CONCOURS EXTERNE. Admissibilité TECHNICIEN EN FABRICATION MECANIQUE BAP C VENDREDI 23 AVRIL Durée 3 heures. Coefficient de l épreuve : 3

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1 Session 2010 CONCOURS EXTERNE Admissibilité TECHNICIEN EN FABRICATION MECANIQUE BAP C VENDREDI 23 AVRIL 2010 Durée 3 heures Coefficient de l épreuve : 3 Moyen de calcul autorisé : Calculatrice de poche y compris calculatrice programmable et alphanumérique à fonctionnement autonome, non imprimante, autorisé conformément à la circulaire n du 28 juillet En aucune façon la calculatrice ne pourra posséder de données scientifiques et techniques propres au génie mécanique. Cette épreuve comporte - 9 pages de sujet, page 1/9 à 9/9 ; - 4 documents techniques noté DT1 (format A3), DT2, DT3, DT 4 (format A4) ; - 4 documents réponses DR 1, DR1bis, DR 2, DR 3 au format A4 ; - 6 pages annexes notés annexes 1 à 6 ; Vérifier au début de l épreuve que les documents qui vous ont été distribués sont complets. Chaque partie est indépendante. Tous les documents sont à rendre à l issue de l épreuve, même non complétés Le candidat traitera chacune des parties sur des copies séparées en indiquant sur chacune d entre elles le numéro de la partie traitée et le numéro de la question Les candidats sont par ailleurs invités à formuler toutes les hypothèses qu ils jugeront nécessaires pour répondre aux questions posées. Si, au cours de l épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d énoncé, il est invité à le signaler dans sa copie et poursuit sa composition en indiquant les raisons de son initiative. SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 1 sur 9

2 PARTIE 1 Remarques préliminaire : des réponses en quelques lignes et/ou schémas seront appréciés, de façon à exposer le maximum de connaissances sur le maximum de question. A SOUDAGE 1/ Décrivez succinctement le processus de soudage par Electrode Enrobée. 2/ Que signifie l abréviation «MIG»? Décrivez succinctement ce processus. Quel est le domaine d emploi de ce procédé? 3/ Que signifie l abréviation «TIG»? Décrivez succinctement ce processus. Quel est le domaine d emploi de ce procédé? 4/ Quelles sont les règles de sécurité à observer en soudage? B - TRAITEMENT THERMIQUE Quelle est le but d une trempe suivi d un revenu en traitement thermique pour une pièce en acier? C- PROCEDE D USINAGE PAR ENLEVEMENT DE MATIERE 1/ Quelle est le rôle de la lubrification dans un processus de coupe? 2/ Schématiser les modes de fraisage en opposition ou en avalant. Quels sont les avantages ou inconvénients de ces 2 modes? 3/ A partir du schéma suivant, indiquer la partie active, le plan de référence, l arête de coupe, le ou les points générateurs, l angle de direction d arête, l angle de coupe, l angle de dépouille, de taillant pour l outil de tour suivant : Vue suivant A A SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 2 sur 9

3 4/ Dans quel cas est on amené à utiliser un processus de rectification? D CALCUL DE COTE SUR SPHERE La profondeur de perçage H est imposé par le dessin de définition. Pour la mesurer, on utilise une sphère de diamètre D connue. On mesure alors la profondeur P. Hypothèse : angle parfaitement connu, α = 120, Ø Perçage P H D α 1/ Quel appareil de mesure peut on utiliser pour mesurer P? 2/ Donner alors l expression littérale de la valeur H. 3/ Calculer celle ci si le diamètre de sphère utilisé est de 20 mm et que P mesuré est de 45,38 mm. E- HYGIENE SECURITE 1/ Qu est ce que l Equipement de Protection Individuel (EPI)? Est-il obligatoire? 2/ Peut on travailler sur une machine outils en déconnectant les organes de sécurité? 3/ Est il du ressort du technicien de faire respecter les consignes de sécurité aux étudiants utilisant un atelier ou un laboratoire universitaire? SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 3 sur 9

