MINISTERE DE L ÉDUCATION NATIONALE. Direction des personnels enseignants AGREGATION DE GENIE MECANIQUE. Session 2008

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1 MINISTERE DE L ÉDUCATION NATIONALE Direction des personnels enseignants AGREGATION DE GENIE MECANIQUE Concours interne et concours d accès à l échelle de rémunération des professeurs agrégés Session 2008 Rapport des membres du jury

2 Composition du jury de l'agrégation interne de GENIE MECANIQUE Session 2008 Président : Jean-Jacques LESAGE - Professeur des Universités à l Ecole Normale Supérieure de Cachan Vice-président : Dominique TARAUD - Inspecteur Général de l'education Nationale Membres du jury : COLLAINE Anne, PRAG à l Université de Mulhouse BERROU Vincent, Professeur Agrégé au Lycée Raspail de Paris DUMERY Jean-Jacques, Inspecteur d'académie - Inspecteur Pédagogique Régional de l'académie de Créteil KOUISS Khalid, Maître de Conférences à l IFMA de Clermont-Ferrand LOISY Michel, Inspecteur d'académie - Inspecteur Pédagogique Régional de l'académie de Versailles ROGER Christian, Professeur Agrégé au lycée Gustave Eiffel de Cachan ROSSI Olivier, PRAG à l IUT de Ville d Avray Rapport de l agrégation interne de génie mécanique 1 session 2008

3 COMMENTAIRES SUR LA SESSION 2008 Les données statistiques relatives aux dix dernières années du concours sont fournies en fin de ces commentaires généraux. Leur examen est riche d enseignements et montre notamment que depuis 2000 (soit neuf sessions de concours) la diminution du nombre de postes est beaucoup moins sensible que pour bon nombre d autres spécialités ainsi que pour le concours externe de l Agrégation de Génie Mécanique. Comme dans le même temps le nombre de candidats présents à la première épreuve écrite varie peu et a même tendance à baisser, les chances de réussite restent donc importante. Par ailleurs, l examen des résultats montre que la moyenne du dernier candidat admis est cette année encore proche de 11 (contre 8,00 en 1998). Cela atteste de l amélioration globale de la préparation des candidats aux différentes épreuves, tant écrites qu orales. Concernant plus spécifiquement la session 2008, il convient de remarquer le faible écart numérique entre les résultats du premier et ceux du dernier candidat admis (4,38 points), et de le mettre en regard avec l écart des résultats à l issue des épreuves d admissibilité (8,03 points). Il est clair que d importantes évolutions restent possibles entre l écrit et l oral. Les quatre épreuves du concours, toutes de même coefficient, sont donc bien d égale importance et doivent être préparées comme telles : la réussite des deux épreuves écrites est nécessaire pour obtenir une admissibilité qui reste difficile, elle est loin d être suffisante pour offrir l assurance d une admission systématique. Le jury note avec satisfaction qu il y a toujours de très bons candidats, même si le contraste avec des candidats peu préparés n en devient que plus saisissant. Cette qualité des résultats montre que ce concours interne, donc destiné à des professeurs en poste, est parfaitement accessible aux candidats sérieusement préparés, même si les épreuves couvrent un large spectre scientifique et technique et que les attentes du jury sont importantes. Les deux épreuves écrites de cette session 2008 s inscrivent dans la logique de celles des années précédentes. Elles sont destinées : - à s assurer que les candidats maîtrisent les fondamentaux disciplinaires du génie mécanique sur le plan scientifique comme sur le plan technologique (mécanique, construction mécanique, production mécanique, automatique des systèmes continus et des systèmes à événements discrets) ; - à mesurer, et c est là une originalité du concours interne, la capacité des candidats à imaginer et à organiser un transfert pédagogique à partir du support technique autour duquel est construit le sujet de chaque épreuve écrite : élaboration d un exercice d évaluation pour la première épreuve, élaboration d une séquence de formation pour la seconde épreuve. Des efforts tous particuliers sont faits par les membres du jury de manière à proposer un corrigé complet de ces deux épreuves écrites, assorti de nombreux conseils destinés aux candidats désireux de préparer le concours ; on ne peut que les encourager à étudier en détail ces corrigés. Les deux épreuves orales sont tout à fait complémentaires de ces deux épreuves écrites. Les thèmes des manipulations de l épreuve de travaux pratiques restent centrés sur la production et sont de deux types : - mise au point d une production ; - mise au point d un système automatisé de production. Rapport de l agrégation interne de génie mécanique 2 session 2008

