BACCALAUREAT PROFESSIONNEL TECHNICIEN D USINAGE. Sous épreuve E1 Unité U11. Durée : 4 heures Coefficient : 3. Ce sujet comporte :

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1 Session 2012 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL TECHNICIEN D USINAGE Sous épreuve E1 Unité U11 Durée : 4 heures Coefficient : 3 Compétences sur lesquelles porte l épreuve : C11 : C24 : Analyse des données fonctionnelles et des données de définition d un ensemble, d une pièce, d un composant. Etablir un mode opératoire de contrôle. Ce sujet comporte : Un dossier technique (documents DT1 à DT 11) Un dossier réponses (documents DR1 à DR 11) Documents à rendre par le candidat : Le dossier sujet/réponses complet et agrafé. Ces documents ne porteront pas l identité du candidat, ils seront agrafés à une copie d examen par le surveillant. Calculatrice autorisée conforme à la réglementation.

2 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL Disposition de l atelier TECHNICIEN D USINAGE Épreuve E1 Unité U 11 Analyse et exploitation de données techniques SESSION 2012 Pont roulant DOSSIER TECHNIQUE Documents DT1 à DT11 Disposition de l atelier DT 1 Opérations de chargement et déchargement du brut DT 2 Montage d usinage avant et après phase 10 DT 3 Caractéristiques du porteur magnétique DT 4 Caractéristiques palans et pont roulant Formulaire : calcul d un ressort DT 5 Formulaire : cisaillement Courbes des efforts Courbes du couple de serrage d un écrou DT 6 Désignation des matériaux DT 7 Dimensions et caractéristiques du brut DT 8 Nomenclature / vue éclatée du montage d'usinage DT 9 Dessin d'ensemble du montage d'usinage DT 10 Dessin de définition du bâti DT 11 Montage d usinage Zone de chargement : pièces brutes avant phase 10. Palan Zone de déchargement : pièces usinées après phase 10. Disposition de l atelier DT 1

3 Opérations de chargement du brut avant usinage phase 10 :a+b+c+d Vue de dessus : Opérations de déchargement du brut après usinage phase 10 :e+f+g+h+i Vue de dessus : Zone de déchargement : pièces usinées après phase 10. Zone de déchargement : pièces usinées après phase 10. Pont roulant Zone d usinage phase 10 : machine à commande numérique. Pont roulant Zone d usinage phase 10 : machine à commande numérique. g) Déplacement du pont : 5,5 m i) Déplacement du pont : 6,2 m f) Déplacement du pont : 4,6 m Zone de chargement : pièces brutes avant phase 10. Zone de chargement : pièces brutes avant phase 10. c) Déplacement du pont : 0,7 m b) Déplacement du pont : 4,6 m Palan Palan Vue de coté : Vue de coté : Pont roulant Pont roulant Palan Palan d) Descente du palan : 0,1 m a) Montée du palan : 1 m e) Montée du palan : 0,1 m h) Descente du palan : 1 m Opérations de chargement et déchargement du brut DT 2

4 Montage d usinage avec pièce brute avant phase 10 : Montage complet Décomposition des différentes fonctions à déterminer à déterminer Fonction 1 : mise en position et maintien en position du montage sur la table d usinage ne font pas partis de l étude. Fonction 2, détrompeur : Détrompeur Montage d usinage avec pièce usinée après phase 10 : Brut dans le mauvais sens : «tête en bas» Brut dans le bon sens «tête en haut» Vue en perspective : Vue de dessus : Vue en perspective : Vue de dessus : Surfaçage Fonction 3, centrage du brut : Centreur Le centreur permet de guider le brut pendant la phase d approche en positionnant la rainure au milieu du montage avec la précision nécessaire : Brut mal positionné : Brut correctement positionné : Perçages Ce montage d usinage rempli plusieurs fonctions dont : 1. Mise en position et maintien en position du montage sur la table d usinage, 2. Détrompeur, 3. Centrage du brut, 4. Mise en position du brut sur le montage d usinage, 5. Maintien en position du brut sur le montage d usinage. Pour remplir correctement sa fonction, le centreur doit pouvoir coulisser dans le montage et revenir en position à l aide d un ressort. Montage d usinage avant et après phase 10 DT 3

