GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 1 École de technologie supérieure Gé

GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 1 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault GPA-210 Éléments de fabrication mécanique Plan du cours „ Dessin industriel: Un rappel „ Tolérances dimensionnelles et Ajustements „ Tolérances géométriques „ Cotation fonctionnelle „ États de surfaces „ Cotation au maximum de matière „ Procédés d'obtention des pièces brutes „ Procédés d'usinage „ Isostatisme „ Transferts de cotes et d'orientation „ Rédaction de gammes d’usinage GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 2 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Terminologie „ Données générales „ La précision économique „ Les outils d’usinage „ Le parc des machines-outils „ Etudes de la pièce brute „ Nécessité d’ébauche et de finition „ Lecture du dessin de définition „ La matrice d’antécédence „ Le graphique d’enchaînement „ Rédaction de la gamme d’usinage GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 3 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Le préparateur du bureau des méthodes rédige la gamme d’usinage : séquence détaillée des usinages nécessaires à l’obtention du produit fini. „ Les données : „ Le dessin de définition de la pièce „ Forme de la pièce „ Cotation „ Matériau „ Le programme de fabrication „ Quantité (continue ou par lots) „ Délais „ Les moyens disponibles „ Parc des machines-outils „ Main-d’œuvre qualifiée et disponible „ Budget alloué GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 4 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Terminologie : „ Phase „ Sous-phase „ Passes „ Opérations GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 5 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ La précision économique 0.05 IT=4 0.1 Rectification 0.2 IT=8 0.4 Perçage-Rabottage 0.2 IT=5 0.2 Alésage au grain 0.1 IT=4 0.2 Alésage à l'alésoir 0.2 IT=7 0.4 Fraisage-Tournage Demi-finition et finition Ebauche Procédé „ Les intervalles économiques moyens (mm) GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 6 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage 0.1 mm Alésage 0.2 mm Finition 0.01 mm Outil abrasif (meule) 0.3 mm Demi-finition 0.5 mm Ébauche Copeau minimum Opération „ Nombre de passes = nombre de passages de l’outil pour atteindre la surface souhaitée (ébauche, demi-finition, finition) „ La profondeur de passe (notée e) (D.O.C) est limitée par : (b) Limite maximum • la puissance de la machine • la rigidité de la pièce et de l’outil • la nature du matériau à usiner • la géométrie de l’outil (a) Limite du copeau minimum : • le type d’opération • finesse de l’arête tranchante • forme des lèvres de l’outil • la nature du matériau à usiner Copeau minimum : matériau à usiner = acier 0.75 mm Aluminium 0.5 mm Fonte 0.125 mm Acier allié Copeau minimum Matériau Copeau minimum : tournage avec outil en carbure, finition GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 7 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ La machine à usiner, et les outils de coupe sont choisis en fonction de l’état de surface (Ra), et de la qualité (5, 6, 7, 8) à obtenir 6 – 5 0.2 à 0.4 Meules < 5 < 0.2 Superfinition (rodage, polissage) 6 0.4 à 0.8 Céramiques 7 0.8 à 1.6 Carbures 8 – 7 1.6 à 3.2 Aciers rapides Qualité Ra (µm) Matériaux Qualité de fraisage ou de tournage avec différents matériaux d’outils GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 8 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ L’usure des outils „ La courbe d’usure dépend de „ La profondeur de passe (e) „ Le matériau usiné „ Le respect de Ve „ Va „ Lubrifiant ou non „ Le matériau de l’outil. „ Utilité de ces courbes : „ Prévenir la faillite de l’outil „ Rattraper l’usure GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 9 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Le parc de machines- outils „ Le préparateur doit connaître la liste des machines-outils avec leur caractéristiques. Il peut aussi suggérer : „ L’achat de nouvelles machines „ La sous-traitance d’usinages. GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 