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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 MENTOURI CONSTANTINE FACULTE DES SCIENCES DE L’INGENIEUR DEPARTEMENT DE GENIE MECANIQUE Réalisé par : Dr Salim BOUKEBBAB PRÉFACE Ce cours est basé sur le programme d’enseignement en vigueur destiné aux étudiants de cinquième année ingénieur option construction mécanique. Le plan général de ces chapitres, leur division en leçons permet graduellement à l’étudiant de passer des rudiments à la connaissance des plus récentes techniques de fabrication. Les illustrations abondantes, complétées par des figures offrent une meilleure assimilation à nos élèves ingénieurs. Cela n’a pu être concrétisé qu’après cinq années d’enseignement du module aux élèves de 5ème année Ingénieur option Construction Mécanique. Qu’ils trouvent ici toute ma gratitude. Dr S. BOUKEBBAB TABLE DES MATIERES CHAPITRE I : Organisation du processus d’industrialisation I.1. Introduction………………………………………………………………………………… I.2 Analyse du processus élémentaire d’industrialisation………………………………………. I.3. Notion sur l’organisation du travail………………………………………………………… I.3.1 Comment résoudre un problème d’organisation de travail……………………………. I.4. Les exigences liés à la conception des systèmes mécaniques……………………... I.5 Etablissement d’un cahier des charges (principe et démarche)…………………………….. I.5.1 Recherche préliminaire………………………………………………………………... I.5.2 Le calcul………………………………………………………………………………. I.5.3 La conception…………………………………………………………………………. I.5. 4 Le Dossier Technique………………………………………………………………… I.6 Le prix forfaitaire d’une étude……………………………………………………………… I.6.1 Fonction conception…………………………………………………………………… I.6.2 Fonction gestion de production………………………………………………………... I.6.3 Fonction Méthodes……………………………………………………………………. I.6.4 Fonction Production (Fabrication)…………………………………………………….. I.7 Références bibliographique du chapitre I…………………………………………………… CHAPITRE II : Les mises en position……………………………………………………………… II.1 Introduction aux mises en position………………………………………………………… II.2 Les degrés de liberté d’un solide dans l’espace……………………………………………. II.3 Isostatisme et l’hyperstatisme……………………………………………………………… II.4 La mise en position géométrique…………………………………………………………... II.5 La mise en position technologique…………………………………………………………. II.5.1 Symbolisation………………………………………………………………………… II.5.2 Exemples d’illustrations……………………………………………………………… II.6 Matériels de maintien en position…………………………………………………………. II.6.1 Type de serrage………………………………………………………………………. II.6.2 Les modes de serrage…………………………………………………………………. II.6.2.1 Serrage sur mandrin de centrage expansible………..…………………………... II.6.2.2 Serrage sur bague expansible….………………………………………………... II.7 Références bibliographiques du chapitre II………………………………………………... CHAPITRE III : Chronologie des opérations d’usinage…………………………………………….. III.1 Rappel et Généralités……………………………………………………………………… III.2 Les paramètres de coupe………………………………………………………………….. III.3 Temps de fabrication …………………………………………………………………….. III.3.1 Temps manuels «Tm»………………………………………………………………. III.3.2 Temps technico-manuels «Ttm»…………………………………………………… III.3.3 Temps masqué «Tz»………………………………………………………………… 01 01 01 03 03 03 04 04 04 04 04 05 06 06 06 06 07 09 09 10 10 12 14 14 15 18 18 19 19 19 20 22 22 22 23 23 23 23 III.3.4 Temps série «Ts»……………………………………………………………………. III.3.5 Temps technologique «Tt»…………………………………………………………... II.4. Formulation Mathématique des paramètres de coupe ……………………………………. II.4.1. Loi de Taylor………………………………………………………………………… III.4.2. Loi du Commandant Denis ou "loi du débit constant" ……………………………... III.5 Ordonnancement des opérations d’usinage……………………………………………….. III.5.1 La gamme générale………………………………………………………………….. III.5.2 Fiche suiveuse……………………………………………………………………….. III.5.3 Le bon d’exécution travail…………………………………………………………… III.6 Définition de quelques termes…………………………………………………………….. III.7 Les contraintes d’usinage…………………………………………………………………. III.7.1 Contraintes technologiques………………………………………………………….. III.7.2 Contraintes géométriques et dimensionnelles……………………………………….. III.7.3 Contraintes économiques…………………………………………………………….. III.8 Références bibliographiques du chapitre II……………………………………………..... REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ………………………………………………………….. 23 23 24 24 26 28 28 28 29 30 30 31 31 32 33 35 Organisation du processus d’industrialisation Chapitre I : Organisation du processus d’industrialisation 1 I.1. Introduction Dans un monde en perpétuelle évolution, les industries de la mécanique doivent s’adapter aux contraintes de la mondialisation qui entraînent une concurrence accrue. Les critères de choix du client sont la qualité, le prix et la disponibilité du produit (figure 1). Si les prix et la disponibilité sont des critères chiffrables et ne prêtent pas de confusion, la qualité reste dans notre société, autant pour le consommateur que pour le fabricant, une notion très vague et complexe. Qualité du produit Prix de revient Délai de mise à disposition Figure 1 : Triangle de qualité L’ouverture des frontières aux produits et service, imposée par l’économie de marché, fait que le champ de compétition entre les entreprises ne va plus se limiter à une région ou a un pays, mais s’étendra à l’échelle mondiale [1]. La plus grosse part du marché reviendra incontestablement à l’entreprise qui saura le mieux satisfaire les exigences du client sur les caractéristiques techniques et le prix du produit proposé. I.2 Analyse du processus élémentaire d’industrialisation Pour chaque fonction intervenant dans le processus élémentaire d’industrialisation, nous allons étudier ses interfaces et le trajet du flux fonctionnel