4 PARTIE 2 A- ANALYSE DE MECANISME MAINTENANCE Broche de la SAGEM Precimil Sujet d étude : Vue générale de la SAGEM Le laboratoire de production est équipé d une Machine Outil à commande numérique de type Centre D usinage 4 axes SAGEM Précimill. Le document DT 1 (Planche PR44 broche horizontal), est l un des rares documents qui soit encore disponible pour le technicien chargé de la maintenance de cette machine. Cette planche représente la vue en coupe de la broche. Dispositif de préhension automatique d outil Extrait de la documentation technique : SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 4 sur 9

5 Les 3 billes sont repérée 47. L alimentation hydraulique sous une pression de 40 bars est assurée par le raccord 10. La came 8 permet d actionner le capteur de position. Le document DT2 (planche 49) représente une rallonge de broche. Dans cette représentation, l embout à gorge est alors en position de blocage. Détail d un embout à gorge Fraise SA40 avec embout à gorge QUESTIONS 1/ Quelle est le rôle de la pièce 19? 2/ Quel est le rôle de la pièce 20? 3/ Comment est obtenu l étanchéité du piston 11 par rapport à l extérieur? 4/ Quel est le rôle de la goupille 2? 5/ Schématiser le montage de roulement de la broche. 6/ Calculer l effort réalisé par le piston à une pression de 40 bars. 7/ L empilage de rondelles élastiques 27 doit être remplacé. Ces rondelles sont avachies. Donner l ordre de démontage. 8/ Indiquer comment procéder au démontage de la tige 26. D après l extrait du catalogue constructeur en Annexe 1, quelles sont les caractéristiques des rondelles de remplacements? 9/ Quelles ont les précautions à prendre lors de démontages d éléments emmagasinant de l énergie? SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 5 sur 9

6 PARTIE 3 ETUDE DE FABRICATION : CHAPE SUPPORT La pièce étudiée permet la fixation et l'articulation avec un bras oscillant sur une machine spéciale. Le dessin de définition est donné par le document DT3. Le dessin de repérage des surfaces est donné par le document DT4. Cette pièce est obtenue à partir d une barre d étiré 60 H11, en S300Pb, acier de construction non allié à usinabilité amélioré. Cette pièce est produite en petit série de 100 pièces par mois renouvelable. A - ETUDE DU DESSIN DE DEFINITION 1/ Donner la valeur à l'intervalle de tolérance, la valeur mini et la valeur maxi de la cote B (Ø5 H7). Les ajustements ISO sont fournis en annexe 2. 2/ L'alésage B (Ø 5H7) est susceptible de recevoir un arbre emmanché à force au maillet. Quelle tolérance doit-on alors noter sur le diamètre de l'arbre? 3/ Que signifient les indications suivantes? Expliciter à l'aide d'un schéma. 0,05 C 0,1 A 0,4 C B 0,1 A 0,05 SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 6 sur 9

7 B- METHODES D USINAGE La gamme retenue pour l obtention de la pièce est la suivante : Phase 10 : sciage Phase 20 : tournage sur tour // conventionnel Dresser F1 finition Chanfreiner C3 finition Phase 30 : Tournage sur centre à commande numérique Charioter Dresser finition F6, C7, D4, F5, C8 Percer Aléser finition D3 : 5H7 Phase 40 : Perçage sur semi pointeuse Percer finition D16 : 3 * 5H13 sur 44 à 120 Fraiser finition C17 : 3 * 9 ± 0,3 à 45 Phase 50 : Fraisage sur fraiseuse universelle, fraise 3 tailles Rainurer F9, F10, F11 finition Phase 60 Perçage Lamage Taraudage Percer D12 : 5 Percer D13 : 6,2 H13 Lamer D14 : 11H13 Tarauder M6 1/ Si l on souhaitait réaliser une rainure G non plus à la cote de 0, (intervalle de tolérance de ,3) mais à la cote de 12 +, soit un Intervalle de tolérance de 0,05, et en restant en fraisage traditionnel, quel serait alors le processus d usinage, c'est-à-dire la suite d opération à mettre en œuvre? 2/ La semi pointeuse possède un affichage digitale. Il est nécessaire d afficher les coordonnées de perçage des 3 trous en coordonnées cartésienne. Calculer alors les coordonnées des centres des 3 5H13. Axe Y Centre 1 Centre 3 Axe X Centre 2 SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 7 sur 9

