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République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche

République Tunisienne Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université de Sousse Institut Supérieur des Sciences Appliquées et de Technologie de Sousse DEPARTEMENT GENIE MECANIQUE RAPPORT DE STAGE DE FIN D’ETUDES En vue de l’obtention du diplôme de Licence Appliquée en : Génie Mécanique Productique Elaboré par : Encadré par : Adel GASSAB Institut supérieur des sciences appliquées et de technologie de Sousse Fraj ABBASI Société METAL PRECISION Année Universitaire : 2021/2022 Code Sujet : L‐PROD22‐069 Conception et réalisation d'une machine de grugeage manuelle Majdi BOUGHDIR Hamza CHAHED Remerciements Nous avons l’honneur et le grand plaisir d’exprimer nos sincères sentiments de reconnaissance à tous ceux qui nous ont permis par leur accueil, leur soutien et leurs conseils d’effectuer ce stage de fin d’études dans de bonnes et confortables conditions. Nous remercions notre encadrant à l’ISSAT Mr Adel GASSAB qui nous a assuré notre orientation pendant ce projet. Nous remercions également notre encadrant, Mr Fraj ABBASI, le premier responsable de la société METAL PRECISION pour son soutien. Nos pensées vont aussi à tous les ingénieurs et tous les techniciens supérieurs de l’entreprise pour leur collaboration et leur aide. Notre grand respect s’adresse à tous les membres de jury qui nous ont fait l’honneur de juger notre travail. Veuillez trouver ici l’expression de nos estimes et notre profond respect. Table des matières Introduction générale :..………..…………………………………………………...………………1 I. Présentation de l’entreprise METAL PRECISION : ……………………………………................ 2 I.1. Présentation de l’etreprise : …………………………………………………………………….. 2 I.2. Organigramme de la société :…………………………………….…………………………….3 I.3. Les Différents atelier de l’entreprise : ………………………………………….……………....3 I.3.1. Atelier de tolerie :……………………………………………………….…….……………...4 I.3.2. Atelier de tubulure :………………………………….…………….…….. ……………........... 5 I.3.3. Atelier d’assembalge : …………………………...…………….…………….. ……………… 5 I.3.4. Atelier de peinture au four : ……………………………………………………………….....5 I.4. Déroulement de stage :…………………………………………………………………………6 I.5. Conclusion :……………………………………………………………………………………6 II. Etude de technologie de grugeage de tube :………………………….………………………….7 II.1. Description du procedé de grugeage de tube :…………………………………………………8 II.1.1. Mouvement de l’outil :……………………………………...…….…………………………9 II.1.2. Fixation de l’outil : …….………………..……………………….…. ……………………..... 9 II.1.3. Differents types de scie cloche : …………………………... ……………………………....... 10 II.1.4. Les profilés metalique utilisés : …………………………………………………………....... 11 II.2. Les differentes solution technologique de grugeage :…..…………………..…...……………...12 II.2.1. Solution A : grugeuse de tube a bande :………………...…………………………………....12 II.2.2. Sloution B : grugeuse en bout pour cintre :………………...……..……………………….....13 II.2.3. Solution C : grugeuse à main / pipe notcher : 14 ………………………………………………... II.2.4. Comparaison entre les differents solution :…………………………………………...……...14 II.2.5.Conclusion :…………………………………………………………………...…………..…15 III.Etude fonctionelle du systéme :………………………... ……………………………………….. 17 III.1. Analyse de besoin : …………………….…………………………………………………….17 III.2. Analyse fonctionelle :……………..………………………………………………….………18 III.3. Diagramme FAST :……………………………………………………………………..……19 III.4. Analyse fonctionelle descendant SADT : …………………………………………………….. 20 III.4.1.Niveau A-0 :……………………….………………………………………………………..20 III.4.2.Niveau A0 :………………………….……………………………………………………... 20 III.5. Cahier des charges fonctionel (CDCF) :..……………………………………………………. 21 III.5.1. Hiérarchisation des fonction des service :………………………………………………... … 22 III.5.2. Etablissement de l’histogramme : …………………………………………………………... 22 III.6. Conclusion :………………………………………………………………………….. ……… 23 IV. Problématique et description de la solution retenue :…………………………………………... 24 IV.1.Problématique :……………………………………………………………………...……….. 25 IV.2. Description des solution retenue :…………………………………………………………….26 IV.2.1. Presentation de la 1ere solution proposée : …………………………………………………. 