5 Caractéristiques du porteur magnétique : Spécifications techniques et dimensionnelles : 1 Aimant 2 Plaque d'instructions + plaque d'identification 3 Anneau d'accrochage 4 Levier 5 Plaque de verrouillage 6 Pôles 3) Le type de matériau de la charge.si le taux d alliage est élevé, alors la force portante diminue. Certains alliages sont même entièrement non-magnétiques (par exemple l'acier inoxydable 304). Pour les différents matériaux, la force portante diminue selon les pourcentages suivants : pourcentage d efficacité NEO 125 NEO 250 NEO 500 Acier E 24-2 (S 235 JR) kg 250 kg 500 kg Acier A 50-2 (St 52) kg 240 kg 480 kg Acier coulé kg 225 kg 450 kg Acier faiblement allié kg 200 kg 400 kg Acier inoxydable 430F kg 125 kg 250 kg Fonte kg 112 kg 225 kg Nickel kg 25 kg 50 kg 4) Une surface de contact aussi grande que la face polaire.si la charge ne recouvre pas entièrement les faces polaires, la force portante diminue d'un même pourcentage. Une charge doit recouvrir autant que possible l'ensemble des trois pôles. La force portante peut varier suivant : Exemple de détermination d un porteur magnétique : 1) Entrefer entre la charge et l'aimant, provoqué par: papiers, salissures, peintures, barbes, détériorations, rugosité de la surface ou tolérance d état de surface (choisir entre rugosité et planéité : prendre la valeur la plus grande). Pour les différents entrefers, la force portante diminue selon les pourcentages suivants : Entrefer en mm 0 0,063 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 pourcentage d efficacité ) Longueur et largeur de la charge. Une pièce très longue qui déborde de l'aimant va se bomber, créant ainsi un entrefer. C'est ce qu'on appelle l'effet de pelage. Ne jamais dépasser le poids maximal et/ou les dimensions maximales correspondant aux épaisseurs de matériaux mentionnées dans le tableau. Nejamais poser l'aimant sur un trou ou alésage important dans la pièce. S il s agit d une pièce massive en fonte d une masse de 100Kg dont la surface de contact est plus grande que la face polaire de l aimant : Si la pièce est en fonte : le porteur aura une efficacité de 45% par rapport à sa capacité de charge initiale. Si la planéité de cette pièce est de 0,15 mm : le porteur aura une efficacité de 90% par rapport à sa capacité de charge initiale. Dans ces conditions la capacité des différents porteurs magnétiques devient : NEO 125 (125 Kg dans les meilleures conditions) : 125x0,45x0,90 = 50,625 Kg NEO 250 (250 Kg dans les meilleures conditions) : 250x0,45x0,90 = 101,25 Kg NEO 500 (500 Kg dans les meilleures conditions) : 500x0,45x0,90 = 202,5 Kg Pour une charge de 100 Kg en fonte avec une rugosité de 0,15 mm il faut choisir le porteur NEO 250 ou NEO 500. Caractéristiques du porteur magnétique DT 4

6 Électrique Par poussée manuelle Chariot Caractéristiques des palans (déplacements verticaux): Formulaire : Calcul d un ressort F Capacité Kg Groupe FEM/ISO 125 2m/M m/M m/M5 Vitesse de levage m/min Puissance kw Type DMK 8 0,2 154C 8/2,5 0,2/0,6 132E 16 0,4 232C 4 0,2 134C 4/1,2 0,2/0,6 112D 8 0,4 234C 8/2,5 0,4/0,12 234D 16 0,8 332C 4 0,4 214C 4/1,2 0,4/0,12 214D 8 0,8 334C 8/2,5 0,8/0,24 334D 16 1,6 432C Force en N développée par un ressort : Raideur du ressortk en N/mm Flèche f= L 0 - L en mm pas L 0 L F f Caractéristiques des moteurs de pont roulant (déplacements horizontaux) : Formulaire : Cisaillement Type Capacité Max Kg /dan Vitesse (m/min) FEM Vitesse (m/min) FEM Vitesse (m/min) FEM Poids Kg SM MANUEL SM SM Contrainte = T/(nS) (MPa) T : Effort tangentiel (N) S : Section (mm 2 ) n: nombre de section(s) cisaillée(s) Re : Limite d élasticité (MPa) Rg : Limite élastique au glissement (MPa) Rpg : Limite pratique au glissement (MPa) Rpg = Rg/s s: coefficient de sécurité Condition de résistance : Rpg EM , EM , Caractéristiques palans et pont roulant Formulaire : calcul d un ressort / cisaillement DT 5

