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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUP

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE BATNA 2 FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE Polycopié de cours Spécialité : MECANIQUE- Master 1 Option : Construction Mécanique Matière _______________________________________________________________________ Techniques de Fabrication Conventionnelles et Avancées ______________________________________________________________________ Réalisé par : Dr : El hachemi BAHLOUL Année universitaire 2017/2018 Table de matières Introduction Générale…………………………………………………………………………………… 1 I. Fonderie I.1 I.2 I.2.1 I.2.2 I.2.3 I.3 I.3.1 I.3.2 I.3.3 I.3.4 I.4 I.4.1 I.4.2 Généralités……………………………………………………………………………... Types de moules……………………………………………………………………….. Moule non permanent ………………………………………………………………… Moule permanent……………………………………………………………………… Propriétés souhaitées pour un moule………………………………………………….. Procédés de moulage………………………………………………………………….. Moulage en sable………………………………………………………………………. Moulage en carapace………………………………………………………………….. Moulage à la cire perdue………………………………………………………………. Moulage en coquille…………………………………………………………………… Modes de moulage…………………………………………………………………..... Moulage en coquille sous pression……………………………………………………. Moulage par centrifugation……………………………………………………………. 2 2 2 3 3 3 3 4 4 5 6 6 6 II. Mise en forme par déformation plastique II.1 II.2 II.3 II.3.1 II.3.2 II.3.3 II.3.4 II.3.5 Définition de la déformation plastique……………………………………………...... Mise en forme…………………………………………………………………………. Techniques de mise en forme par déformation plastique…………………………...... Laminage………………………………………………………………………………. Forgeage……………………………………………………………………………….. Emboutissage………………………………………………………………………….. Extrusion, filage……………………………………………………………………….. Tréfilage……………………………………………………………………………...... 7 7 8 8 9 11 12 13 III. Formage des produits plats III.1 III.2 III.3 III.4 III.5 Généralités…………………………………………………………………………...... Pliage…………………………………………………………………………………... Cintrage………………………………………………………………………………... Profilage à froid……………………………………………………………………….. Formage incrémental………………………………………………………………….. 14 14 15 15 16 IV. Usinage IV.1 IV.2 IV.2.1 IV.2.2 IV.2.3 IV.2.4 IV.2.5 IV.3 IV.3.1 IV.3.2 IV.3.3 IV.3.4 IV.3.5 IV.3.6 IV.4 IV.4.1 Généralités……………………………………………………………………………. Tournage……………………………………………………………………………… Machines outils de tournage…………………………………………………………. Opérations de tournage………………………………………………………………. Conditions de coupe………………………………………………………………….. Montage de la pièce…………………………………………………………………... Outil de coupe……………………………………………………………………….... Fraisage……………………………………………………………………………….. Fraiseuses……………………………………………………………………….......... Modes de travail en fraisage………………………………………………………….. Types de fraisage……………………………………………………………………... Angles d’outil……………………………………………………………………….... Opérations de fraisage………………………………………………………………... Conditions de coupe en fraisage……………………………………………………… Perçage………………………………………………………………………………… Types de perceuses…………………………………………………………………..... 17 17 18 19 21 21 22 25 25 26 27 28 29 30 33 33 IV.4.2 IV.4.3 IV.4.4 IV.5 IV.5.1 IV.5.2 IV.5.3 IV.5.4 IV.5.5 IV.5.6 IV.6 IV.6.1 IV.6.2 IV.6.3 IV.6.4 IV.6.5 IV.6.6 IV.6.7 Conditions de coupe…………………………………………………………………... Foret hélicoïdal………………………………………………………………………... Détermination du temps de coupe…………………………………………………….. Brochage………………………………………………………………………………. Définition……………………………………………………………………………… Brochage intérieur…………………………………………………………………….. Conditions de coupe…………………………………………………………………... Types de machines à brocher………………………………………………………….. Lubrification…………………………………………………………………………... Utilisation……………………………………………………………………………… Rectification…………………………………………………………………………… Définition……………………………………………………………………………... Structure de la rectifieuse…………………………………………………………….. Rectification plane……………………………………………………………………. Rectification de surfaces cylindriques……………………………………………….. Conditions de coupe………………………………………………………………….. Différents types de meules…………………………………………………………… Avantages de la rectification…………………………………………………………. 