DOSSIER REPONSES CORRIGÉ

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1 DOSSIER REPONSES CORRIGÉ 1 ère partie DR1 Obtention du brut DR2 Option de fonderie DR3 Validation de l outillage DR4 Étude du noyau d alésage 2 ème partie 3 ème partie DR5 Validation du moyen DR6 Liaison porte-pièce/ pièce DR7 Les origines DR8 Décalages et plaquettes d usinage DR9 Paramètres de coupe DR10 Calcul de puissance et chanfreinage DR11 Analyse d une spécification DR12 Temps d usinage DR13 Implantation sur palette DR14 Temps d usinage montage spécifique

2 DR1 1.Procédé d obtention du brut Matériau Entourer la bonne réponse. ACIER faiblement allié FONTE malléable FONTE à graphite sphéroïdal ACIER inoxydable ACIER fortement allié FONTE à graphite lamellaire Alliage d aluminium ALLIAGE non ferreux Etapes de réalisation Décochage Grenaillage Découpage (découpe du système de coulée et du masselotage, chalumeau et arc air) Mise en forme (meulage) Réparations éventuelles (soudure) Traitement thermique de recuit (obtention des caractéristiques mécaniques) Grenaillage et décalaminage Contrôle visuel, dimensionnel et non destructif Réparations éventuelles (soudure) Revenu si réparation + grenaillage si besoin Peinture Usinage Certaines étapes sont facultatives et directement dépendantes de la qualité de fonderie. Les étapes aux minima sont grisées.

3 DR2 Identification des options ETUDE N 2 Commentaires : Le plan de joint est perpendiculaire à l axe de l alésage Sens de démoulage Les 2 surfaces planes à usiner sont sans dépouille. Le noyau de l alésage est vertical. Plan de joint Surfaces en dépouille ETUDE N 1 Commentaires : Le plan de joint est parallèle à l axe de l alésage. Sens de Démoulage Les 2 surfaces planes à usiner sont en dépouille. Le noyau de l alésage est horizontal.

4 DR3 2.Validation de l outillage de fonderie 2-1 Position des défauts Présence d inclusions La fonderie de pièce en acier utilise pour la fabrication de ces moules du sable avec différents composants. La température de coulée de l acier liquide à environ 1650 est supérieure à la température de fusion de la silice (sable). Pendant la coulée, il y a érosion et entraînement de particules de silice (crasse) dans le métal en fusion. la silice dont la densité est inférieure à celle de l acier en fusion remonte en partie à la surface supérieure du moule mais peut aussi se retrouver encellulée dans les premières zones de refroidissement. Ce phénomène d érosion est observable chaque fois que l acier est en contact avec de la silice (four de fusion, poche de coulée).par souci de simplification les effets du masselotage n ont pas été intégrés dans l étude. Position des zones de concentration Choix 2 Les défauts seront situés dans la partie supérieure du moule. Pour le noyau arrière les 2 méthodes n apportent pas de solution différente. Justification de l étude retenue Choix 1 Les défauts seront situés dans la partie supérieure du moule mais une partie des inclusions peut être immobilisée vers le noyau de l alésage: l alésage (première zone de refroidissement) La solution n 2 utilisant un noyau vertical a été retenue par le fondeur et l usineur. Critères retenus Accessibilité des surfaces Temps opératoire Surcoût de l opération (tête à aléser) Tolérances dimensionnelles. Difficulté de contrôle visuel et non destructif Events et attaques de coulée positionnées sur des surfaces usinées (esthétique du brut) Moins de résistance au flux matière pendant le remplissage de l empreinte 2-2 Procédure opératoire Consignes Les réparations ponctuelles génèrent des points durs : Zones Affectées Thermiquement (concentration de carbure) qui peuvent endommager les plaquettes. L opérateur, pour limiter au maximum une dégradation trop rapide de ces plaquettes, doit modifier certains paramètres de coupe (fréquence de rotation, section du copeau) et rester très vigilant au cours de cette opération. Le maintien au maximum de matière permettra de réparer et de réusiner la pièce en finition si la Proposition On peut prévoir : Une augmentation de la surépaisseur de la face afin d éliminer les défauts (inclusions dans la surépaisseur), Un blanchiment de la face par meulage, Un contrôle systématique de la surface : contrôle non destructif, ressuage ou autres.