4 Le rapport de la session 2005 indiquait aux candidats que le jury souhaitait élargir la palette des procédés d obtention des pièces mécaniques supports de l épreuve de travaux pratiques. Un TP construit autour de l obtention de bruts par fonderie en moule métallique a été proposé dans la session Cette ouverture à d autres procédés que l usinage par enlèvement de copeaux s est poursuivie en 2007 par un TP d usinage par électroérosion à fil. Cette diversification des procédés d obtention des bruts ou des produits finis se poursuivra dans les sessions qui viennent (Usinage à Grande Vitesse, plasturgie, ). Quelque soit le procédé ou le système support de l épreuve, celle ci est destinée : - à vérifier que les candidats savent mobiliser leurs compétences scientifiques et techniques dans les domaines du génie mécanique pour résoudre le problème industriel qui leur est posé en faisant largement appel à l expérimentation; - d exprimer son savoir-faire pédagogique au travers de la conception d une séquence de formation expérimentale en corrélation avec le problème technique traité dans le cadre de la manipulation proposée. L épreuve de dossier est quant à elle tout particulièrement conçue pour valoriser les activités de professeur en exercice. En effet, la définition de l'épreuve précise : L'épreuve consiste en la présentation et la soutenance par le candidat d'un dossier original relatif à un projet qu'il a conduit dans le cadre de la discipline dans laquelle il enseigne (En classes terminales ou post-baccalauréat). Il s agit donc pour le candidat de présenter une activité de transfert pédagogique s appuyant sur une étude de cas industrielle, telle qu'il la pratique normalement dans le cadre de son enseignement. D une manière générale, le jury constate que les épreuves d'admission sont trop souvent préparées dans des délais trop courts. Ce phénomène est plus particulièrement observable dans l épreuve de dossier. Par conséquent, il recommande à nouveau aux candidats de préparer les épreuves d'admission et d'admissibilité simultanément. Les candidats doivent notamment disposer d'un temps d'élaboration et de mise en œuvre de leur projet pédagogique suffisamment long pour constituer un dossier cohérent, bien argumenté et non artificiel. Il est utile de rappeler que les futurs candidats doivent s imprégner des commentaires relatifs aux épreuves contenus dans ce rapport et les précédents. Enfin, concernant la forme de leur prestation, de trop nombreux candidats n adoptent ni l attitude, ni la tenue vestimentaire que le jury est en droit d attendre de candidats à l Agrégation. Le jury souhaite donc vivement que tous les candidats admissibles fassent les efforts nécessaires pour que leur comportement lors des épreuves orales soit conforme aux attentes légitimes d un jury à ce niveau de concours de recrutement de la fonction publique. Rapport de l agrégation interne de génie mécanique 3 session 2008

5 Données statistiques relatives aux dix dernières sessions du concours : Session Nombres de Inscrits Présents Admissibles Admis postes 1 ère épreuve Session Moyenne du premier admissible Moyenne du dernier admissible Moyenne du premier admis Moyenne du dernier admis ,50 8,50 15,50 8, ,50 8,00 13,13 7, ,00 7,75 12,62 8, ,25 8,50 13,13 8, ,75 8,25 13,13 8, ,5 10,00 13, ,75 11,25 13,6 10, ,87 10,75 14,25 10, ,80 11,30 14,58 11, ,98 11,02 13,86 10, ,25 10,22 15,63 11,25 Rapport de l agrégation interne de génie mécanique 4 session 2008

