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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 Tunis El Manar Ecole Nationale d’Ingénieurs de Tunis DEPARTEMENT GENIE MECANIQUE Projet de fin d’études Présenté par Amine BEN SALEM Pour l’obtention du Diplôme National d’Ingénieur en Génie Mécanique Étude et conception d’un système de chargement et de déchargement des pièces pour la presse d’estampage Réalisé à WINOX (SOPAL) Soutenu le 28/09/2022 Devant le Jury : Président : : M. Lotfi AMMAR Rapporteur : M. Yamen MAALEJ Examinateur : Encadrant Organisme d’accueil : M. M. Jalel BEN ABDALLAH Montassar REGAYEG Encadrant ENIT : M. Mohamed TRIFA Année Universitaire : 2021/2022 I DEDICASE Avec amour, respect et sincérité, je dédie ce travail À ma famille pour votre amour profond, votre soutien continu, vos sacrifices innombrables et pour toutes les nobles qualités qui m’ont permis de m’épanouir au sein d’une chaleur familiale enviable. Puisse ce modeste travail être une goutte de l’océan des sacrifices que vous m’avez consentis. Que Dieu vous garde, vous préserve et vous accorde la santé et le bonheur dans le présent et l'avenir. Je vous souhaite une bonne santé, une vie pleine de joie, de bonheur, de réussite et de chance. À mes amies, votre amour et votre compréhension. Je vous dédie ce travail avec tous mes vœux de succès et de bonheur. À tous les adorables et chers amis parce que je n’oublierai jamais mes chères et parce que vous êtes tous mes chers, laissez-moi - vous dire merci pour vos nobles sentiments dont vous ne cessez de me couvrir et pour votre aide précieuse. Que ce travail soit le témoignage de mon profond amour, de ma gratitude et de ma confiance. Que la vie ne puisse jamais nous séparer. II REMERCIEMENTS Je tiens tout d’abord à remercier, avec mes profonds respects, mon encadrant à l’ENIT M. Mohamed TRIFA pour ces encouragements et ces conseils inestimables. Je le remercie aussi pour son assistance, ses recommandations constructives et la patience dont il a fait faveur à mon égard. Également mes remerciements s’étendent vers tous mes enseignants qui ont contribué ma formation solide. Mes remerciements s’adressent également à M. Montassar REGAYEG et M. Yassine KHLIFI pour leurs encadrements pratique et théorique précieux, pour leurs disponibilités et leurs assistances tout au long de ce projet. Je voudrais, remercier aussi toute l’équipe de WINOX, leurs aides précieuses m’ont permis d’accomplir ce projet dans les meilleures conditions. Enfin, Je tiens à remercier les membres du jury qui ont accepté de juger ce travail et j’espère que le présent rapport reflètera tout le travail effectué et satisfera tout lecteur. III RESUME Le présent projet a été réalisé au sein de l’entreprise WINOX. Il consiste à étudier et concevoir un système de chargement et de déchargement des pièces pour la presse d’estampage. Ce projet comporte une première partie d’analyse de l’existant lors de laquelle on s’est intéressé à l’identification du système actuel, une deuxième partie consacrée à la recherche des solutions dans la littérature, une troisième partie d’analyse fonctionnelle et choix des solutions et une quatrième partie de développement des solutions de la conception sur SolidWorks. Mots-clés : Conception, chargement, déchargement, presse d’estampage, SolidWorks 1. Abstract This project was carried out within the company WINOX. It consists in studying and designing a loading and unloading system for the stamping press. This project includes a first part of an analysis of the existing situation in which attention was paid to the identification of the current system, a second part devoted to the search for solutions in the literature, a third part of functional analysis and solution selection and a fourth part of design solution development on SolidWorks. Key words: Design, loading, unloading, stamping press, SolidWorks 2. ملخص تم تنفيذ هذا المشروع داخل شركة وينكس. يتكون من دراسة وتصميم نظام لتحميل وتفريغ .القطع لمكبس الختم يتضمن هذا المشروع في الجزء األول تحليل و دراسة النظام،الحالي والجزء ثاني خصص للبحث عن ،الحلول والجزء الثالث خصص اللتحليل الوظيفي و اختيار الحلول وفي الجزء ا لرابع تطوير حلول التصميم على سوليد وركس كلمات :مفاتيح تصميم، تحميل، تفريغ، مكبس،الختم سوليد وركس IV Table des matières DEDICASE ................................................................................................................................. I REMERCIEMENTS ................................................................................................................. II RESUME .................................................................................................................................. III Table des matières .................................................................................................................... IV Table des figures ..................................................................................................................... VII Liste des tableaux ..................................................................................................................... IX Introduction générale .................................................................................................................. 1 Chapitre 1 : Contexte du projet ......................................................................................... 2 1.1 Introduction .......................................................................................................................... 3 1.2 Présentation générale du groupe SOPAL ............................................................................. 3 1.3 Présentation générale de WINOX ........................................................................................ 4 1.3.1 Les articles fabriqués .................................................................................................... 5 1.3.2 Le processus de production : ........................................................................................ 6 1.4 Étude de l’existant ................................................................................................................ 8 1.4.1 Cadence et temps de cycle actuel ................................................................................. 8 1.4.2 Le système de chargement actuel ................................................................................. 8 1.4.3 Le système de maintien en position actuel ................................................................... 