dans sa structure en essayant de lister les outils utilisés pour le canaliser [2]. La conception réalisée par le Bureau d’Etudes traduite sur des dessins d’ensembles et de définitions est transmise au Bureau des Méthodes pour analyse et faisabilité. Ce dernier va créer un modèle de définition géométrique, pour choisir ses propres surfaces de références, repérer les surfaces à usiner et définir les cotes de fabrication (CBM) ainsi que leurs intervalles de tolérance pour respecter les conditions du Bureau d’Etudes (Figure 2). Figure 2: Fonction production La fonction métrologie (Figure 3) a pour rôle principal : la caractérisation des surfaces réelles afin de réguler la production. Le métrologue est alors amené à associer (avec optimisation) à chaque ensemble de points une surface modèle qui permet de chiffrer les écarts entre les cotes spécifiées et les dimensions réelles [3]. Condition Bureau Méthode Surface référence Surface usinée Intervalle de tolérance Méthodes de transfert -Vectorielle -Dl -.... Référentiel usinage Surfaces brutes: Surfaces usinées Surface réelle référence Surface réelle caractéristiques: -géométrique -macro-géométrique -micro-géométrique -contraintes de surface -.... Procédé Condition de coupe lubrification outils défauts Chapitre I : Organisation du processus d’industrialisation 2 Il en résulte forcément un recouvrement flou de la réalité. Cependant, des recherches sont menées pour résoudre le problème d’incertitude sur les résultats métrologiques. En proposant de nouveaux algorithmes basés sur les méthodes d’optimisation sous contraintes et non plus sur la construction d’éléments géométriques [2]. Figure 3 : Fonction métrologie La fonction contrôle (Figure 4) a pour but principal de vérifier si le modèle fonctionnel donné par le Bureau d’Etudes est bien respecté par le réel. Pour cela, il serait préférable de définir au mieux l’enveloppe de chaque surface usinée, puis de construire un gabarit soit matériellement (tampon entre n’entre pas…) soit par l’outil informatique (gabarit virtuel). Ceci afin de vérifier si la zône d’assemblage est libre, ce qui permet de s’assurer du respect des conditions fonctionnelles défini par le concepteur [2]. Figure 4 : Fonction contrôle La variété des modèles géométriques utilisés dans les différentes fonctions du processus élémentaire d’industrialisation entraîne souvent une rupture du flux d’information par le manque d’une référence commune entre les différents services de l’entreprise. Surface gab. référence Surface gab. spécif. Gabarit Gabarit matériel Gabarit virtuel ou soft Gabarit T R A N'entre pas Entre Surface réelle env. Surface env référence Surface env réelle Enveloppe statique enveloppe to enveloppe t1 Usure Surface associée Modèle mathématique Outil optimisation Optimisation suivant le critère : -de Gauss -des moindres carrés -de la norme 2 Modèle mathématique Surface réelle Optimisation suivant le critère: -de Tchébichef - de la norme infini Optimisation suivant le critère: -de la norme 1 Exemple: r=ro + dr sin (3 a + ao) Cercle trilobé x + y = r 2 2 Cercle Surface référence échantillonnée Surface spécifiée échantillonnée Théorie de l'échantillonnage échantillon représentatif prise de risque .... Surface réelle Surface échantillonnée Surface référence ass Surface spécif. ass. écarts Surface réelle éch 2 Chapitre I : Organisation du processus d’industrialisation 3 La partie qui nous concerne dans cette partie du cours est la réalisation de la fonction globale du produit. Par une étude de conception, le projeteur donne du volume aux schémas cinématiques fonctionnels, ensuite la phase de dimensionnement / tolérancement est activée. Après cette étape, la majeure partie du coût final du produit est potentiellement définie. Cependant, la maîtrise du coût dépend en grande partie de la clairvoyance avec laquelle ces implications seront comprises et gérées [4]. Une telle démarche suppose le partage des informations et la coordination entre les multiples acteurs (différents : services, départements, Directions....etc.) ayant des objectifs et des systèmes de référence différents, ce qui implique une organisation rigoureuse du travail. I.3. Notion sur l’organisation du travail Elément essentiel de la prospérité industrielle, est la science de la production optimale. Elle permet d’économiser la santé des travailleurs et d’obtenir des produits de qualité définie, dans le plus court délai et au prix de revient le plus bas. Cette science, basée sur l’analyse de la mesure des tâches professionnelles, conduit à la découverte des meilleurs procédés [5]. I.3.1 Comment résoudre un problème d’organisation de travail En règle générale, un problème bien analysé est un problème à moitié résolu. Or, pour faire une analyse il existe un procédé qui consiste à se poser une série de questions par les interrogations suivantes [5] : quoi ? Qui ? Où ? Quand ? Comment ? Assorties de la question générale « pourquoi ». Pour cela, la méthode ci- après permet de résoudre les problèmes d’organisation du travail : 1. Fixer des limites bien définies au problème à résoudre 2. Faire abstraction de toute idée préconçue 3. Décomposer le problème en parties élémentaires et établir un diagnostic 4. Etudier chacun des facteurs élémentaires 5. Faire une synthèse des élémentaires améliorés 6. Vérifier que l’on obtient les résultats escomptés Noter que dans tout problème a résoudre, il y a certains facteurs qui ont une influence prépondérante sur le résultat escompté : c’est ce qu’on appelle les « facteurs dominants ». Ce sont ceux-là que l’on doit étudier en premier lieu en uploads/Ingenierie_Lourd/ polycopie-boukebbab-bm.pdf