5 DR4 3.Étude du noyau d alésage Dépouille du noyau et justification Le noyau n a pas de dépouille Le noyau est réalisé dans une boite à noyau et la forme du noyau n impose pas une dépouille de démoulage Diamètre brut de l alésage Faire apparaître les calculs RMA =5 (classe de surépaisseur H, cote la plus large de 250 à 400mm) CT = 7 (classe de tolérances dimensionnelles 12,cote la plus large de 100 à 160mm) Ø de base brut = F + 2 RMA + CT/2 Ø de base brut = Ø BRUT = Compléter le tableau ci-dessous F R CT Optimisation de fonderie Variation de diamètre Longueur de l alésage : 160 mm Variation sur le rayon X = 80 tg 2.5 X = 3.5 Variation sur le diamètre : 7 mm Problèmes d usinage Pour usiner l alésage on utilise une tête ébauche Ø115 Un mode opératoire à revoir (opération supplémentaire) Un engagement de plaquette à vérifier Une puissance de coupe à redéfinir (puissance machine) Un bridage pièce à recalculer

6 DR5 5. Validation du moyen de production 5-1 Analyse de la pièce Spécifications significatives Les spécifications qui justifient cette stratégie sont : appliquée à la surface PL3 et à la surface opposée PL1. appliquée à l'alésage AL1 Directions d accès optimales Les indices 1, 2 et 3 sont interchangeables. 5-2 Exploitation des résultats Justification du moyen de production Il y a 3 directions d accès coplanaires et perpendiculaires. Un seul posage sur un centre d usinage 4 axes avec 3 positions de palette permet l accès à ces 3 groupes de surfaces. Un centre d usinage horizontal palettisé est un moyen adapté. Implantation sur C.U. Exemple de modélisation La position angulaire de la pièce dans le plan (x, z) n est pas imposée.

7 6.Étude de la liaison pièce/porte-pièce/machine DR6 Conclusion : Si on souhaite accéder à toutes les faces d une pièce, avec des outils courts, il est souhaitable de la placer au centre de la table

8 DR7 Repères et origines

9 DR8 Origines : Le choix de 3 Origines Programme rend les cotes programmées plus lisibles pour le régleur MOCN et facilite les corrections éventuelles à apporter dans les réglages de la machine Pour OP2 Equation du Dec Z = Opp,O2.z + O2,Op.z+ Op,OP2.z DecZ = -180, = mm DEC X DEC Y DEC Z OP = = OP = OP = = Couple outil matière Paramètres de coupe Surfaçage avec Octomil «gros débit» Surfaçage Valeurs de base Vc fz Z Valeur Optimisée Vc fz n Vf ap de base Nombre de passes Ebauche Finition Plans PL1&PL3 Plan PL *1.4= Feed Master «rapide» Surfaçage Valeurs de base Vc fz Z Valeur Optimisée Vc fz n Vf ap de base Nombre de passes Ebauche Finition Plans PL1&PL3 Plan PL (ou 1.8) 215*1.4= Ae= (190²-176²)/(4* ) = donc ae/dc = 11.65/80 = soit 15%

10 DR9 Renfort d'arête Hm > renfort pour éviter l écrouissage de la matière et obtenir une coupe Temps de coupe Temps d usinage Octomil «standard» Octomil «gros débit» Surfaçage des deux plans Distance à parcourir = Coupe : 154*π = 483 Approche : 40*π/2= Soit :546*2 plans=1091mm 1091/1591=0.686*2 passes= 1.37mn Dressage 190 Distance à parcourir = Coupe : 200*π = Approche : 50*π= Soit :706mm /2228=0.317*2 passes=0.63 min Temps Total 6 min = 2 min Fraise choisie Feed Master «rapide» 1091/5130 = 0.21 * 5 passes =1.06 mn /7185 = 0.09 * 4 passes = min =1.45 min - Puissance Pc = (ap.ae.vf)/( * η)* kc = (1.6*60*5130)/( *0.8)*1700 = Kw Donc la puissance machine disponible à la broche est suffisante -Tronc de cône 11 8 Pente à 11

11 DR10 Modélisation Nombre de passes Rt = 5 * Ra = 5 * 16 = 80 µm soit 0.08 mm Rt = fz²/(8re) donc fz² = Rt * 8 re = 0.08*8*4 = 2.56 mm donc Fz = (2.56) 1/2 = 1.6 mm maxi = 230 mm (environ) et mini = 193 mm (environ) donc Δ(D-d) = 37 mm soit Δr = 18.5 mm au rayon. Δr/Fz = 18.5/1.6 = 12 passes Autre méthode d usinage - Outil de forme extérieur, ou - Tourillonnage, ou - Surfaçage en 5 axes 9 Tourillonnage Avantages : - précis et réglable, comme pour un alésage intérieur à la barre - Précision indépendante de celle des interpolations circulaires de la machine - Travail très rapide : une seule plongée de 10 mm en avance travail Stratégie - Stopper la broche en position indexée : dent en haut par exemple - Décaler légèrement en Y pour décoller la dent de la surface usinée - Reculer l outil suivant Z+ à vitesse rapide Outil spécifique Le point de jauge choisi, permet le réglage de la cote encadrée de 257