6 Session de 2008 Concours interne de recrutement de professeurs agrégés et concours d'accès à l'échelle de rémunération Section : Génie Mécanique Première épreuve de Génie Mécanique Durée : 8 heures Calculatrice électronique de poche y compris programmable, alphanumérique ou à écran graphique à fonctionnement autonome, non imprimante, autorisée conformément à la circulaire n du 16 novembre L'usage de tout document et de tout autre matériel électronique est rigoureusement interdit. Le dossier comprend à l'intérieur de cette chemise : - un dossier sujet de 14 pages ; - un dossier de documents annexes comprenant : - Plan de situation du produit «Roulement de train arrière» ; - Plan d ensemble du produit «Roulement de train arrière» ; - Plan fonctionnel de bague extérieure de roulement ; - Repérage des surfaces sur la bague extérieure finie ; - Repérage des surfaces sur la pièce brute ; - Tableau de correspondance indicative entre les échelles de dureté ; - Plan d ensemble du montage d usinage ; - Morphologie de l outil double de finition extérieure (opération de reprise) ; - Formulaire des pressions au contact ; - Caractéristiques générales tour Spinner ; - Spécifications tour Spinner ; - Courbes de puissance et couple tour Spinner ; - Définition de la sous épreuve E61 de lancement de production du BTS IPM ; - Fiche d évaluation de la sous épreuve E61 du BTS IPM ; - Extraits des repères pour la formation en STS IPM concernant la sous épreuve E61. - un dossier de documents-réponses (en doubles exemplaires) : - Support pour la définition de la gamme de la bague extérieure ; - Contrat de phase vierge ; - Support pour simulation d usinage. Le candidat est invité à formuler toutes les hypothèses et à choisir les données qui lui seraient nécessaires en complément de celles fournies par le sujet. Les deux parties du sujet seront composées sur des copies différentes.

7 Dossier sujet Première partie Analyse mécanique et technologique d un processus de production d une bague extérieure de roulement (durée conseillée : 6 heures)

8 Analyse et conception d un processus de production d une bague extérieure de roulement de roue arrière d un véhicule automobile. Un fabricant équipementier automobile a reçu la commande d un roulement de roue qui est un assemblage de plusieurs éléments (une bague extérieure, deux bagues intérieures, deux réseaux de billes équipé d une cage, un joint d étanchéité). Chaque élément est défini avec des spécifications qui lui sont propres, mais l ensemble possède également un cahier des charges dans lequel on trouve des spécifications sévères telles que la tolérance du défaut de planéité de la face d appui du disque de la bague extérieure et la tolérance sur le défaut de battement et de perpendicularité de cette même face par rapport à l alésage des bagues intérieures. Effectivement, l ingénierie collaborative constituée de spécialistes de la conception et de la fabrication a conduit à la définition du produit compte tenu des contraintes fonctionnelles et des capacités des procédés de mise en forme. 1 - Première étude : analyse du processus du fabricant, étude de l ensemble produit - matériau - procédé La pièce étudiée fait partie d un ensemble permettant (entre autres) le guidage en rotation de la roue arrière d un véhicule de tourisme (cf. Document ressource 1- Plan de situation du produit «Roulement de train arrière» et Document ressource 2- Plan d ensemble du produit «Roulement de train arrière»). Du fait de la présence d éléments roulants, de sa fonction et des charges qu elle sera amenée à supporter, la bague extérieure doit répondre à un certain nombre de spécifications géométriques, d état de surface et de dureté (cf. Document ressource 3 - Plan fonctionnel de bague extérieure de roulement). Cette première étude a pour objectif de valider la corrélation entre le matériau de la pièce, les procédés d obtention qu elle devra subir et ces spécifications fonctionnelles. Une analyse structurée du processus du fabricant de ces pièces part donc d une analyse des spécifications. La cadence de production est de 2000 pièces par jour au maximum de la demande Relation Produit - matériau - procédé Problématique : Les contraintes économiques et techniques ont conduit le sous-traitant automobile à faire appel à un procédé d estampage avec frappes à mi-chaud (750 C) pour l obtention du brut de la bague extérieure. Un traitement est nécessaire pour obtenir les spécifications de dureté. Les surfaces fonctionnelles sont obtenues par enlèvement de matière. Cette partie a pour but d étudier le lien fort qu il existe entre