10 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Choix des machines-outils : compromis entre : „ La forme globale de la pièce (sa taille) „ La spécificité de certains usinages „ La cotation : „ États de surface (rugosité) „ 6.3 µm < Ra < 0.8 µm Tour – Fraiseuse „ 0.8 µm < Ra < 0.2 µm Rectification „ Ra < 0.2 µm Polissage Fraisage Cisaillage Sciage Planage et façonnage Forage Perçage Tournage Alésage équarissage Meulage de surfaces planes Perçage au diamant et tournage Meulage cylindrique Rodage et rectifiage 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 „ Les qualités (tableau 10.3 page 268) : GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 11 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Etude de la pièce brute „ Le préparateur doit connaître les caractéristiques des bruts fournis : „ IT dimensionnel „ Rugosité „ Défaut de forme „ Surépaisseur prévue „ Résidus de moulage ou oxydes 1 3.2 Qualité 10 à 9 Etirage 3 à 6 12.5 0.7 + 2d/100 Laminage 1 à 2 3.2 0.5 + 8d/1000 Filage 2 à 3 12.5 1 + d/100 Matriçage – estampage 2 à 4 6.3 à 3.2 0.3 + 3d / 1000 Moulage en coquille 2 à 4 6.3 0.25 + 5d / 1000 Moulage à la cire perdue 4 6.3 0.4 + d/100 Moulage en carapace 4 à 6 4 à 6 12.5 6.3 à 12.5 1 + 1.5d/100 (acier) 1.5 + 5d/1000 (aluminium) Moulage en sable Surépaisseur (mm) Rugosité (Ra en µm) IT dimensionnel (mm) Procédé d’obtention du brut GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 12 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Le balancement du brut „ Lors du premier usinage, la pièce doit être positionnée par rapport à des surfaces brutes. La cotation donne de précieux indices en ce sens. GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 13 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ Nécessité d’ébauche ( E ) - demi- finition ( F/2 ) et finition (F) „ Ebauche : retirer de la matière „ Demi-finition : obtenir les formes „ Finition : obtenir la qualité et le Ra „ Tableau guide Tendance à grouper Ebauche + Demi-finition + Finition 6 à 7 Ebauche + finition 8 à 9 Ra < 6.3 µm Finition directe 10 à 13 et au dessus Ra > 5.3 µm Etapes d'usinage Qualités Rugosité GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 14 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Lecture du dessin de définition, voir page 274 Æ matrice d’antécédence GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 15 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage Matrice d'antécédence : la matrice est carrée, les entrées (colonnes) et les sorties (lignes), correspondent aux mêmes opérations d'usinage. Un 1 signifie qu'une opération entrée doit précéder une opération sortie. 0 1 1 1 1 2 2 1 1 L(E.F) 0 1 2 2 3 5 1 1 1 1 1 T(F) 0 1 2 2 3 5 1 1 1 1 1 T(F/2) 0 1 2 2 3 5 1 1 1 1 1 T(E) 0 1 2 3 1 1 1 R(F) 0 1 2 3 1 1 1 R(F/2) 0 1 2 3 1 1 1 R(E) 0 1 1 2 3 1 1 1 D(F) 0 1 1 2 3 1 1 1 D(F/2) 0 1 2 1 1 D(E) 0 1 1 A(F) 0 1 1 A(F/2) 0 1 1 A(E) 0 H 0 B 0 K 6 5 4 3 2 1 TOTAL L(E.F) T(F) T(F/2) T(E) R(F) R(F/2) R(E) D(F) D(F/2) D(E) A(F) A(F/2) A(E) H B K Niveaux d'usinage Surfaces d'entrée „ Choix : ébaucher le trou (D) avant la rainure (R) GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 16 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage „ La matrice d’antécédence donne 6 niveaux chronologiques. „ Les niveaux 5 et 6 peuvent être groupés en un seul. Graphique d’enchaînement Rédaction de la gamme d’usinage GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 17 École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault Gamme d’usinage Méthode du graphe des antériorités : 1. Représenter les surfaces usinées par une lettre 2. Représenter les tolérances : • Géométriques par une flèche référence vers surface spécifiée • Dimensionnelles par une liaison entre 2 surfaces 3. Faire une gamme d’usinage en suivant les flèches R3 A T L D1 D2 R1 R2 16 0 +0.5 16±0.2 Ø 0.4 30±0,1 0.1 0,05 / 100 0.5/100 0.5/100 0,4 T 12 0 +0.5 30±0,1 0,05 / 100 12 0 +0.5 GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 18 École de technologie supérieure Génie de uploads/Industriel/ tournage-2-axes.pdf

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