8 1.4.4 Le système de déchargement actuel ............................................................................. 9 1.4.5 Le système d’alimentation actuel ................................................................................. 9 1.5 Problématique ..................................................................................................................... 10 1.6 Conclusion .......................................................................................................................... 10 Chapitre 2 : Recherche Bibliographique ......................................................................... 11 2.1 Introduction ........................................................................................................................ 12 2.2 l’estampage à froid ............................................................................................................. 12 2.3 Les Types de presses .......................................................................................................... 12 2.3.1 Les presses mécaniques .............................................................................................. 12 2.3.1.1 Les presses à vis ................................................................................................. 13 2.3.1.2 Les presses excentriques .................................................................................... 13 2.3.2 Les presses hydrauliques ............................................................................................ 14 2.4 Les systèmes automatiques de chargement de presse ........................................................ 14 2.4.1 Chargement à partir de bobines .................................................................................. 14 2.4.1.1 Les dévidoirs ..................................................................................................... 14 2.4.1.2 Les amenages .................................................................................................... 15 2.4.1.2.1 Les amenages à rouleaux ........................................................................... 15 2.4.1.2.2 Les amenages à pinces .............................................................................. 15 2.4.2 Chargement à partir d’un magasin de pièces ............................................................ 15 2.4.2.1 Chargement en flans .......................................................................................... 15 2.4.2.1.1 Les dispositifs à tiroirs .............................................................................. 16 2.4.2.1.2 Bras mécaniques à dépression ................................................................... 16 2.4.2.2 Chargement à bol vibrant .................................................................................. 16 2.4.3 Chargement à partir d’une pièce unitaire .................................................................. 17 2.4.3.1 Système de transfert pièce par pièce ................................................................ 17 2.4.3.2 Bras robotisés ................................................................................................... 17 2.5 Les Préhenseurs .................................................................................................................. 18 2.5.1 Les pinces .................................................................................................................. 18 2.5.2 La préhension par le vide .......................................................................................... 18 2.5.2.1 Principe de fonctionnement .............................................................................. 18 2.5.2.2 Mode d’action de la ventouse ........................................................................... 19 2.5.2.3 Les formes de ventouses .................................................................................. 19 V 2.5.3 La préhension magnétique ........................................................................................ 20 2.5.4 Les préhenseurs spéciaux .......................................................................................... 21 2.5.4.1 La pince adaptative ........................................................................................... 21 2.5.4.2 La pince à soufflet ............................................................................................ 21 2.5.4.3 La pince flexible ............................................................................................... 21 2.6 Les types de vérin ............................................................................................................... 22 2.6.1 Les vérins pneumatiques ........................................................................................... 22 2.6.2 Les vérins électriques ................................................................................................ 22 2.7 Le moteur pas à pas ............................................................................................................ 22 2.8 Les capteurs ........................................................................................................................ 23 2.9 Conclusion .......................................................................................................................... 23 Chapitre 3 : Analyse fonctionnelle et choix des solutions .............................................. 24 3.1 Introduction ........................................................................................................................ 25 3.2 Analyse fonctionnelle ......................................................................................................... 25 3.2.1 Bête à cornes ............................................................................................................. 25 3.2.2 Diagramme pieuvre ................................................................................................... 25 3.2.3 Cahier des charges fonctionnel ................................................................................. 27 3.2.4 Diagramme SADT ..................................................................................................... 28 3.3 Recherche des solutions technologiques ............................................................................ 28 3.3.1 Les solutions d’alimentation en pièces : ................................................................... 29 3.3.1.1 Système vis écrou ............................................................................................. 