24ème concours des Meilleurs Ouvriers de France Édition Numéro candidat 91026

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1 24ème concours des Meilleurs Ouvriers de France Édition Numéro candidat 91026

2 Sommaire Lieu de réalisation Machines et moyens à disposition Machine de production Outils de contrôle Méthodes et illustration de fabrication Pièce référence 1008 Pièce référence 1007 Pièce référence 1004 Pièce référence 1005/1006 Pièce référence 1002/1003

3 Lieu de réalisation La réalisation de l œuvre a été faite par mes soins au sein de l atelier de Mécanique du Laboratoire de Météorologie Dynamique à l École Polytechnique Machines et moyens à disposition Machine de production Pour la réalisation de l œuvre, j ai dû utiliser l ensemble des outils disponibles dans mon atelier.

4 Fraiseuse MIKRON WF 31D Année 1989 Capacité 500x500x400 Équipée d un directeur de commande Heidhenaim ITNC 530 Disposant d un 4 ème axe Lehman et d une broche haute fréquence de type Presice PKZ 50 Tour SOMAB UNIBAB 400 Année 1986 Fraiseuse Dufour 230 Année 1977 Tour Shaublin de type 102 N Année 1980

5 Outillages utilisés pour la fabrication de l oeuvre Tête à aléser surfacer FAG et diviseur LMR Au 1/40 ieme Broche haute fréquence

6 Moyens de métrologie et de contrôle Colonne de mesure MYTUTOYO Contrôleur d alésage Montres comparateur Équerre Sinus Palmer Cales étalon

7 Outils informatique DAO FAO DAO SOLIDWORKS FAO ALPHACAM

8 Outils de Coupe Fraise seco à plaquettes Porte Outil à pince de type weldom Fraise multi dents Carbure monobloc de finition Fraise 4 dents denture décalée Carbure monobloc pour l ébauche

9 Analyse du sujet et des problématiques rencontrées. Après une analyse approfondie des différents plans des pièces, le bilan est le suivant : Repère 1007et 1008 Interchangeabilité des repères 1007 et 1008 au niveau des queues d aronde Assurer un plan de joint au niveau de la cavités intérieure de 128x64x64 formé par par l usinage de la cavité de 64x32x32 tolérancé et Ces différents plans de joint conditionnés dans un plan par la position de la queue d aronde et dans l autre plan la cavité de l empreinte recevant le repère 100, ces deux éléments conditionnent aussi les plans de joint du diamètre 50g6 ainsi que le diamètre de 16H8 ces diamètres recevant les deux calottes sphériques en bronze ainsi que l axe Le plan de joint de cette cavité de la partie supérieure et inférieure du ballon est assuré par l Axe repère H8 50g6 Cavité recevant les repères 1004 Une autre difficulté concerne l empreinte recevant les repères 1004 ceux-ci je pense doivent être aussi interchangeables, la difficulté est de prendre les cotes de 12.5H7 types Difficulté majeure aussi est la qualité des plans de joint de la forme extérieure sur les faces et la jonction de la queue d aronde mâle et femelle pour l esthétique de l objet

10 Repère 1005 et 1006 Problème et difficultés à résoudre 1- Concentricité de l alésage de 16H7 par rapport au 6 pans mâle femelle de 23H7 ainsi que la concentricité de ces deux pièces étant traversées par l axe repère Assurer des plans de joint parfaits entre ces deux pièces de façon à ce que celui-ci puisse tourner dans la cavité de 64x 64 les deux pièces étant assemblées par le six pans mâle femelle cet ajustement sera à réaliser avec un jeu mini de façon à réduire le jeu angulaire dû au rayon de 6 sur le repère 1006 celui-ci réduisant considérablement la cote sur plat de 23g6 Usinage sur fraiseuse conventionnelle et diviseur au 1/40 LMR

11 Repères 1002 et 1003 Problème et difficultés à résoudre Pour ces deux pièces les contraintes à respecter parfaitement sont la concentricité de l alésage de 50H7et du diamètre de 16H8 pour le repère 1002 ainsi que le diamètre 24 pour la tête du repère 1001 Pour le repère 1003 la réalisation du filetage M14x2 4H-5H a demandé la réalisation d un outil pouvant passer dans l alésage en ayant une rigidité optimale. Les tolérances de ce filetage ne sont pas courantes Tolérance pour le filetage intérieur Diamètre d alésage Diamètre sur flan Tolérances Filetage extérieur Diamètre extérieur Diamètre sur flanc Elles font l objet d un tampon de contrôle spécifique, ne pouvant me le procurer, j ai réalisé le filetage extérieur en contrôlant la cote de à l aide d un micromètre extérieur pour le contrôle des filetage capacité J ai ensuite adapté le filetage femelle. Le rayon de la calotte sphérique de 71 autorisé à être réalisé par d autres procédés que le fraisage (tournage), le sujet étant un sujet de fraiseur, mon choix s est porté sur une méthode de fabrication en fraisage conventionnel aussi pour des raisons d esthétisme.