9 le matériau de la pièce, le produit que l on veut obtenir, et le procédé d obtention utilisé. Question 1. Explicitez les désignations normalisées des aciers C70E2U et 100Cr6 Question 2. Pourquoi le sous-traitant a-t-il choisi un acier de type C70E2U pour la bague extérieure, et un acier de type 100Cr6 pour la bague intérieure (quels sont les domaines d utilisation de ces aciers)? Question 3. Les surfaces fonctionnelles de la pièce repérées To2 et To3 (voir Document ressource 4 - Repérage des surfaces sur la bague extérieure finie) sont porteuses d une spécification de dureté d une valeur de 61 HRC en surface. Qu est-ce qui permet, fonctionnellement, de justifier une telle dureté? Pourquoi la dureté est-elle limitée dans la profondeur? Question 4. Proposez une description du (ou des) traitement(s) de la matière permettant d obtenir les spécifications ci-dessous pour la pièce étudiée, ainsi que des moyens nécessaires pour le (ou les) mettre en oeuvre. Une correspondance entre les différentes échelles de dureté est donnée dans le Document ressource 6. Dureté de surface : HRC ; Profondeur : 550 HV entre 2 et 4 mm ; Austénite résiduelle 6-8% ; Décarburation non admise ; Recherche absolue de la minimisation des déformations ; Traitement limité à la zone définie sur le dessin de définition. Question 5. Quelles contraintes ces traitements thermiques impliquent-ils sur l ordre chronologique des phases qui composent la gamme de fabrication de la bague extérieure? Justifiez votre réponse Étude mécanique : phase de finition de tournage Problématique : La phase de finition de tournage, postérieure aux traitements thermiques des chemins de roulement, permet l obtention de la géométrie de la portée du disque de frein. Le but de cette partie est d étudier la faisabilité de cette phase (Mise en Position, couple d entraînement, marquage de la surface d appui), au travers de l étude mécanique du portepièce et de ses caractéristiques (cinématique, effort de serrage ). Question 6. Proposez une analyse de la spécification géométrique 0.01 A B portée par les surfaces To2 et To3 (voir Document ressource 3 et Document ressource 4). Proposez un mode opératoire de contrôle de cette spécification.

10 On attend du candidat une description extrêmement précise du contenu de la spécification, utilisant le vocabulaire technique normalisé. Question 7. Justifiez l existence d une phase dédiée à la finition des surfaces (repérées dans le Document ressource 4 Co1, Pl1, To1, Cy1, Pl2, Cy2 Co2, Pl4, Co8, Co9, Cy9). Quelle doit être position de cette phase dans l ordre chronologique des phases qui composent la gamme de fabrication de la pièce? Question 8. À l aide d un schéma cinématique minimum, proposez une modélisation du porte-pièce, limité au système expansif des cinq coulisseaux et du système générateur d effort de maintien en position (voire Document ressource 7). Le schéma peut se limiter au dispositif de déplacement d un seul coulisseau. Question 9. Déterminez, pour les conditions de coupe données ci-dessous, le torseur d actions mécaniques de l outil sur la pièce lors de l opération de finition étudiée. Vous exprimerez ce torseur au point M, dans le repère R0 (cf Document ressource 7). Faites les hypothèses simplificatrices nécessaires, et exprimez le torseur pour la situation d usinage qui maximise sa (ou ses) composante(s) prépondérantes. Vous formulerez toutes les hypothèses nécessaires à votre calcul, proposez éventuellement des données complémentaires cohérentes. Données : - Vc = 120 m/min, R = 0,8 mm, f = 0,3 mm/tr, Ap = 1 mm ; - Morphologie et éléments de la géométrie de l outil de coupe (voir Document ressource 8) ; - Caractéristiques du couple outil matériau pour la détermination des efforts de coupe. L effort de coupe Fc est donné par : Fc = Kc. Ap. f Le coefficient Kc, composante de l effort spécifique de coupe par unité de surface, est donné par : Kc = Kc0. k1. k2

11 Les coefficients Kc0, k1 et k2 sont donnés ci-dessous : Aciers ordinaires Aciers fins (non alliés) MATIERES Kco (N/mm²) pour hm= 0,2 mm et = 0 S E C35 - C C45 C C Aciers alliés Acier au manganèse 16 Mn Cr Hm est l épaisseur du copeau Acier nickel chrome 10 Ni Cr Acier Chrome Molybdène 35 Cr Mo Acier inoxydable 3750 hm (mm) k k2 = (1 0,013. ) Question 10. Déterminez le couple mini d entraînement de la pièce en utilisant toutes les données à votre disposition et en émettant le cas échéant des hypothèses pertinentes pour traiter le calcul. Question 11. Calculez l effort de serrage axial à appliquer au montage pour réaliser l opération (direction de sollicitation du système générateur d efforts : axe de la broche). On tiendra compte d un coefficient de sécurité k=2, la direction de contact entre les coulisseaux et la bague extérieure est donnée Figure 1.

