.1.3 ORGANISATION DE L’ENTREPRISE .............................................................................................I-3 I.2 ELABORATION DES GAMMES D'USINAGE ......................................................................................I-4 I.2.1 DÉFINITIONS ..............................................................................................................................I-4 I.2.2 CONDITIONS À REMPLIR PAR UNE GAMME.................................................................................I-4 I.2.3 DIFFÉRENTS PROBLÈMES À RÉSOUDRE......................................................................................I-5 I.2.4 PRINCIPES ESSENTIEL DE GAMME..............................................................................................I-5 I.2.5 CHOIX DES OPÉRATIONS ............................................................................................................I-5 I.2.6 RÉDACTION DU TEXTE...............................................................................................................I-6 I.2.7 CHRONOLOGIE DES SURFACES...................................................................................................I-6 II. TECHNIQUES D’USINAGE ......................................................................................................... II-9 II.1 DÉFINITION DE L’USINAGE ......................................................................................................... II-9 II.2 PRINCIPE DE L’USINAGE PAR ENLÈVEMENT DE COPEAU.......................................................... II-9 II.3 PROCÉDÉ DE TOURNAGE............................................................................................................. II-9 II.3.1 DÉFINITION DU TOURNAGE......................................................................................................II-9 II.3.2 MOUVEMENTS RELATIFS ENTRE L’OUTIL ET LA PIÈCE À USINER ..........................................II-10 II.3.3 DIFFÉRENTS TYPES DE TOURS EXISTANTS.............................................................................II-10 II.3.4 OUTILS DE COUPE EN TOURNAGE ..........................................................................................II-12 II.3.5 OUTILS ET FORMES GÉNÉRÉES EN TOURNAGE.......................................................................II-13 II.4 PROCÉDÉ DE FRAISAGE ............................................................................................................ II-14 II.4.1 DÉFINITION............................................................................................................................II-14 II.4.2 MOUVEMENTS RELATIFS ENTRE L’OUTIL ET LA PIÈCE À USINER ..........................................II-15 II.4.3 DIFFÉRENTS TYPES DE FRAISEUSES.......................................................................................II-16 II.4.4 LA FRAISEUSE UNIVERSELLE.................................................................................................II-17 II.4.5 OUTILS DE COUPE EN FRAISAGE ............................................................................................II-18 II.4.6 GÉNÉRATION DE SURFACES EN FRAISAGE.............................................................................II-21 II.5 PROCÉDÉ DE PERÇAGE ALÉSAGE ET TARAUDAGE................................................................. II-25 II.5.1 LE PERÇAGE...........................................................................................................................II-25 II.5.2 ALÉSAGE ...............................................................................................................................II-26 II.5.3 TARAUDAGE ..........................................................................................................................II-26 II.5.4 MOUVEMENTS RELATIFS ENTRE L’OUTIL ET LA PIÈCE À USINER ..........................................II-26 II.5.5 LA PERCEUSE SENSITIVE........................................................................................................II-26 II.5.6 LES ALÉSEUSES......................................................................................................................II-27 II.5.7 OUTILS DE COUPE DE PERÇAGE, D’ALÉSAGE ET DE TARAUDAGE..........................................II-28 II.5.8 LES OUTILS DE PERÇAGE .......................................................................................................II-28 II.5.9 LES OUTILS D’ALÉSAGE.........................................................................................................II-29 II.5.10 LES OUTILS DE TARAUDAGE ................................................................................................II-30 III. CONTRÔLE NUMÉRIQUE DES MACHINES OUTILS ....................................................... III-32 III.1 INTRODUCTION........................................................................................................................III-32 III.2 TYPE DE COMMANDE NUMÉRIQUE ET DE MACHINE............................................................III-32 III.2.1 MACHINE............................................................................................................................ III-32 III.2.2 TYPES DE COMMANDE NUMÉRIQUE .................................................................................. III-34 III.3 INTÉGRATION DES SYSTÈMES FAO / MOCN .......................................................................III-36 III.3.1 INTRODUCTION................................................................................................................... III-36 III.3.2 MODE DE TRANSFERT ........................................................................................................ III-36 III.3.3 ARCHITECTURE .................................................................................................................. III-37 IV. PROGRAMMATION DES MOCN ........................................................................................... IV-40 IV.1 RAPPEL ....................................................................................................................................IV-40 IV.1.1 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT ........................................................................................IV-40 IV.1.2 LES ORIGINES .....................................................................................................................IV-40 IV.2 LANGAGE DE PROGRAMMATION DES MOCN .......................................................................IV-41 IV.2.1 FORMAT D’UN MOT ............................................................................................................IV-42 IV.2.2 PRINCIPALES ADRESSES.....................................................................................................IV-42 IV.2.3 STRUCTURE D’UN PROGRAMME CN ..................................................................................IV-42 IV.2.4 SYSTÈME DE COTATION......................................................................................................IV-43 IV.2.5 DÉCALAGE D’ORIGINE (G59).............................................................................................IV-44 IV.2.6 CORRECTION DE RAYON D’OUTIL (G40 G41 G42) ............................................................IV-44 IV.3 EXEMPLES ...............................................................................................................................IV-46 IV.4 PROGRAMMATION STRUCTURÉE...........................................................................................IV-48 IV.4.1 INTÉRÊT..............................................................................................................................IV-48 IV.4.2 STRUCTURATION PAR NIVEAU...........................................................................................IV-48 IV.4.3 SAUT DE LIGNES SANS RETOUR (G79)................................................................................IV-48 IV.4.4 APPEL DE SOUS-PROGRAMMES OU DE SÉQUENCES (G77)..................................................IV-49 IV.5 PROGRAMMATION DES CYCLES .............................................................................................IV-50 IV.5.1 TOURNAGE.........................................................................................................................IV-50 IV.5.2 FRAISAGE ...........................................................................................................................IV-55 IV.6 FONCTIONS DIVERSES.............................................................................................................IV-58 IV.6.1 DÉCALAGE ANGULAIRE (ED).............................................................................................IV-58 IV.6.2 MIROIR (G51).....................................................................................................................IV-58 IV.6.3 FACTEUR D’ECHELLE (G74 / G73) ....................................................................................IV-59 IV.6.4 EXEMPLE............................................................................................................................IV-60 IV.7 PROGRAMMATION PARAMÉTRÉE..........................................................................................IV-62 IV.7.1 UTILITÉ DE LA PROGRAMMATION PARAMÉTRÉE................................................................IV-62 IV.7.2 CLASSE DE PARAMÈTRES ...................................................................................................IV-62 IV.7.3 OPÉRATION SUR LES PARAMÈTRES ....................................................................................IV-62 IV.7.4 EXEMPLE............................................................................................................................IV-63 IV.8 PROGRAMMATION GÉOMÉTRIQUE DE PROFIL.....................................................................IV-64 IV.8.1 INTRODUCTION...................................................................................................................IV-64 IV.8.2 FONCTIONS CARACTÉRISANT UN ÉLÉMENT GÉOMÉTRIQUE...............................................IV-64 IV.8.3 PROGRAMMATION DES BLOCS - CHOIX DU DISCRIMINANT................................................IV-65 IV.8.4 DROITE DE DISCRIMINATION :............................................................................................IV-66 IV.8.5 DÉFINITION DES BLOCS ......................................................................................................IV-66 IV.8.6 EXEMPLE............................................................................................................................IV-69 V. TRAVAUX DIRIGÉS ................................................................................................................... V-71 VI. RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ................................................................................... VI-83 I-1 GENERALITE SUR LA PRODUCTION MECANIQUE I-2 I. Généralité sur la production mécanique I.1 Système de production dans l'entreprise I.1.1 Introduction Un système de production est un ensemble de ressources, humaines, matérielles (locaux, machines, outils, logiciels…) ou méthodologiques organisées au sein d'une entreprise pour produire, c'est à dire concevoir et fabriquer les produits. Le système de production peut être modélisé sous la forme de trois sous-systèmes : Conception Le système de conception conçoit des nouveaux produits, modifie et améliore des produits déjà fabriqués et conçoit des outillages de