12 DR11 10 Contrôle au poste Spécification géométrique Montage et procédure de contrôle - Recherche du point de rebroussement dans l alésage coté PL1 - Mettre le repère du comparateur à zéro - Retirer le comparateur de l alésage - Faire pivoter de 180 soit la pièce, soit le comparateur - Rechercher le point de rebroussement du coté PL3 - Vérifier que l écart entre les deux relevés est 0.13 mm Rq : - Les défauts de forme sont considérés négligeables par rapport au défaut d orientation. Défaut Le défaut constaté peut être dû aux efforts de coupe appliqués sur la pièce lors de l opération d alésage et à la dispersion du positionnement en rotation de la palette.

13 DR12 Embout de vérin Sousphase Opérations 11. Calcul du temps d usinage Calcul des temps d opérations Outil Position palette 101 Initialisation / BO Alésage ébauche Al 1 Surfaçage Pl1 Chanfreinage Ch1 Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 Rotation palette 200 changem t palette Machine FH 55 Changement d outil Temps de coupe Unité de temps : cmin (centième de minute) Total / / 200 T B180 T18 / T18 B90 10 / Surfaçage Pl3 Chanfreinage Ch4 T18 10 / Surfaçage Pl4 Pointage Tr1-4 T19 B0 / Perçage Tr1-4 T23 / Taraudage Tr1-4 T2 / Détourage ébauche Cy1 T Contournage To1+Co1 T21 / Alésage ébauche Al2 T1 / Alésage ébauche Al3 T3 / Dressage Pl5 T4 / Dressage Pl6 B90 Chanfreinage Ch5 T5 / Contournage Pr1 T6 / Alésage Al3 ½ finition T7 / Alésage Al3 finition T8 / Tourillonnage Cy1 finition T14 / Alésage finition Al1 T B0 Perçage Al4 T10 / Total : 3561 Embout de vérin Calcul des temps d opérations Machine OKUMA Changement, Rotation palette Changement d outil Temps de coupe Unité de temps : cmin ( centième de minute) Nombre d opérations pour chaque type d opération 1 chgt+6 ¼ T 17 chang mts Gain de temps pour chaque type d opération x(0)=150 17x(50-10)= Total

14 DR13 12.Montage en panoplie Implantation sur la palette Position B0 (Les pièces sont positionnées à la même altitude selon Y) Critères de choix Non conforme Conforme A retenir L accès aux surfaces AL3, PL5 n est pas possible avec les outils et porte-outils du processus initial. X L accès aux surfaces PL1 n est pas possible avec les outils et porte-outils du processus initial. X L ensemble des surfaces est accessible. La position commune des plans PL4, PL3, PL1 permet d envisager des regroupements d usinage. X X L accès aux surfaces PL1 n est pas possible avec les porte-outils du processus initial (porte à faux). X L ensemble des surfaces est accessible. La position non commune des plans PL4, PL3, PL1 ne permet pas d envisager certains regroupements d usinage. X

15 DR14 Sousphase Embout de vérin Opérations Calcul des temps d opérations Outils Position palette 101 Initialisation / BO Alésage ébauche Al Surfaçage Pl1 Chanfreinage Ch1 Pièce 1 2 Machine OKUMA Rotation palette 50 (changement palette) Changement d outil Montage 2 pièces Unité de temps : cmin ( centième de minute) transfert moyen Temps de coupe Pièce 1 Pièce 2 Total / / / / 50 T B90 X X T18 / Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 T18 B180 X 10 / / 200 / Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 T18 B0 X 20 / / / Surfaçage Pl3 Chanfreinage Ch4 Surfaçage Pl4 T18 10 / Pointage Tr1-4 T19 B270 X X / Perçage Tr1-4 T23 / Taraudage Tr1-4 T2 / Détourage ébauche Cy1 T / 110 / Contournage To1+Co1 T21 / 10 / 350 / 360 Alésage ébauche Al2 T1 / 10 / 30 / 40 Alésage ébauche Al3 T3 / 10 / 376 / 386 Dressage Pl5 T4 / 10 / 60 / 70 Dressage Pl6 B180 X Chanfreinage Ch5 T5 / 10 / 40 / Contournage Pr1 Alésage Al3 ½ finition Alésage Al3 finition Tourillonnage Cy1 finition *Mêmes opérations que dans la sous-phase 150 T6 / 10 / 10 / 20 T7 / 10 / 50 / 60 T8 / 10 / 40 / 50 T14 / 10 / 20 / 30 * B0 X / / Alésage finition Al1 T9 B270 X X Perçage Al4 T10 / Total (pour 2 pièces) Gain de temps ( )x2 (5360) 102