PARAMOTEUR D COUPE A-A. Carter. Vilebrequin. Bielle. Cylindre. Piston FT121. SolidWorks version éducation

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1 A COUPE A-A Carter Vilebrequin Bielle Cylindre Piston B A FT121 DÉTAIL B ECHELLE 1 : 1 Format: A3 Ech.: 1 : 2 Dessiné par: LGT R.G Document réponse PARAMOTEUR D160 SolidWorks version éducation Etablissement de Vibraye 1.1

2 B - Choisir un processus prévisionnel : Question B-a : Volume du lopin (processus n 1) : Volume de copeaux supplémentaire : Formule avec unités : Application numérique : V = (π. D 2 / 4). L = (π / 4). 116 = mm 3 V sup = V lopin V brut forgé = = mm 3 Question B-b : Coût matière : Formule avec unités : Application numérique : coût matière = masse * prix au kilogramme = * 7,8 * 1,8 = 10,36 Coût du sciage : = 0,8 Coût d usinage supplémentaire : Temps = Volume à usiner/ Débit Coût = Temps. Taux horaire = / = 57,8 secondes = 0,96 minute = (0,96 / 60). 55 = 0,88 Coût d obtention de l ébauche du processus n 1 : Coût de l ébauche ( ) = coût matière + coût du sciage + coût de l usinage supplémentaire = 10,36 + 0,8 + 0,88 = 12,04 Coût ( ) Graphique Coût / Quantité : Sur ce graphique, le coût total est représenté par une droite d équation y = ax + b avec b l investissement initial et a le coût unitaire de chaque produit. Zones de rentabilité des processus : Processus n 2 Qté * Processus n 1 : (brut en lopin) De 0 à environ 750 pièces (742 par le calcul) * Processus n 2 : (brut forgé) A partir de 750 pièces (742) Question B-c : Processus retenu : Processus n 2 (brut forgé) car pour 2000 pièces, c est celui dont le coût est le plus faible. Document réponse 1.2

3 Format: A4 Ech.: 1 : 1 Dessiné par: LGT R.G. Document réponse BRUT FORGE MASSE AVANT VILEBREQUIN SolidWorks version éducation Etablissement de Vibraye 1.3

4 TOLERANCEMENT NORMALISE Symbole de la spécification: Type de spécification Forme Orientation Position Battement Extrait du dessin de définition: Analyse d une spécification par zone de tolérance Eléments non idéaux Eléments idéaux extraits du «Skin Modèle» Elément(s) tolérancé(s) Unique Groupe Elément(s) de référence Unique Multiple Référence(s) spécifiée(s) Simple Commune Système Simple Zone de tolérance Composée Contraintes orientation et position par rapport à la référence spécifiée Spécification à interpréter Condition de conformité: L élément tolérancé doit se situer tout entier dans la zone de tolérance Document réponse 1.4

5 TOLERANCEMENT NORMALISE Symbole de la spécification: Type de spécification Forme Orientation Position Battement Extrait du dessin de définition: Analyse d une spécification par zone de tolérance Eléments non idéaux Eléments idéaux extraits du «Skin Modèle» Elément(s) tolérancé(s) Unique Groupe Elément(s) de référence Unique Multiple Référence(s) spécifiée(s) Simple Commune Système Simple Zone de tolérance Composée Contraintes orientation et position par rapport à la référence spécifiée Spécification à interpréter Condition de conformité: L élément tolérancé doit se situer tout entier dans la zone de tolérance Document réponse 1.5

6 Définition des masses du vilebrequin du vilebrequin : Question C-b et C-e Spécifications sur chacune des masses : Vous utiliserez deux couleurs différentes pour les questions C-b et C-e. Masse avant : Masse arrière : Document réponse 1.6

7 Solution d outillage pour l assemblage du vilebrequin : Question C-c SOLUTION n 2 : Compléter les opérations à effectuer pour les étapes 2 à 5. 1 ère étape : Mise en place de la masse arrière dans la partie fixe de l outillage. 2 ème étape : Mise en place du maneton et assemblage à la presse de celui-ci à l aide de la partie mobile de l outillage. 3 ème étape : Mise en place de la cage à aiguilles, de la bielle et de la cale qui permettra de définir l écartement des deux masses lors de l assemblage de celles-ci. 4 ème étape : Mise en place de la masse avant dans la partie fixe de l outillage et positionnement angulaire pour rendre le maneton et l alésage coaxiaux. 5 ème étape : Engagement de la partie mobile dans la partie fixe et assemblage de la masse avant sur le maneton à la presse. Document réponse 1.7