fabrication. Gestion Le système de gestion permet la gestion de la production, l'ordonnancement et la gestion des stocks. Fabrication Le système de fabrication, comme son nom l'indique, fabrique le produit à partir de données fournies par le sous-système de conception (documents de fabrication). Le système de fabrication est sous le contrôle étroit du sous-système de gestion. Il remplit trois fonctions : l'élaboration du produit : mise en forme (usinage, moulage, découpage…), assemblage, etc. la manutention (ou le transport), associée au stockage, du produit ou des composants du produit entre les divers postes de travail tout au long du parcours de production. Le contrôle du produit et des outillages. I.1.2 Les procédés de mise en forme des matériaux Le développement des procédés de fabrication a été toujours lié au développement des machines-outils et les méthodes de mesure précises. Les première machines utilisées dans l'antiquité servent à travailler le bois. Cependant, l'évolution des procédés de fabrication a eu sa naissance durant la révolution industrielle en Europe en 1917. Les différents procédés de mise en forme retrouvés dans l'industrie manufacturière peuvent être divisés en trois catégories, soient : Façonnage • Formage : - Le moulage : donne une forme massive - Le découpage : cisaillage, poinçonnage, oxycoupage, coupe laser, etc. I-3 - La déformation plastique : estampage, laminage, extrusion, étirage, pliage, emboutissage. • Usinage : consiste à enlever de la matière afin de donner au produit fini la forme et les dimensions finales. On distingue les procédés de tournage, fraisage, perçage, etc. • Assemblage : consiste à réunir des éléments provenant de divers procédés de façonnage. - Assemblage permanent : soudage, sertissage, collage et rivetage. - Assemblage démontable : vissage. • Finissage - Traitement de surface : traitement anticorrosion, décoration, grenaillage, polissage, galvanisation, chromage… - Emballage : c'est la dernière étape de fabrication des produits. Tournage Fraisage Perçage Usinage Moulage M. en forme Oxycoupage Poinçonnage Cisaillage Découpage Formage Façonnage Emboutissage Estampage Etirage Permanent Vissage Non Permanent Galvanisation Anticorrosion Peinture Traitement de Surface Emballage Finissage Assemblage Soudage Procédés de mise en forme Procédés de mise en forme Selon le produit à fabriquer, le manufacturier doit choisir le procédé à utiliser à cette fin. Ce choix est parfois difficile dû à la multitudes de matériaux qui sont disponibles, les gammes de procédés de fabrication possibles, les exigences des clients au niveau de la qualité, la méthode de fabrication à adopter. I.1.3 Organisation de l’entreprise Produire c'est transformer les matières premières en produit de consommation destiné soit à une deuxième transformation (produit semi-fini), soit au marché (produit fini). L'entreprise est le lieu où se réalise cette transformation, elle désigne un ensemble de moyens d'équipements d'homme et de savoir-faire ou de connaissances mises en œuvre pour atteindre un objectif préalablement fixé. I-4 I.1.3.1 Le bureau d'étude (BE) C'est dans ce service que s'effectue la création du produit. A partir des spécifications du cahier des charges se succèdent plusieurs phases, de l'avant projet jusqu'à la solution finale. La réalisation dans un premier temps d'esquisses, de calculs, de dessins et éventuellement de prototypes. Cette phase se concrétise par de la documentation, des dessins, des nomenclatures et éventuellement des dessins d'assemblage. I.1.3.2 Le bureau des méthodes (BM) C'est dans ce service que se situe la définition des processus de fabrication à partir du dossier d'étude. L'objectif est de définir les moyens à utiliser pour respecter la qualité, le délai et le prix demandé par le service étude. Parmi les tâches du bureau des méthodes, l'organisation technique du travail consiste à former des groupes de travail suivant les nécessités du produit et les connaissances des experts (en fraisage, en perçage, en rectification, etc.). Ensuite, il s'agit de définir les outils de production et d'élaborer, en réunissant toutes les compétences, la gamme de fabrication (gamme d'usinage, gamme de contrôle et des fiches de réglage) et participer à l'élaboration de devis. Que ce soit dans la fabrication de produit en grande ou petite série, le rôle du bureau des méthodes bien que différent reste capital. Dans le premier cas, il doit définir les moyens permettant d'augmenter les cadences de la production. Dans le deuxième cas, il doit être capable de présenter des solutions lui permettant un passage rapide d'un produit à un autre, dans un contexte où la flexibilité prédomine sur la productivité. I.2 Elaboration des gammes d'usinage I.2.1 Définitions * Gamme d'usinage : est un document dans lequel sont consignées, de manière chronologique et globale, les différentes phase d'usinage d'un produit. * Phase : elle représente l'ensemble des opérations élémentaires, effectuées au même poste de travail sur la même machine. * Sous-phase : elle représente une fraction de la phase délimitée par des changements d'outillage ou des reprises différentes. * Opération : elle représente l'action d'un outil sur une surface élémentaire. I.2.2 Conditions à remplir par une gamme Une gamme doit être utilisable, pour cela, il est nécessaire que : • les procédés choisis soient réalisables et commode à employer • les tolérances du dessin soient respectées • le prix de revient de l'usinage soit minimisé • le facteur humain soit respecté (sécurité, fatigue, efforts, ...). I-5 I.2.3 Différents problèmes à résoudre Etablir une gamme implique la résolution de trois problèmes essentiels : • Décider de l'ordre chronologique de l'usinage • Choisir les ablocages uploads/Industriel/ programmation-de-machines-outils-a-commande-numerique.pdf