12 Figure 1. Détail de la géométrie du contact entre le porte-pièce et la bague extérieure Question 12. On ne peut pas admettre de déformation plastique des chemins de roulement. Justifiez qu on retienne la dureté comme caractéristique du matériau de la bague extérieure qui va limiter la force exercée par les coulisseaux (cf. Document ressource 9). Déterminez la valeur numérique de la limite mécanique à ne pas dépasser. Question 13. Compte tenu de la géométrie des surfaces en contact, proposez un modèle de contact local entre un coulisseau du montage d usinage et la surface de la pièce. À l aide du tableau et des données suivantes, dans le cadre du calcul d une pression au contact de Hertz (Document ressource 9), déterminez l effort maximal que l on peut appliquer à un coulisseau. Données : Dureté Brinell approximative d un acier de dureté 61 HRC : 650 dan/mm² ; E, module d élasticité longitudinale pour le matériau considéré : MPa. Question 14. Conclure quand à la faisabilité de la phase de finition des surfaces extérieures vis-à-vis de la reprise sur ce montage d usinage.

13 2 - Étude de la première phase d usinage en tournage de la bague extérieure du roulement Mise en situation : La phase de tournage d ébauche génère des surfaces usinées qui seront reprises après le traitement thermique qui va lui-même les déformer légèrement. Dans cette phase, l ordre des opérations est défini comme suit (cf. Figure 2. ) : Usinage intérieur complet, Usinage extérieur y compris la face d appui du disque, Dressage face arrière, Chanfreinages et cylindrage extérieurs. Figure 2. Surfaces usinées durant la phase d ébauche (en gras) La machine qui réalise cette phase est un tour vertical à commande numérique 2 axes. Elle est équipée d une seule tourelle de 12 emplacements d outil avec un attachement VDI 40. Le temps de changement d outils d un emplacement au suivant est de 0,5 seconde. La broche tourne à la fréquence maximale de 6000 tours/min et est animée d un mouvement de translation suivant X pour déposer la pièce usinée sur un convoyeur. Après la dépose, le convoyeur se déplace et le mandrin hydraulique de la broche reprend une pièce brute. Ensuite la broche retrouve sa position pour l usinage. Le temps de chargement/déchargement est de 4 secondes. Problème technique posé : Pour éviter les pertes de temps dues aux changements d outil, il est envisagé de réaliser tous les usinages intérieurs avec le même outil. Le but de l étude est de qualifier l usinage intérieur de la bague et de définir cet outil ainsi que les conditions de coupe qui lui sont associées.

14 R R R 31.5 R R R 26 R R R Figure 3. Définition géométrique nominale du profil intérieur Question 15. Exprimer sous forme littérale le temps d usinage d une partie torique To2 ou To3 des chemins de roulement (définition géométrique nominale du profil données Figure 3. ). Faire une application numérique en considérant les conditions de coupe suivantes : Vc = 250 m/min et f = 0,3 mm/tr. Données : croquis et paramétrage ci-dessous, valeurs numériques données Figure 3. x 1 2 r R Z

15 Question 16. Exprimer sous forme littérale le temps d usinage de l'opération de contournage du profil complet, en ébauche, défini ci-dessus par le dessin «Définition géométrique nominale du profil intérieur», dans les conditions globales définies ci-dessus. Question 17. Compte tenu du profil du chemin de roulement fini (cf. Figure 3. ), vérifier qu il est entièrement réalisable par la pointe de l outil (porte plaquette et plaquette définis ci-dessus) et proposer une solution technique d usinage pour pallier le défaut. Données : surépaisseur d usinage de l ordre de 0,2 mm ; définition détaillée de l outil de l opération de l usinage intérieur et désignation de la plaquette utilisée TNMG Hypothèse simplificatrice : r considéré nul Question 18. Étant donné le principe de rectification intérieure des chemins de roulement, proposer un profil d ébauche qui permet de réaliser la rectification intérieure dans des conditions de production optimisée. On cherche à uniformiser l usure de la meule. Données : principe de rectification intérieure, temps de rectification défini essentiellement par la trajectoire de plongée de la meule