12 Repère 1004 Problème et difficultés à résoudre La réalisation de ces deux pièces a pour principale difficulté la symétrie parfaite Au niveau des tenons de 10g6 et de la cote de 25g6 cette symétrie assurant également les plans de joint de la cavité intérieure de 128x64x64 Ces pièce on été réalisées à partir d un brut de diamètre 40 mm et usiné en quatrième axe positionné sur la fraiseuse pour assurer les contraintes demandées. Les extrémités on été finies par un balayage avec une fraise 6 millimètre pour une question d esthétisme

13 Repère 1001 L axe sera réalisé sur le tour SOMAB Deux points de centre seront réalisés afin de pouvoir finir le diamètre de 16f6 et de 24 en rectification cylindrique (moyen mis à ma disposition dans un autre atelier) ces diamètres seront usinés avec une surépaisseur de 0.3 mm au diamètre L axe sera repris ensuite en tournage pour faire sauter le trou de centre coté tête, l usinage sera exécuté en mords doux. Le filetage et la gorge de 3 mm seront également réalisés en mords doux. Le point de centre coté filetage sera usiné dans une bague filetée et fendue prise en mords doux

14 Pour la réalisation de l œuvre j associerai toutes mes connaissances acquises au cours de ma carrière professionnelle que ce soit en fraisage conventionnel, tournage conventionnel Notamment pour l usinage des deux sphère au rayon de 71 mm réalisé à l aide d une tête à aléser et d un diviseur Ainsi que les techniques nouvelles : -Fraisage et tournage CN -FAO (fabrication assistée par ordinateur) -DAO (dessin assisté par ordinateur) Mon premier travail a consisté à refaire tous les dessins du sujet en 3D à l aide du logiciel SOLIDWORKS. Ce qui m a permis d analyser quelques petites subtilités de l objet notamment les repère 1002 et 1003 étant en retrait sur les pointes Des repère 1007et 1008 après analyse je pense que ce petit décalage sert à vérifier la concentricité des deux calottes sphériques Nota: pour des raisons fonctionnelles de l ensemble, j ai pris la décision de le réaliser en jeux Maxi au vu de la complexité de l assemblage.

15 Dessin des pièces réalisés à partir des plans fournis Repère 1007 et 1008 Repère 1001 Repère 1004 Repère 1002 et 1003 Repère 1005 et 1006

16 Gamme de Fabrication Repères 1007 et 1008 La réalisation des pièces 1007 et 1008 s effectuera à partir de brut de diamètre 150mm Longueur 115 mm Op1- consistera à les débiter par sciage à une cote au carré de 115x105x105 Ces prismes seront repris en fraisage conventionnel à l aide d une fraise SECO à plaquettes rapportées de diamètre 60 avec une vitesse de coupe de 150 mètres et une avance par dent Une précision géométrique de l ordre de 0.05 Aux cotes extérieures de 111x94x94 Le cubage de finition sera effectué sur la fraiseuse Mikron aux cotes de 110.5x93x93, un soin particulier sera apporté au sens de balayage du fraisage afin de donner à l ensemble assemblé un bel aspect. Ce balayage sera effectué avec une fraise carbure monobloc à denture décalée.

17 Le contrôle des perpendicularités se situe en dessous des 0.01 mm Ces contrôles étant vérifiés à l aide d une colonne de mesure MITUTOYO Les valeur représentées sur la photo: VT = Perpendicularité A = Angle F = rectitude de la face

18 Usinage de la forme extérieure, celui-ci sera effectué en fraisage 3 D en étau Deux ébauches ont été programmées à l aide du logiciel de FAO ALPHACAM Une ébauche supérieure à un niveau en Z de -39mm La seconde laissant une surépaisseur d un mm sur la forme extérieure

19 Mode opératoire en image Outillage réalisé un V pour positionner la pièce ainsi qu une demie bague d appui permettant d assurer le serrage optimum de la pièce dans l étau pour l opération d ébauche Ébauche supérieure Ébauche inférieure

20 Usinage du 6 pans mâle et femelle

21 Fraisage du 6 pans extérieur sur fraiseuse Dufour à l aide du diviseur LMR et de l outillage si dessous Vue d ensemble de l outillage Usinage de l outillage sur tour SOMAB et SHAUBLIN

22 Fraisage du 6 pans en images usinage effectué avec une fraise 2 tailles coupe alu

23 Le support en images

24 Pré assemblage avant usinage ex ter Nota: Très lourd à déplacer

25 Après neuf cents a mille heures quelques image De l assemblage Nota: Très lourd à déplacer

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