8 3/ Contrat de phase «PHASE 30» Nota : réponse possible sur les 2 documents DR1 et DR1bis. Certaines données outils sont fournies en annexes 3 et 4. Compléter le document «Contrat de phase 30» Indiquer sur le croquis de phase : - la mise en position et le type d interface mandrin / pièce utilisé; - le ou les outils utilisés ; - les trajectoires d outils en vitesse de travail en trait fort, de déplacement rapide en trait pointillés agrémenté de numéro à chaque point ; - les cotes fabriquées ; Indiquer ensuite : - la désignation des opérations avec le rappel des cotes fabriquées ; - l outillage de fabrication / vérification utile à l opération ; - les éléments technologiques de coupe. 4/ Contrat de phase «PHASE 50» Sur le document réponse DR2, mettre en évidence : - La mise en position choisie ; - les cotes de fabrication. 5/ Programmation en commande numérique. a- Qu est ce qu une jauge outil? b- On désire programmer une vitesse de coupe constante en tournage de 160 m/mn. Ecrire le code permettant cette programmation. c- Que permettent les codes G41, G42 et G40? d- Soit la trajectoire A-B-C-D-A suivante : Y 75 B A 50 X C D Ecrire le programme permettant le déplacement en vitesse de travail à 150 mm/mn sans correction d outil. SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 8 sur 9

9 PARTIE 4 1- Réalisation d un alésage précis : Soit le dessin de définition suivant : Quel est alors le processus d usinage, c'est-à-dire la suite d opération à mettre en œuvre? 2- Porte-pièce spécifique Sur le document réponse DR3, esquisser une solution technologique permettant la mise en position et le bridage de la pièce pour la phase 50 en appui plan sur F1, centrage court dans D3 et orienté par locating par D16. SUJET CONCOURS TECHNICIEN BAP C - VERSION définitive Page 9 sur 9

10 DOCUMENT DT1 : FORMAT A3 Attention : doc pour info Version réelle sur A3 (diamètre piston = 36)

11 DOCUMENT DT2 Allonge de broche simple avec embout à gorge

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14 ANNEXE 1 : Catalogue rondelles Belleville standard Symboles Di = Diamètre intérieur, en mm De = Diamètre extérieur, en mm Lo = Hauteur libre approximative, en mm L1 = Hauteur sous charge P1, en mm P1 = Charge à L1, en Newton F1 = Flèche sous charge P1, (déflexion) = Lo - L1, en mm e = Epaisseur, en mm Diamètre extérieur de mm Diamètre intérieur Di mm Epaisseur e mm Hauteur Libre Lo mm Hauteur en Charge L1 mm Charge maxi P1 mm Référence N Groupe de prix RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B RB B02 Annexes Page 1 sur 6

15 ANNEXE 2 : AJUSTEMENTS ISO Table 1 : Calcul de IT : Tolérances fondamentales (en µm) en fonction du palier (en mm) Qualité ,3 0,5 0,8 1, >3 à 6 0,4 0,6 1 1,5 2, >6 à 10 0,4 0,6 1 1,5 2, >10 à 18 0,5 0,8 1, >18 à 30 0,6 1 1,5 2, >30 à 50 0,6 1 1,5 2, >50 à 80 0,8 1, >80 à ,5 2, >120 à 180 1,2 2 3, >180 à , >250 à 315 2, >315 à >400 à Les qualités 14, 15 et 16 ne sont prévues qu'au-delà de 1 mm Table 2 : Écart supérieur arbre «es» Écart inférieur arbre «ei» Écart inférieur arbre «ei» Lettre a* b* c d e f g h Lettre j k Lettre m n p r s t u v x y z Qualité Toutes les qualités Qualité 5 et à 7 <=3 ou >7 Qualité Toutes les qualités *<= *<= *<= >3 à >3 à >3 à >6 à >6 à >6 à >10 à >10 à >10 à >14 à >14 à >14 à >18 à >18 à >18 à >24 à >24 à >24 à >30 à >30 à >30 à >40 à >40 à >40 à >50 à >50 à >50 à >65 à >65 à >65 à >80 à >80 à >80 à >100 à >100 à >100 à >120 à >120 à >120 à >140 à >140 à >140 à >160 à >160 à >160 à >180 à >180 à >180 à >200 à >200 à >200 à >225 à >225 à >225 à >250 à >250 à >250 à >280 à >280 à >280 à >315 à >315 à >315 à >355 à >355 à >355 à >400 à >400 à >400 à >450 à >450 à >450 à * a et b ne sont prévues que au-delà de 1 mm. Annexes Page 2 sur 6