26 IV.2.2. Presentation de la 2eme solution proposée :………………………………………………...28 IV.2.3. Comparaison entre les deux solutions proposées :………………………………………......30 IV.3. Conclusion :…………………………………………………………..……………... ………. 31 V. Etude de la partie opérative du système : ……………………………………………………….32 V.1. Determination des parametre de coupe :………………………………………………………33 V.1.1. Vitesse de coupe Vc :………………………………………………………………………. 33 V.1.2. Vitesse se pénétration Vf :…………………..…………………………………......................33 V.1.3. Effort de coupe Fc :……………………………………........................................................... 34 V.1.4. Puissance de coupe : ……………………………………………………………...................34 V.1.5. Puissance de machine : …………………………………………………………………….... 34 V.2. Etude du moteur electrique mis à notre à disposition :…………………………………..…......35 V.3. Vérification du vérin pneumatique :………………….………………………………………..36 V.3.1. Détermination de l’effort de poussée :…………………………….………………..……….37 V.3.2. Détermination de l’effort de rentrée (ou effort de traction) :…………………..………….…37 V.3.3. Détermination de l’effort minimal de mise en mouvement de l’unité de découpage :…….....38 V.3.4. Réglage de la vitesse de sortie de la tige du vérin :……………………………………..…...39 V.5. Conclusion :………………………………. ………………………………………………….. 39 VI. Dossier de conception de la grugeuse :…………………………………………………………40 VI.1. Dossier de conception de la 1ere solution proposée :…………………………………………41 VI.1.1. Dispositif de coupage :..………………….………. ………………………………………... 42 VI.1.2. Unité d’avance pneumatique (vérin compact guidé) :……………………….…………..…42 VI.1.3. Dispositif de fixation (étau) :……………………………………………………….. ……... 43 VI.1.4. La structure métallique (bâti) :…………………………………………………………..…43 VI.2. Dossier de conception de la 2ème solution proposée :…………………………………..……..44 VI.2.1. Dispositif de coupage : …………………………………………………………………...... 44 VI.2.2. Dispositif de fixation (étau) :……………………………………………………………….45 VI.2.3. La structure métallique (bâti) :……………………………………………………………..45 VII. Réalisation de la machine :…………...………………………………………………………..46 VII.1. Préparation des organes existants :……….. ……………………………………………….... 47 VII.2. Les moyens de fabrication : ………………………………………………………………… 48 VII.3. Les étapes de réalisation et de mise en œuvre de la 2ème solution :…………………………... 48 VII.4. Etude économique :……………………………………………………………………….....51 VII.5. Conclusion :…………………………………………………………………………………51 Conclusion génerale :………………………………………………………………………...…….52 Annexes Liste des figures Figure I.1. les différent articles de la société ……………………....………………........................... 2 Figure I.2. Organigramme de la société METAL PRECISION……………………………………. 3 Figure I.3. Vue globale de la chaine de prduction ………………………………………………….3 Figure I.4. Les machine de l’atelier de tôlerie ………………………………………......................... 4 Figure I.5. cintreuse CNC à axes …………………………………………………………………. 5 Figure II.1 Les differents types d’assemblage des tubes …………………………………………… 9 Figure II.2. Les mouvements de l’outil …….……………………………………………………... 10 Figure II.3. Fixation de la scie-cloche………………………………………………………………10 Figure II.4. Différents types de scie-cloche ……………………………………………………… 11 Figure II.5. Types de profiliés métallique utilisés ………………………………………………… 12 Figure II.6. Ensemble de piéce finie…………….…………………………………………………. 12 Figure II.7. Grugeuse de tube à bonde ………….......……………………………………………... 13 Figure II.8. Grugeuse en bout………………………. ……………………………………………. 14 Figure II.9. Grugeuse à main …………… ………………………………………………………... 15 Figure III.1 Enonocé du besoin de la grugeuse ………………...…………………………………. 18 Figure III.2. Graphe d’interaction et les fonctions de service de la machine de grugeage..………… 19 Figure III.3. Diagramme FAST de la machine de grugeage……………………………………….. 20 Figure III.4. Fonction globale A-0………………………………………………………………….21 Figure III.5. Fonction globale A0………………………………………………………………….. 21 Figure III.6. Histogramme des fonctions de services……………………………………………….. 23 Figure VI.1. Machine de grugeage hydraulique à poinçon………………………………………… 26 Figure VI.2. Machine de grugeage manuelle à commande pneumatique (1ère solution)……………. 