7 Simulations des efforts obtenues à l aide d un logiciel de calcul. F SE3+SE4/SE5 en N Courbe de l'effort F SE3+SE4/SE5 en fonction de F brut/se5 Couple de serrage en N.mm Couple de serrage en fonction de l effort. Vis M Vis M Vis M12 Vis M Vis M F brut/se5 en N Effort de serrage de la vis en N F SE1/SE5 en N Courbe de l'effort F SE1/SE5 en fonction de F brut/se F brut/se5 en N Courbes des efforts Courbes du couple de serrage d un écrou DT 6

8 Désignation des matériaux : ALLIAGES FERREUX ALLIAGES NON FERREUX FONTES A) LES FONTES A GRAPHITE LAMELLAIRE : Exemple de désignation symbolique : EN-GJL-200 Préfixe R en MPa Symbole du type de fonte * R = Limite minimale à la rupture en MPa (N/mm²) B) LES FONTES MALLEABLES : Exemple de désignation symbolique : EN-GJMB Préfixe A% R en MPa Symbole du type de fonte * A% = Pourcentage d allongement après rupture ACIERS NON ALLIES A) LES ACIERS D USAGE GENERAL : S B) LES ACIERS DE CONSTRUCTION MECANIQUE : E Exemple de désignation : Symbole S 235 E 335 * Re = Limite minimale d élasticité en MPa (N/mm²) c) Les aciers pour traitement thermique et forgeage : Exemple de désignation : Symbole C 40 Re en MPa % de carbone x 100 Acier non allié à 0,4 % de carbone ACIERS ACIERS ALLIES A) LES ACIERS FAIBLEMENT ALLIES : (Aucun élément d alliage n atteint 5%) Exemple de désignation : % de carbone x 100 Symbole des éléments d alliage par teneur décroissante 36 Ni Cr Mo 8-6 % des éléments d alliage x4 pour Cr, Co, Mn, Ni, Si, W x10 pour Al, Be, Cu, Mo, Nb, Pb, Ta, Ti, V, Zr x100 pour Ce, N, P, S x1000 pour B 36 Ni Cr Mo 8-6 : 0,36 % de carbone ; 2 % de Nickel ; 1,5 % de Chrome ; faible % de Molybdène B) LES ACIERS FORTEMENT ALLIES : (Au moins un élément d alliage atteint 5%) Exemple de désignation : X 5 Cr Ni ALLIAGES D ALUMINIUM Exemple de désignation : Code numérique EN AB [Al Cu4 Mg] Symbole du métal de base : ALUMINIUM 1 er élément d addition suivi de son pourcentage réel 2 e élément d addition suivi de son pourcentage réel Désignation symbolique éventuellement Exemple : EN AB [Al Cu 4 Mg] : Alliage d aluminium ; 4 % de Cuivre ; faible % de Magnésium ALLIAGES DE CUIVRE Bons conducteurs électriques. Exemple de désignation : Symbole du métal de base : CUIVRE 1 er élément d addition suivi de son pourcentage réel 2 e élément d addition suivi de son pourcentage réel Cu Zn 39 Pb2 Exemple : Cu Zn 39 Pb2 : Alliage de Cuivre ; 39 % de Zinc ; 2 % de Plomb C) LES FONTES GRAPHITE SPHEROÏDAL : Exemple de désignation symbolique : EN-GJS Symbole % de carbone x 100 % réel des éléments d alliage Symbole des éléments d alliage par teneur décroissante Préfixe A% R en MPa X 5 Cr Ni : 0,05 % carbone ; 18 % de Chrome ; 10 % de Nickel Symbole du type de fonte SYMBOLES CHIMIQUES DES ELEMENTS D ALLIAGE Symbole Elément d alliage Symbole Elément d alliage Symbole Elément d alliage Al Aluminium Fe Fer Ni Nickel Be Béryllium Li Lithium Pb Plomb Cr Chrome Mg Magnésium Ti Titane Co Cobalt Mn Manganèse V Vanadium Cu Cuivre Mo Molybdène Zn Zinc Désignation des matériaux DT 7