16 BPP : Broche Porte Pièce BPM : Broche Porte Meule Question 19. Exprimer l épaisseur du copeau hm lors de l usinage d une partie torique To2 des chemins de roulement (définition géométrique nominale du profil données Figure 3. ) en fonction de l angle et d autres paramètres usuels. Faire une application numérique pour les 3 cas singuliers = 1, = /2 et = 2. 2 x 1 r R Question 20. Vérifier la fragmentation du copeau tout au long du profil, exprimer les conséquences d une non-fragmentation. Comment faire varier les paramètres pour ramener l usinage dans la zone de fragmentation? Z Données : désignation de la plaquette utilisée TNMG , nuance P25, référence Sandvik Coromant PM / CG4025, données techniques fournies par le carburier sur une plaquette similaire en géométrie de coupe

17 Exemple de diagramme de la plaquette CNMG Conception d un processus d usinage La société fabriquant les roulements de train arrière désire externaliser les phases d ébauche de la bague extérieure. L objectif est ici de définir dans le cadre d une étude de pré-industrialisation, l utilisation d un moyen moderne de production : un tour à commande numérique bi-broche, dont les caractéristiques générales sont données Document ressource 10. Les spécifications sont données Document ressource 11, et les courbes de couple et de puissance sont données Document ressource 12. Les surfaces à obtenir en ébauche correspondent aux surfaces finies : - Cy0, Co1, Pl1, Cy1, Pl2, Cy2, Co2, Pl3 ; - Co3, Cy3, Co4, Cy4, Co5, Cy5, To2, Cy6, To3, Cy7, Co6 Cy8 Co7 ; - Pl4, Co8, Co9 et Cy9. Question 21. Proposez une gamme permettant de réaliser les surfaces indiquées. Vous utiliserez le Document réponse 1. Vous définirez notamment : Le nombre et l enchaînement des phases nécessaires ; Les surfaces réalisées à chacune des phases ; Les opérations permettant d obtenir les surfaces (ordonnancement et désignation) ; La mise en position limitée aux normales de contact entre le porte-pièce et la pièce (première partie de la norme NF E ). Question 22. Pour une phase de votre choix, rédigez le contrat de phase correspondant, à partir des modèles proposés dans le Document réponse 2. Question 23. Pour une phase dont l intérêt vous semblera pertinent à détailler, rédigez le contrat de phase correspondant sur le Document réponse 2. Les deux sens d orientation de la pièce dans la machine y sont envisagés. Vous indiquerez clairement celui que vous retenez en biffant l autre et en mettant en couleur les surfaces usinées.

18 Vous définirez notamment : La mise en position (limitée aux surfaces de contact entre le porte-pièce et la pièce) ; Le maintien en position (assorti d une description technologique) ; La dénomination morphologique, fonctionnelle et dimensionnelle des outils utilisés ; Exemples de dénomination des outils : - Fraise à lamer 11, pilote 6 ; - Fraise conique à bout torique et à coupe centrale 6, 2, R 1,5 ; - Outil à charioter/dresser Larète= 8mm, R = 0,8mm, r = 95, r = 80, corps 20x20. Question 24. En vous appuyant sur la cotation fonctionnelle donnée sur dessin de définition de la pièce (cf. Document ressource 3), sur vos connaissances propres en fabrication, proposez une simulation d usinage qui permettrait de déterminer quantitativement la cotation de fabrication. Consignes complémentaires : Vous utiliserez le Document réponse 3 «Support pour simulation d usinage». Une résolution numérique n est pas demandée, mais vous ferez apparaître le détail de la résolution vectorielle unidirectionnelle de la cotation de fabrication. Vous illustrerez votre démarche par le traitement littéral et numérique de la cote «C1» portée sur le Document réponse 3. Question 25. Proposez la cotation de fabrication pour la phase que vous aurez détaillée en Question 23. (seuls les intervalles de tolérance déterminés à la question précédente seront explicités).