16 Table 3 : Écart inférieur alésage «EI» Écart supérieur alésage «ES» en micromètres Lettre A* B* C D E F FG G H Lettre J K M Lettre P R S T U V X Y Z Qualité Toutes les qualités Qualité <=8 >8 <=8 >8 <=8 >8* Qualité Qualité Écart supérieur alésage «ES» *<= *<= *<=3 0 0 *<= >3 à >3 à >3 à 6 1 1, >3 à >6 à >6 à >6 à , >6 à >10 à >10 à >10 à >10 à >14 à >14 à >14 à >14 à >18 à >18 à >18 à 24 1, >18 à >24 à >24 à >24 à 30 1, >24 à >30 à >30 à >30 à 40 1, >30 à >40 à >40 à >40 à 50 1, >40 à >50 à >50 à >50 à >50 à >65 à >65 à >65 à >65 à >80 à >80 à >80 à >80 à >100 à >100 à >100 à >100 à >120 à >120 à >120 à >120 à >140 à >140 à >140 à >140 à >160 à >160 à >160 à >160 à >180 à >180 à >180 à >180 à >200 à >200 à >200 à >200 à >225 à >225 à >225 à >225 à >250 à >250 à *** >250 à >250 à >280 à >280 à *** >280 à >280 à >315 à >315 à >315 à >315 à >355 à >355 à >355 à >355 à >400 à >400 à >400 à >400 à >450 à >450 à >450 à >450 à >7 * A et B ne sont prévues que au-delà de 1 mm. * N pour les qualités supérieur à 8 n'est prévue que au-delà de 1 mm. *** Exception : pour M6 (uniquement) de >250 à 315, au lieu de -11, ES = -9. Correspondance ANSI-ISO Correspondance pouce mm : 1 pouce = 25,4 mm RC LC LT LN FN Jeu Jeu Incertain Serrage Serrage fort ANSI ISO ANSI ISO ANSI ISO ANSI ISO ANSI ISO RC1 H5g4 LC1 H6h5 LT1 H7js6 LN1 * * FN1 * * RC2 H6g5 LC2 H7h6 LT2 H8js7 LN2 H7p6 FN2 H7s6 RC3 H7f6 LC3 H8h7 LT3 H7k6 LN3 H7n6 FN3 H7t6 RC4 H8f7 LC4 H10h9 LT4 H8k7 LN4 * * FN4 H7u6 RC5 H8e7 LC5 H7g6 LT5 H7n6 LN5 * * FN5 H8x7 RC6 H9e8 LC6 H9f8 LT6 H8n7 LN6 * * RC7 H9d8 LC7 H10e9 RC8 H10c9 LC8 H10d9 RC9 H11 * LC9 H11c10 LC10 H12 * LC11 H13 * Annexes Page 3 sur 6

17 ANNEXE 3 : CONDITIONS DE COUPE Outil à plaquette Carbure MATIERE Vitesse de coupe EBAUCHE Acier non allié 250 0,4 Acier faiblement 180 0,4 allié Acier fortement allié 150 0,4 Fontes 200 0,4 Alliage d Aluminium 600 0,4 Outil ARS MATIERE Vitesse de coupe EBAUCHE TOURNAGE Avance EBAUCHE Avance EBAUCHE Acier non allié 50 0,1 Acier faiblement allié 30 0,2 Acier fortement allié 25 0,2 Fontes 30 0,2 Alliage d Aluminium 100 0,3 RAYON DE BEC Ebauche : r ε = 0,8 à 1,2 Finition : r ε = 0,4 Nota : f Eb = 0,5 X Rayon de bec LES OPERATIONS DE TOURNAGE Finition : 4 /3 Vc Eb Perçage : 3 /4 Vc Eb Alésage : 3 /4 Vc Eb Filetage : 1 /3 Vc Eb Tronçonnage : 1 /2 Vc Eb Alésoir machine : 1 /4 Vc Eb Annexes Page 4 sur 6