9 Face supérieure surfacée après forgeage Ra 6, ,4 R Edition étudiante de SolidWorks. Utilisation académique uniquement. ISO 8015 Tolérance générale ISO 2768 mk Matière 16Cr Mo 9-10 Dimensions et caractéristiques du brut DT 08

10 20 2 Goupille cylindrique ISO x45 -A 100 Cr Vis à tête cylindrique à six pans creux ISO M12 x Vis à tête cylindrique à six pans creux ISO M12 x Ecrou hexagonal ISO M Rondelle plate ISO type L Vis à oeil M20 x Bride Anneau élastique pour arbre 16x Vis à tête cylindrique à six pans creux ISO M12 x Rondelle plate ISO type L Douille de centrage d16x Détrompeur C Ressort 7 1 Centreur C Rondelle plate ISO type L Ecrou hexagonal ISO M Bâti Vis sans tête à six pans creux à bout bombé ISO 4026 M16x Pied (ref ) 1 1 Semelle (ref ) EN GJL 250 stabilisée Rep Qte Désignation Matière y x z Licence étudiante de SolidWorks Utilisation universitaire uniquement Nomenclature /Vue éclatée du montage d'usinage DT 9

11 15 17 Coupe partielle A-A A 20 9 A Edition étudiante de SolidWorks. Utilisation académique uniquement. Dessin d'ensemble du montage d'usinage Echelle 1:4 DT 10

12 xR20 0,4 A B ,3 A G x20 0,4 D B E E 3x M16 0,5 B A D 16 H7 0,2 B A D 50 R x 18 H9 0,2 G E B 0,4 A A Ra 0, ,3 Ra 0,8 18 G6 0,05 A F B D chambrages 20 0,2 A B C 4x 13,5 0,2 A B C 18 G6 0,05 A B C 65 F 2x 16 H7 0,2 E D B 20 Ra 3,2 40 B C 45 2x M12 0,2 E D B Edition étudiante de SolidWorks. Utilisation académique uniquement. ISO 8015 Tolérance générale ISO 2768 mk Ra 6,3 Etat de surface général : Matière EN GJL 250 stabilisée Dessin de définition du bâti Echelle 1:4 DT 11

13 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL TECHNICIEN D USINAGE S/Epreuve E11 Unité U11 Analyse et exploitation de données techniques Durée : 4 heures Coefficient : 3 Compétences sur lesquelles porte l épreuve : C 11 : Analyse des données fonctionnelles et des données de définition d un ensemble, d une pièce, d un composant. C 24 : Etablir un mode opératoire de contrôle. Ce sujet comporte : - un DOSSIER TECHNIQUE (documents DT 1 à DT 11) - un DOSSIER RÉPONSE (documents DR 1 à DR 11) Documents à rendre par le candidat : - le DOSSIER RÉPONSE complet et agrafé Ces documents ne porteront pas l identité du candidat, ils seront agrafés à une copie d examen par le surveillant Calculatrice autorisée conforme à la réglementation.