34 34 35 36 36 36 38 38 38 39 39 39 39 39 40 42 42 42 V Usinage à grande vitesse V.1 V. 2 V.2.1 V.2.2 V.2.3 V.3 V.4 V.4.1 V.4.2 V.4.3 V.4.4 V.5 Adaptation de l’usinage à grande vitesse……………………………………………. Avantages de l’UGV………………………………………………………………… Haute performance…………………………………………………………………... Simplicité du processus……………………………………………………………… Précision et qualité…………………………………………………………………... Processus d’usinage CNC…………………………………………………………… Machines a commande numériques………………………………………………… Sélection d'une machine-outil………………………………………………………. Différents axes d’une MOCN……………………………………………………….. Transmission de mouvement……………………………………………………….. Matériaux des outils…………………………………………………………………. Conditions de coupe……………………………………………………………........ 43 43 43 43 43 44 45 47 47 49 49 50 VI Usinage par Electroérosion VI.1 VI.2 VI.3 VI.4 VI.5 VI.6 VI.7 VI.8 VI. 9 VI.10 VI.10.1 VI.10.2 VI. 10.3 VI. 11 Principe physique de l’usinage par électroérosion…………………………………... Usinage par étincelage………………………………………………………………. Vitesse d’usinage et état de surface…………………………………………………. Caractéristiques électriques des étincelles…………………………………………... Opération d’électroérosion………………………………………………………….. Caractéristiques de l’électroérosion…………………………………………………. Conditions d’usinage………………………………………………………………… Electrodes outils……………………………………………………………………... Diélectriques………………………………………………………………………… Machines EDM fil et EDM enfonçage……………………………………………… Caractéristiques communes aux machines EDM……………………………………. EDM enfonçage……………………………………………………………………... EDM Fil……………………………………………………………………………... Avantages de l’usinage EDM vis-à-vis a l’usinage traditionnel……………………. 51 52 52 52 52 53 53 53 54 54 54 54 55 56 VII Frittage VII.1 VII.2 VII.3 VII.3.1 Généralités…………………………………………………………………………… Caractérisation des poudres………………………………………………………….. Procédé de frittage…………………………………………………………………… Réactions physico-chimiques au sein du matériau………………………………….. 57 57 57 58 VII.3.2 VII.3.3 VII.3.4 VII.3.5 VII.3.6 VII.3.7 Différents stades de la densification………………………………………………… Types de frittages……………………………………………………………………. Modes de frittage……………………………………………………………………. Frittage laser…………………………………………………………………………. Avantages et inconvénients du frittage……………………………………………… Exemples d'applications……………………………………………………………... 58 59 60 61 62 62 VIII Usinage photochimique VIII.1 VIII.2 VIII.3 VIII.4 VIII.5 VIII.6 Définition…………………………………………………………………………… Procédé photochimique……………………………………………………………… Evolution de la découpe……………………………………………………………... Procédure…………………………………………………………………………….. Déroulement de l’opération………………………………………………………….. Acquis et produits…………………………………………………………………… 64 64 64 65 66 66 IX Usinage par laser IX.1 IX.2 IX.3 IX.4 IX.5 IX.6 IX.7 IX.8 IX.8.1 IX.8.2 IX.9 IX.10 Généralités…………………………………………………………………………… Comparaison de la lumière ordinaire et laser………………………………………... Inversion de population……………………………………………………………… Oscillateur laser……………………………………………………………………… Principe de production d’un fuseau laser……………………………………………. Amplificateurs laser…………………………………………………………………. Puissance d’un laser…………………………………………………………………. Applications principales……………………………………………………………... Lasers pour le soudage et la découpe………………………………………………... Marquage laser………………………………………………………………………. Principales utilisations des lasers en fonction de leur puissance……………………. Avantages et inconvénients de l’usinage par laser………………………………….. 68 68 69 69 69 70 70 71 71 71 72 72 X Formage Electro-Hydraulique X. 1 X. 2 X. 3 X. 4 X. 5 X. 6 Généralités…………………………………………………………………………… Principe de l’hydroformage………………………………………………………….. Commutation de puissance………………………………………………………….. Machines Electro- hydrauliques…………………………………………………….. Produits du réalisés………………………………………………………………….. Avantages……………………………………………………………………………. 73 73 74 74 74 74 XI Formage Electro- Magnétique XI.1 XI.2 XI. 3 XI. 3.1 XI. 3.2 XI. 3.3 XI. 4 XI. 4.1 XI. 4.2 XI. 4.3 XI. 4.4 XI. 5 Introduction………………………………………………………………………….. Principe formage électromagnétique………………………………………………… Eléments constitutifs du magnétoformage………………………………………….. Générateur…………………………………………………………………………… Bobine……………………………………………………………………………….. Matrice……………………………………………………………………………….. Applications………………………………………………………………………….. Soudage………………………………………………………………………………. Sertissage…………………………………………………………………………….. Formage………………………………………………………………………………. Découpage……………………………………………………………………………. Avantages et Inconvénients………………………………………………………….. 