19 Deuxième partie Exercice pédagogique (Durée : 2 heures) Cette partie permet d évaluer les capacités des candidats à utiliser le support proposé pour élaborer un exercice d évaluation des connaissances et méthodes acquises par les élèves. Cet exercice est situé dans un processus d apprentissage. Le professeur d une section de technicien supérieur IPM (Industrialisation des Produits Mécaniques) a la charge de préparer la situation de CCF (Contrôle en Cours de Formation) de la sous épreuve E61 : Lancement d une production. La définition de la sous épreuve est donnée en annexe : extrait du référentiel et des repères pour la formation et d évaluation. Il s agit d une évaluation certificative d un ensemble pertinent de compétences terminales et une compétence doit être évaluée une seule fois. Le professeur (ou le formateur) a la responsabilité de l élaboration de l épreuve et de sa mise en œuvre dans le cadre défini par le référentiel de formation et de certification. Elle repose sur une activité de la progression pédagogique. Il n'y a pas d'impératif à une présence constante du professeur à tous les moments du processus d évaluation car il assure en même la continuité de la formation des autres étudiants du groupe. L organisation est sous la responsabilité du chef d établissement. Question 26. La bague extérieure du roulement constitue-t-elle un support utilisable pour cette épreuve? Si oui, quelle serait la phase d usinage à proposer prioritairement au candidat? Question 27. Parmi les moyens à mettre à disposition, préciser le type de machine qui serait le mieux adapté à la phase d usinage choisie. Question 28. Parmi les documents à fournir au candidat, définir ceux qui ne sont pas dans le présent dossier du sujet. Question 29. Proposer au chef d établissement un déroulement de l épreuve avec un groupe de 15 étudiants maxi (nombre de candidats par session, ordre de passage des candidats, distribution des sujets aux candidats, durée maximale de l épreuve, occupation des étudiants non candidats à la session, ) Question 30. Écrire l énoncé du travail demandé de l activité proposée comme évaluation au candidat. Question 31. Proposer un protocole d évaluation en tenant compte la fiche nationale de notation (heures de contrôle, points à évaluer, éléments de réponse à consigner, temps d archivage des éléments de réponse,...)

20 Document ressource 1 - Plan de situation du produit «Roulement de train arrière»

21 Document ressource 2 - Plan d ensemble du produit «Roulement de train arrière» A A Coupe A-A

22 Document ressource 3

23 Cy10_3 Cy9_2 A Document ressource 4 - Repérage des surfaces sur la bague extérieure finie Cy10_4 Cy0 Co1 A Cy9_1 Cy10_1 Pl1 Co8 Co9 Pl4 Cy9 Cy1 Pl2 Cy2 Co2 Co7 Cy8 Co6 Cy7 Cy3 Co4 Cy4 Cy5 Pl3 Co3 To3 To2 Cy10_2 Cy6 Co5 Coupe A-A

24 Co7b Cy3b Co6b Pl2b Co5b To3b Cy2b Document ressource 5 - Repérage des surfaces sur la pièce brute To0 Pl3b A Co1 Co2 Pl1 To1 Co3 Pl1b Co4b Cy1b To2b Coupe A-A A

25 Document ressource 6 - Tableau de correspondance indicative entre les échelles de dureté

26 Document ressource 7 - Plan d ensemble du montage d usinage 136 Partie solidaire du mandrin de la machine Pl1 R 6.87 Coulisseaux R 7.07 Pièce 51 Coulisseaux 58.3 Axe de la broche Système générateur d'efforts M Z Repère R0 Point O aligné avec Pl1 Distance OM=23mm O X Coulisseau Position Desserrage Maxi Position Serrage Maxi Note : Outillage permettant la reprise d une variante de la pièce proposée (épaulement extérieur du côté des surfaces To2 et To3)

27 Document ressource 8 - Morphologie de l outil double de finition extérieure (opération de reprise) Note : Outil permettant la reprise d une variante de la pièce proposée (épaulement extérieur du côté des surfaces To2 et To3) voir dessin d ensemble du porte-pièce de reprise (Document ressource 7)

28 Document ressource 9 - Formulaire des pressions au contact Symboles et unités : - c : contrainte de compression dans l axe du contact en N/mm² ; - F : effort normal de contact en N ; - D : diamètre en mm ; - R : rayon en mm ; - L : longueur de contact en mm ; - S : section en mm² ; - E : module d élasticité longitudinale en N/mm². Pression au contact admissible (valeurs empiriques), dureté Brinell donnée en dan/mm² : - Contact ponctuel statique : 0,35 HB ; - Contact linéaire, charge statique : 0,7 HB ; - Contact avec charge dynamique : 0,25 HB. Hypothèses d utilisation des formules : - Modules d élasticité longitudinale des deux matériaux identiques E = E1 = E2 ; - Coefficient de Poisson des deux matériaux identiques 1 = 2 = 0,3 (acier). Contacts surfaciques Plan - plan F c = F S S Cylindre dans cylindre creux sans jeu F c = F L.D L D

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