14 BACCALAUREAT PROFESSIONNEL TECHNICIEN D USINAGE Épreuve E1 Unité U 11 Analyse et exploitation de données techniques SESSION 2012 DOSSIER RÉPONSE Documents DR1 à DR11 Mise en situation / problématique. DR 1 1 ère partie : étude de la manutention du brut. Définition du porteur magnétique. DR 2 /6 Vérification du pont roulant et du palan. DR 3 /9 2 ième partie : étude du montage d usinage. Étude des fonctions mise et maintien en position du montage d usinage. DR 4 /2 Étude de la liaison du centreur. DR 5 /5 Étude mécanique, vérification du ressort du centreur. Détermination du couple de serrage. DR 6 /4 Étude de la bride SE5. DR 7 /9 Résistance des matériaux(étude de l axe de la vis à œil). DR 8 /7 3 ième partie : Analyse du dessin de définition d une pièce. Analyse des spécifications du bâtirep 3. DR 9 /11 Étude d une spécification. DR 10 /3 Établir un mode opératoire de contrôle sur MMT. DR 11 /4 TOTAL / 60 TOTAL / 20

15 Mise en situation : Le système étudié est un montage d usinage qui permet d usiner des pièces forgées(16cr Mo 9-10) en phase 10. La pièce usinée fait partie d une vanne de sécurité utilisée sur les puits de pétrole. Évolution de la pièce dans son cycle d usinage : Problématique : Valider le montage et les opérations de chargement et de déchargement des pièces en temps masqué. Première partie : étude de la manutention du brut. En raison des dimensions inhabituelles des pièces, le brut sera manipulé à l aide d un porteur magnétique et d un pont roulant équipé d un palan électrique. Les pièces seront déplacées de la palette jusqu au centre d usinage (avant usinage phase 10) puis, du centre d usinage jusqu à la palette de stockage pour la phase 20 (après usinage phase 10). Phase 10 Phases 20 à 50 Brut environ 219Kg environ 210Kg Pièce finie environ 102Kg 365 mm 340 mm Objectifs : - Déterminer et vérifier les éléments qui permettent de déplacer la pièce brute dans l atelier. - Vérifier la possibilité d effectuer les opérations de manutention en temps masqué. Deuxième partie : étude du montage d usinage. 417 mm 214 mm Perçages Surfaçage 393 mm 190 mm Objectif : Valider les composants qui participent à la mise et au maintien en position de la pièce brute dans le montage d usinage. Lors de la phase 10 sont réalisés un surfaçage de 12 mm de profondeur et 2 perçages Ø16x22. L usinage de la phase 10 se déroule sur un centre d usinage à changeur de palette, permettant à l opérateur de décharger et de charger la 2 ième palette avec un nouveau brut en temps masqué. Troisième partie : étude des données de définition du bâti. Objectif : Analyser les données de définition du bâti du montage en vue de sa réalisation. Frontière de l étude : L étude porte sur le montage d usinage qui permet de réaliser les usinages de la phase 10 uniquement : surfaçage et 2 perçages. DR 1

16 1 ère partie : étude de la manutention du brut. 1.1 : Définition du porteur magnétique. Objectif :A partir de la définition du brut, déterminer le porteur magnétique qui convient. Données : DT 4, DT 7 et DT 8. Q A l aide de la documentation du porteur magnétique, relever tous les éléments qui permettent de choisir le porteur magnétique : Q Pour le brut : déterminer la composition de cette matière (Q1.1.4). Indiquer la teneur de chaque élément qui la compose. Composition :... Q Choisir le porteur magnétique qui convient. Écrire (expliquer les calculs) : Q Donner la masse en Kg du brut à déplacer: Masse :... Efficacité du porteur avec ce matériau (16Cr Mo 9-10) : Q Déterminer l entrefer en mm de la surface de contact du brut avec le porteur magnétique : Efficacité du porteur pour un entrefer de 0,4 :.. Entrefer : Pour le porteur NEO 250, charge maxi =. Q Pour le brut, relever la désignation de la matière.a quelle famille des matériauxappartient cette pièce? Cocher la bonne réponse : Pour le porteur NEO 500, charge maxi =. Choix du porteur : Désignation de la matière : Alliage d aluminium, Fonte, Acier non allié, Acier faiblement allié Acier fortement allié / 6 pts DR 2