75 75 76 76 76 76 76 76 77 77 78 78 Techniques de Fabrication Conventionnelles et Avancées E- BAHLOUL 1 UNIVERSITE BATNA-2 Introduction générale Les procédés de fabrication mécanique désignent les moyens mécaniques imaginés et mis en œuvre par l’utilisateur pour transformer, par le travail, la matière en produits utiles à la société. On peut concevoir que l’homme exploita d’abord des moyens manuels pour désigner le fait de fabriquer des biens avec des moyens mécaniques. Dans le domaine de la fabrication mécanique, les industriels doivent faire face à de nombreux facteurs défavorables au sein du marché actuel. Le prix de revient, les délais de livraison demandés sont de plus en plus courts tandis que le prix des matières premières augmente et la qualité doit être d'un niveau bien élevé. Cependant, l’évolution actuelle des marchés impose le choix pertinent des techniques de fabrication pour en réduire les coûts et chercher la qualité. Les exigences actuelles obligent les fabricants a investir dans les techniques de fabrications avancées pour améliorer la productivité et assurer une qualité bien élevée afin de pouvoir se détacher des processus de fabrication traditionnels, de faire face aux défis et modérer les processus de fabrications pour en réduire les couts. Pour répondre aux exigences; sécurité, efficacité, qualité et productivité, des innovations ont été réalisés afin de mettre en place des machines et des équipements ainsi que des techniques afin de produire des pièces de qualité aussi rapidement et efficacement que possible pour faire face a la concurrence et les innovations impliqués par les progrès technologiques dans tous les domaines. Par conséquent, l’évolutivité rapide des produits et de la concurrence mondiale ont poussé les industrielles à faire des pas supplémentaires et aller chercher de nouvelles techniques de fabrication pour assurer simultanément une haute productivité et une haute qualité de produit. L’évolution dans le domaine de la fabrication, tout comme dans les autres activités humaines, fut lente et hésitante. Ce n’est qu’au cours de nos jours, que la révolution industrielle a prit place par l’automatisation des procédés de fabrication, et la création d’autres techniques a fin de faire face aux imprévues et contraintes technologiques. L’objectif de cet enseignement est de faire apprendre a l’étudiant les différentes techniques de fabrication de pièces soient conventionnelles ou avancées, afin de comprendre les phénomènes et les sources d’obtention des produits finies. Techniques de Fabrication Conventionnelles et Avancées E- BAHLOUL 2 UNIVERSITE BATNA-2 I. Fonderie I. 1 Généralités Les pièces et organes constituants les machines proviennent de sources diverses de fabrication tels que forgeage, usinage, fonderie etc. La technique de fonderie est la plus souvent utilisée car elle est non seulement économique mais : - Elle permet de produire des pièces de formes complexes difficilement réalisables par usinage ou par d'autres procédés. - La série des pièces est identique. - Obtention de pièces massives telles que bâtis, volants etc Fig. 1. Fig. 1 Procédé de Fonderie Le procédé de moulage ou fonderie permet de réaliser des pièces métalliques brutes. Il consiste à réaliser des pièces par coulée du métal en fusion dans un moule qui comporte l'empreinte de la pièce à obtenir, le métal en se solidifiant, reproduit les contours et dimensions de l'empreinte du moule. I. 2 Types de moules I. 2.1 Moule non permanent Dans ce type, on utilise un moule qui doit être détruit à la fin pour extraire la pièce. Le matériau constituant le moule peut être du sable, plâtre et matériaux semblables avec l’addition d’un liant. Techniques de Fabrication Conventionnelles et Avancées E- BAHLOUL 3 UNIVERSITE BATNA-2 Avec ce type de moule, il est possible d’avoir des géométries plus complexes car on peut casser le moule pour extraire la pièce I. 2.2 Moule permanent Le moule permanent peut être utilisé plusieurs fois pour produire plusieurs pièces, il est généralement fabriqué en métal ou plus rarement en céramique réfractaire. Dans ce type, les formes sont limitées car il est nécessaire de pouvoir ouvrir le moule pour extraire la pièce. D’autre part, les procédés à moule permanant sont plus économiques en grande série. I. 2.3 Propriétés souhaitées pour un moule • Rigidité: pour conserver la forme de l’empreinte et pour résister à l’érosion. • Stabilité thermique: pour éviter la formation de fissure au contact du métal chaud. • Perméabilité: pour permettre à l’air chaud et aux gaz de filtrer au travers du sable. • Réutilisabilité du moule I.3 Procédés de moulage En général, le choix des procédés de moulage dépend du uploads/Industriel/ techniques-de-fabrications.pdf