18 Outil à plaquette Carbure MATIERE Vitesse de coupe EBAUCHE Acier non allié 200 0,2 Acier faiblement allié 180 0,2 Acier fortement allié 160 0,2 Fontes 120 0,2 Alliage d Aluminium 400 0,2 FRAISAGE Avance EBAUCHE AVANCE FRAISAGE f Z Fin = fz.eb 2 Fraise 3T = f Z x 0,4 Outil ARS MATIERE Vitesse de coupe EBAUCHE Acier non allié 50 0,1 Acier faiblement allié 40 0,15 Acier fortement allié 25 0,15 Fontes 40 0,15 Alliage d Aluminium 120 0,2 Avance EBAUCHE IMPORTANT : Fraise 2T coupe au centre : diviser l avance par 3 pour le travail de perçage CENTRAGE - PERCAGE Outil ARS MATIERE Vitesse de coupe EBAUCHE Avance EBAUCHE Acier non allié 30 Acier faiblement allié 20 Acier fortement allié 10 Fontes 20 Alliage d Aluminium 50 AVANCE : Super finition f = 0,05-0,15 mm/tr a = 0,2-2 mm Finition f = 0,1-0,3 mm/tr a = 0,5 2 mm ½ Finition f = 0,2 0,5 mm/tr a = 1,5 4 mm Ebauche f = 0,4 1,5 mm/tr a = 3 15 mm Annexes Page 5 sur 6

19 ANNEXE 4 : OUTILS de TOURNAGE Annexes Page 6 sur 6

20 CONTRAT DE PHASE Ensemble : Unité de guidage BUREAU DES Pièce : Chape METHODES Phase 30 Matière : S300Pb Réf. : DR1 Date : Programme : 100 / mois / 2 ans Emetteur Machine outil : Tour à Commande Numérique RTn30 Vérification : Porte-Pièce : Standard Code : TO CN DOCUMENT REPONSE 1 (DR1) 3 7 DESIGNATION DES OPERATIONS OUTILLAGE Fabrication / Vérification ELEMENTS TECHNOLOGIQUES DE COUPE Vc m/mn N tr/mn f / fz mm/tr/dt Vf mm/mn a p mm Document réponse Concours Technicien BAP C 2010 Page 1 sur 4.

21 CONTRAT DE PHASE Ensemble : Unité de guidage BUREAU DES Pièce : Chape METHODES Phase 30 Matière : S300Pb Réf. : DR1 bis Date : Programme : 100 / mois / 2 ans Emetteur Machine outil : Tour à Commande Numérique RTn30 Vérification : Porte-Pièce : Standard Code : TO CN DOCUMENT REPONSE 1 bis (DR1Bis) 3 7 DESIGNATION DES OPERATIONS OUTILLAGE Fabrication / Vérification ELEMENTS TECHNOLOGIQUES DE COUPE Vc m/mn N tr/mn f / fz mm/tr/dt Vf mm/mn a p mm Document réponse Concours Technicien BAP C 2010 Page 2 sur 4.

22 CONTRAT DE PHASE Ensemble : Unité de guidage BUREAU DES Pièce : Chape METHODES Phase 50 Matière : S300Pb Réf. : DR2 Date : Programme : 100 / mois / 2 ans Emetteur Machine outil : Fraiseuse universelle Vérification : Porte-Pièce : UGPH50 DOCUMENT REPONSE 2 (DR2) 5 7 DESIGNATION DES OPERATIONS OUTILLAGE Fabrication / Vérification ELEMENTS TECHNOLOGIQUES DE COUPE Vc m/mn N tr/mn f / fz mm/tr/dt Vf mm/mn a p mm Document réponse Concours Technicien BAP C 2010 Page 3 sur 4.

23 DOCUMENT REPONSE DR3 : Esquisse du porte pièce phase 50 Table de la MO Document réponse Concours Technicien BAP C 2010 Page 4 sur 4.