17 1.2 : Vérification du pont roulant et du palan. Objectif : vérifier la possibilité d effectuer toutes les opérations de manutention et de bridage pendant l usinage de la phase 10 qui dure 9 minutes. L usinage de la phase 10 implique le transfert du brutentre la zone de chargement, la machine à commande numérique et la zone de déchargement (voir DT 2). Données : DT 1, DT 2, DT 4, DT 5, Palan type 214C et porteur NE0500 Référence du moteur du pont roulant : FEM EM2, Temps de bridage / débridage du brut sur le montage d usinage et nettoyage automatisé des copeaux par soufflerie intégrée estimé à 1 minute. Temps d usinage de la phase 10 : 9 minutes. Hypothèses : Les vitesses de déplacement sont constantes. Étude du palan : Q Déterminer la masse totale soulevée par le palan (ne pas tenir compte de la masse de la chaîne du palan) : Étude du pont roulant : Opérations de chargement et de déchargement de brut effectuées par le pont roulant : Q Calculer en m la longueur cumuléede déplacement horizontal L 2 du brut (pont roulant uniquement) :..... L 2 =.. m Q Déterminer la vitesse de déplacement horizontal V 2 du pont roulant en m/s : V 2 =.....m/s Q Calculer en s le tempst 2 de déplacement horizontal de la pièce brute (pont roulant uniquement) : Arrondir vos résultats à la seconde t 2 = s Masse totale soulevée =. Kg Q Le palan disponible dans l atelier peut-il soulever cette masse? Justifiez votre réponse :.. Opérations de chargement et de déchargement de brut effectuées avec le palan : Q Calculer en m la hauteur (H 1 ) cumulée de montées et de descentes lors des opérations de chargement et déchargement : Bilan des temps de déplacement du pont roulant et du palan : Q Déterminer en s le temps total debridage, débridage, de chargement et déchargement de la pièce à l aide du palan et du pont roulant. Est-il possible d effectuer toutes les opérations de manutention et de bridage pendant l usinage de la phase 10? (justifier votre réponse) : H 1 =.. m Q Déterminez la vitesse de levage V 1 du palan en m/s :..... V 1 =.m/s Q Calculer en s le temps t 1 de montée et de descente de la pièce brute (palan uniquement) : Arrondir vos résultats à la seconde t 1 =. s / 9 pts DR 3

18 2 ième partie : étude du montage d usinage. 2.1 : Étude des fonctions mise et maintien en position du montage d usinage. Objectif :A partir des surfaces de la pièce usinée, associer les groupes de pièces qui participent aux différentes fonctions du montage d usinage : Q Associer dans le tableau ci-dessous les fonctions et les surfaces S1, S2 et S3 du brut : Fonction : Surface : Maintien en position. Données : DT 3. Mise en position du brut : centrage S4 Mise en position Mise en position du brut appui plan Mise en position du brut linéaire rectiligne.. Montage sans brut : Avec brut avant phase 10 : Avec brut après phase 10 : Q Associer dans le tableau ci-dessous les fonctions et les éléments du montage d usinage correspondant : cocher la bonne réponse. Maintien en position Mise en position du brut, Maintien en position du brut. Mise en position du brut, Maintien en position du brut. S2 S4 S1 S3 / 2 pts DR 4

19 2.2 : Étude de la liaison du centreur. Le centreur présenté sur le plan ci-dessous,permet la mise en position du brut sur l axe X Lorsque l on positionne le brut sur le montage, ce centreur doit reculer pour permettre l appui plan de la face arrière sur les pionsrep 4. Q Étude de la liaison SE2/SE1 : Définir le type de contact entre SE2 et SE1 (bâti Rep 3 etcentreur Rep20), cocher la bonne réponse. Cylindre/Cylindre Cylindre/Plan Cylindre/point Données :DT 9, DT 10. Objectif : réaliser une liaison permettant un fonctionnement correct du mouvement du centreur. Q Préconisations pour le guidage, cocher la colonne qui correspond à la solution retenue : Cylindre long Cylindre court Assimilable à une liaison pivot glissant Assimilable à une liaison linéaire annulaire diamètre de guidage, L longueur de guidage. Q Avec les pièces 7, 13, 14, 15,16, 17, compléter la liste des pièces qui appartiennent aux sousensembles SE2, SE3, SE4 et SE5 (ne pas tenir compte du ressort 8) : Sous-ensemble SE1 : bâti : 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 18, 19, 20. Sous-ensemble SE2 : centreur : Sous-ensemble SE3 : vis à œil : Sous-ensemble SE4 : écrou + rondelle :. Sous-ensemble SE5 : bride :. SE3 0,8 L 0,8 Calcul :.. Cylindre long Cylindre court L SE5 SE4 Q Cocherci-dessous l ajustementqui convient pour cet assemblage : Liaison pivot Liaison pivot glissant ou glissière Positionnement Liaison encastrement H7 f8 H7 g6 H7 h7 H7 p6 Brut Q Compléter ci-dessous le tableau récapitulatif des liaisons du système : SE2 Nom de la liaison Tx Ty Tz Rx Ry Rz SE1/SE5 Linéaire rectiligne z y SE1 SE5/SE4 Appui plan SE3/SE4 Hélicoïdale SE2/SE1. SE3/SE1 Pivot / 5 pts DR 5