8 Analyse des deux solutions de montage du vilebrequin : Question C-d Ajustement entre les différentes pièces permettant de garantir la géométrie finale : Remarque : seules les parties fixe et mobile et la cale sont coupées. Solution n 1 : Solution n 2 : Document réponse 1.8

9 Processus prévisionnel de la bielle : Débit du lopin Forgeage Cuivrage de toutes les surfaces Fraisage : Surfaçage 1 er coté + Alésage Fraisage : Surfaçage 2 ème coté Cémentation (les surfaces qui restent cuivrées après usinage ne sont pas cémentées) Trempe + Revenu Rectification des alésages et des plans Document réponse 1.9

10 B A A section B-B (4 : 1) B A-A Format: A3 Ech.: 2 : 1 Dessiné par: LGT R.G. Document réponse Définition du brut de la bielle SolidWorks version éducation Etablissement de Vibraye 1.10

11 Etude du maintien en position de la bielle : Question E-b : Couple C s exercé sur l écrou : C s = Ft. d C s = C s = 7500 N Question E-c : Effort P de la rondelle sur la bride : C s = P r. 1,156. µ. cos α + tan α 1-1,156. µ. sin α + µ'. r m P = r. C s 1,156. µ. cos α + tan α 1-1,156. µ. sin α + µ'. r m P = 1,156. µ. cos α + tan α 2-0,2706. pas. + µ'. 2 (r 3 t - r 3 p) 1-1,156. µ. sin α 3 (r ² t - r p) ² C s avec α = tan -1 pas = 3,33 2.π.r 7500 P = 6 1,156. 0,1. cos α + tan α 2-0, , ,156. 0,1. sin α 3 (8,5 3-3,25 3 ) ( 8,5 2-3,25 2 ) P = 6793 N Question E-d : Effort F de la bride sur la bielle : M O (P ) + M O (F ) = 0 d 1. P - (d 1 +d 2 ). F = 0 F = d 1.P d 1 +d 2 F = 3.P 4 F = 5095 N Document réponse 1.11

12 Analyse de la déformation de la bielle : Question E-e : Validation du «modèle poutre» Sollicitation de la bielle : La bielle est soumise à de la flexion Formule : y MAX = F.L3 48.E.I = , = 0,658 mm Valeurs des Déformée du «modèle poutre» : 0,6580 mm déformées maximales : Déformée du modèle 3D : 0,6665 mm Conclusion : La déformée maximale du «modèle poutre» (0,658 mm) est quasiment égale à la déformée du modèle 3D (0,6665 mm) de la bielle. Donc le modèle poutre est validé. Question E-f : Attention : la déformée du modèle 3D de la bielle est amplifiée. Axe du brut Effort de serrage, F = 5000N Axe du brut α P 1 P 2 α A 1 A 2 α = 2,0649 Question E-g : P 1 A 1 A 2 P 2 Question E-h : P 1 P 2 A 2 A 1 Question E-i : P 1 A 1 A 2 P 2 Document réponse 1.12

13 Analyse de la déformation de la bielle : Question E-j : 0,5 Génératrice après rectification 12 0,2mini x Plateau magnétique Exprimer α en fonction de x : tan α = x 12 (relation 1) Exprimer x en fonction des cotes linéaires : x + 0,2mini= 0,5 soit x = 0,5 0,2 mini x 0,3 (relation 2) Calculer l angle α MAX : tan α MAX = x 12 et x 0,3 α MAX = tan ( ) -1 x 12 α MAX = tan ( ) -1 0,3 12 α MAX = 1,43 Question E-k : Comparaison des angles α : Angle α : 2,0649 Angle α MAX calculé: 1,43 Conclusion : L angle α déterminé à la question E-f est supérieur à l angle α MAX. La contrainte du bureau d études n est pas satisfaite. Le modèle de maintien en position n est donc pas validé. Autre solution : Serrage réalisé par 2 brides situées au plus près des appuis afin de limiter la déformation de la bielle lors du serrage. Document réponse 1.13