29 3.3.1.2 Système à tiroir ................................................................................................. 29 3.3.1.3 Système bras à pince ........................................................................................ 30 3.3.2. Les solutions de préhension pièce : .......................................................................... 30 3.3.2.1. Pince ................................................................................................................ 30 3.3.2.2. Ventouse .......................................................................................................... 30 3.3.2.3. Electro-aimants ................................................................................................ 31 3.3.3.Les solutions d’amenage des pièces .......................................................................... 31 3.3.3.1. Bras .................................................................................................................. 31 3.3.3.2. Vérin pneumatique .......................................................................................... 32 3.3.3.3. Vérin électrique ............................................................................................... 32 3.3.4. Les solutions de rangement des pièces ..................................................................... 32 3.3.4.1. Rangement horizontal ..................................................................................... 32 3.3.4.2. Rangement vertical .......................................................................................... 33 3.3.5. Les solutions retenues .............................................................................................. 33 3.4. Diagramme FAST ……………………………………….………………………………34 3.5. Schéma cinématique .......................................................................................................... 36 3.6. Graphe des liaisons ............................................................................................................ 36 3.7. Calcul de degré d’hyperstatisme ....................................................................................... 37 3.8 Conclusion .......................................................................................................................... 38 Chapitre 4 : Dimensionnement et développement des solutions techniques .................. 39 4.1 Introduction ........................................................................................................................ 40 4.2 Conception du système d’alimentation .............................................................................. 40 4.2.1 Choix de vérin pneumatique du système d’alimentation .......................................... 40 4.2.2 Réglage du système d’alimentation ........................................................................... 41 4.3 Conception du système de préhension ............................................................................... 42 4.3.1 Choix des ventouses .................................................................................................. 42 4.3.2 Choix des vérins d’approche ..................................................................................... 42 4.4 Conception du système d’amenage .................................................................................... 42 4.4.1 Choix du vérin électrique .......................................................................................... 42 4.4.2 Les accessoires du vérin électrique ........................................................................... 43 4.4.3 Vibration du système d’amenage : ............................................................................ 44 4.5 Conception du système de maintien en position ................................................................ 45 VI 4.6 Conception du système de rangement ................................................................................ 45 4.7 Conception du support ....................................................................................................... 45 4.7.1 Détermination des caractéristiques de l’axe de réglage en hauteur .......................... 46 4.7.2 Etude de la résistance de la poutre porte vis (31) ...................................................... 49 4.7.3 Etude de la rigidité des colonnes ............................................................................... 50 4.8 Etude techno-économique .................................................................................................. 51 4.8.1 Calcul de la cadence .................................................................................................. 51 4.8.2 Estimation du coût de système .................................................................................. 52 4.8.3 Positionnement du nouveau système par rapport au ancien système ........................ 53 4.9 Conclusion .......................................................................................................................... 53 Conclusion générale ................................................................................................................. 54 Références bibliographiques .................................................................................................... 55 Annexes .................................................................................................................................... 56 VII Table des figures Figure 1.1 : Siège du groupe SOPAL [2] .................................................................................. 3 Figure 1.2: Les sociétés du SOPAL ........................................................................................... 4 Figure 1.3: L’atelier WINOX [3] ............................................................................................... 5 Figure 1.4: Les couverts de table [3] .......................................................................................... 5 Figure 1.5: Les articles de cuisine [3] ........................................................................................ 5 Figure 1.6: Le processus de production ..................................................................................... 7 Figure 1.7: Liste des opérations à réaliser .................................................................................. 8 Figure 1.8: Le système de chargement actuel [4] uploads/Ingenierie_Lourd/ pfe-winox-18-09-2022.pdf