27 Figure VI.3. Schéma cinématique de la 1ère solution proposée……………………………………..28 Figure VI.4. Schéma de liaison de la 1ère solution proposée………………………………………... 29 Figure IV.5. Machine de grugeage manuelle (2ème solution) …………………………………... 29 Figure IV.6 Schéma cinématique de la 2ème solution proposée………………………………… 30 Figure IV.7 Schéma de liaison de la 2ème solution proposée………………………………….... 31 Figure V.1. Bilan de puissance d’un moteur triphasé asynchrone………………………………35 Figure VI.1. Conception sur CATIA V5 R21 de la 1ère solution de grugeage…………………. 47 Figure VI.2. Dispositif de coupage……………………………………………………………... 48 Figure VI.3. Unité d’avance pneumatique………………………………………………………48 Figure VI.4. Dispositif de fixation………………………………………………………………49 Figure VI.5. Structure métallique………………………………………………………………. 49 Figure VI.6. Conception sur CATIA V5 R21 de la 2ème solution de grugeage………………... 50 Figure VI.7. Dispositif de coupage (Solution 2) ………………………………………………. 50 Figure VI.8. Dispositif de fixation………………………………………………………………51 Figure VI.9. La structure métallique (bâti)……………………………………………………... 51 Figure VII.1. Ensemble de matérielle utilisé…………………………………………………… 54 Figure VII.2. Retapage d’une ancienne structure et assemblage du moteur…………………… 55 Figure VII.3. Assemblage de l’étau……………………………………………………………. 55 Figure VII.4. Branchement du moteur et du boitier de commande…………………………….. 56 Figure VII.5. Comparaison entre l’ancienne et la nouvelle solution…………………………... 56 Liste des tableaux Tableau I.1. Déroulement du stage ……………………….……………………....………………...2 Tableau II.1. Classification des scie-cloches selon le type de materiau…………………………...... 10 Tableau II.2. Comparaison entre les différentes solutions……………………………... …………. 14 Tableau III.1. Cahier des charges fonctionnel …………………………………………………….. 21 Tableau III.2. Tableau de tri croisé ……………………………………………………………….. 22 Tableau IV.1. Comparaison entre les deux solutions proposées………………………………. 30 Tableau V.1. Les caractéristiques du moteur triphasé asynchrone…………………………….. 35 Tableau V.2. Caractéristiques de vérin pneumatique…………………………………………... 36 Tableau VII.1. Travaux d’entretien des composants existants………………………………… 47 Tableau VII.2. Calcul des coûts……………………………………………………………….. 51 Cahier des Charges Sujet : Conception et réalisation d’une machine de grugeage manuelle. Promoteur : Société METAL PRECISION. Etudiants : Majdi BOUGHDIR Hamza CHAHED Encadrés par : Mr. Adel GASSAB Mr. Fraj ABBAS Période : 3,5 Mois (du 15 Février au 03 Juin 2022). Travaux demandés : Etude bibliographique. Conception 2D et 3D d’une machine de grugeage manuel sur un logiciel de CAO. Réalisation et mise en œuvre de la machine. Introduction générale Introduction générale L’objectif de ce travail est de concevoir et réaliser une machine spécifique d’usinage des tubes appelée machine de grugeage. Cette machine est utilisée dans le domaine de construction métallique. La conception du système nécessite des compétences en mécanique et électrique. La machine comprend une partie opérative et une partie commande. En outre de la phase de conception le but de ce travail est de se confronter à la phase de préparation, de réalisation et de montage d’un système industriel très proche de la réalité. Ce travail a été réalisé en collaboration avec la société Metal Précision. Il a été entamé depuis le 15 Février 2022 par un binôme en filière génie mécanique. Le présent rapport est subdivisé en trois parties : La première partie est consacrée à la présentation de la société Metal Précision ainsi qu’une description chronologique du déroulement de notre stage dans les différents ateliers de la société. La deuxième partie présente une description détaillée des tâches effectuées pour la concrétisation de notre machine. Elle englobe les quatre chapitres suivants : Chapitre II exposant une étude bibliographique sur les technologies de grugeage disponibles sur le marché. Chapitre III présentant une étude fonctionnelle détaillée afin d’élaborer un cahier des charges fonctionnelle. Chapitre IV exposant la problématique ainsi qu’une description des deux solutions grugeage proposées pour la société. Chapitre V comportant l’étude de uploads/Ingenierie_Lourd/ etude-et-conception-d-x27-une-machine-de-grugeage-manuelle-pdf.pdf