20 2.3 : Étude mécanique, vérification du ressort du centreur. Lors du bridage, le ressort ne doit pas empêcher l opérateur de plaquer le brut au fond du montage. Après usinage,le ressort doit permettre au centreur de ressortir quand l opérateur décharge la pièce. Si le ressort génère un effort de plus de 500 N, il empêchera l opérateur de mettre en place correctement le brut dans le montage. 2.4 : Détermination du couple de serrage. L effort de serrage en bout d une bride (point B) est de 5000 N. Objectif : Déterminer le couple de serrage de l écrou nécessaire pour respecter cet effort de bridage de 5000 N par bride. Données : DT 6 Objectif : Vérifier que l effort du ressort ne dépasse pas 500 N. Données : Diamètre du fil : 2 mm, Diamètre d enroulement : 20 mm Longueur initiale L 0 = 36mm, Longueur compressée L=18 mm, Nombre de spires actives : 7 Raideur du ressort K = 2.9 DT 5 Hypothèse : Le poids des pièces est négligé, Les liaisons sont parfaites, Effort de bridage au point B : / 5000N. Les pièces sont considérées comme indéformables. Étude de l ensemble SE3 +SE4 (vis à œil + écrou + rondelle) : Q Faire le bilan des actions mécaniques de l ensemble SE3+SE4 : Compléter le tableau ci-dessous (pour les inconnues mettre un point d interrogation :?). Q Calculer la force développée par le ressort (Rappel : raideur K = 2,9) :..... F =.N Action Pt d application Direction / Sens intensité / / Q En déduire la direction des efforts et la tracer ci-dessous : Q Conclure : / 4 pts DR 6

21 Étude de la bride SE5 : Pour faciliter l étude, la bride SE5 est positionnée horizontalement et sollicitée comme indiqué cidessous. Reporter les résultats dans le tableau ci-dessous : Résultats en Newton : / / / 5000 / / z y / Vérification des résultats : Un logiciel de simulation à permis de déterminer la courbe des efforts / et / en fonction de / (voir DT 6). Q A l aide du document technique DT6, relever et donner ci-dessous la valeur en Newton des efforts sachant que l effort / 5000 : / Q En isolant la bride SE5, faire le bilan des actions mécaniques: Compléter le tableau ci-dessous (pour les inconnues mettre un point d interrogation :?). Action Pt d application Direction / Sens intensité / B 5000 N / / / Détermination du couple de serrage Cs de l écrou pour obtenir l effort de bridage : Données : Effort de serrage de la vis : N, Diamètre de la vis à œil : 20 mm, DT 6 courbe du couple de serrage en fonction de l effort de serrage. Q A l aide du document technique DT6, relever et donner le couple de serrage Cs en N.m : Cs= Q Effectuer ci-dessous la résolution analytique : Résolution analytique :.. Q 2.4. En fonction du couple de serrage Cs en N.m, indiquer la position en entourant la donnée sur laquelle vous devez positionner le curseur de la clé dynamométrique pour obtenir le serrage correct du brut : / 9 pts DR 7

22 2.5 : Résistance des matériaux (étude de l axe de la vis à œil). Q Calculer la contrainte de cisaillement : Objectif :Valider le coefficient de sécurité de l axe. Données : Matière de l axe :100 Cr 6 : Re = 550 N/mm² Rg = 385 Mpa Intensitéde l effort de cisaillement = 11000N, DT 5, DT7, DT 9 et DT 10. τ= Q Quelle est la matière de l axe? Cocher la bonne réponse : Alliage d aluminium, Fonte, Acier non allié, Acier faiblement allié, Acier fortement allié Q Calculer le coefficient de sécurité effectif: s=.. Q Décoder les symboles de composition du matériau : 100 : Cr : :.... Q Conclure quant au dimensionnement de l axe: Q Tracer sur le dessin ci-contre la ou les sections cisaillées de l axe : Vis à œil Q Calculer la surface totale soumise au cisaillement : n.s = / Bâti Axe étudié / 7 pts DR 8

23 3 ième partie : Analyse du dessin de définition d une pièce. Objectif : Analyser le dessin de définition du Bâti Rep 3 en vue de sa réalisation. Données : Document Technique DT 11. La mise en position du bâti Rep 3 sur la semelle Rep 1 est obtenue entre autre par la surface S2 et les 2 surfaces S1 (alésages 18G6). Rappel de la tolérance géométrique présente sur le document technique DT 11 : 3.1 :Analyse des spécifications du bâti Rep 3. S6 S4 S3 S1 S5 Q Donner le nom de cette spécification : Nom de la spécification : S2 Q Indiquer ci-dessous la nature géométrique des surfaces S1 à S6 : Surface S1 S2 S3 S4 S5 S6 Q Donner le type de la spécification : Cocher la bonne réponse. Forme Position Orientation Battement Q Indiquer la nature de l élément tolérancé : Nature géométrique Cylindre Hélice Q Lister ci-dessous les spécifications dimensionnelles, géométriques et d états de surface pour les surfaces S2 à S6 : Spécifications Dimensions de Spécifications Spécifications Surface dimensionnelles référence géométriques d état de surface S1 Ø 18G6 Ø 0,05 ABC Q Représenter la zone de tolérance : S2 S3 S4 3 x M16 Q Indiquer le critère d acceptabilité : S5 S6 / 11 pts DR 9

24 3.2 :Étude d une spécification. TOLERANCEMENT NORMALISE Spécification contrôlée : Éléments non Idéaux Analyse d une spécification par zone de tolérance Éléments Idéaux Type de spécification Forme Orientation Position Battement Élément(s) TOLÉRANCÉ(S) Élément(s) de RÉFÉRENCE Référence(s) SPÉCIFIÉE(S) Zone de tolérance (entourer la bonne réponse) Condition de conformité L élément tolérancé doit se situer tout entier dans la zone de tolérance. Schéma (Extrait du dessin de définition) Unique Groupe (entourer la bonne réponse) Unique Multiples Simple Commune Système (entourer la bonne réponse) Simple Composée (entourer la bonne réponse) Contraintes Orientation et position par rapport à la référence spécifiée ligne nominalement rectiligne (axe de l alésage Ø18G6) 3 surfaces nominalement planes L axe de la zone de tolérance de 0,05 doit être au plan A situé à 65 mm de la référence B et 65 mm de la référence C (à compléter) (à compléter) / 3 pts DR 10

25 3.3 : Établir un mode opératoire de contrôle sur MMT. Compléter la représentation schématique des éléments géométriques en identifiant les éléments palpés et extraits (construits). Compléter et renseigner les cases à bordures doubles du tableau. Énoncer le critère d acceptabilité.les numéros des palpeurs utilisés et leurs longueurs sont donnés. PROCEDURE DE CONTRÔLE ÉTABLIR UN MODE OPERATOIRE DE CONTRÔLE SUR MMT Ensemble : Montage d usinage Élément : Bâti Rep 3 Spécification à contrôler: Choisir la mise en position qui convient sur le marbre de contrôle, entourer la bonne réponse : Dans ce cas, pour PLN2 on palpe le marbre Repérage des surfaces : PLN 2 Palpeur(s) utilisé(s) Longueur mini N 1 - N 2 - N 5 20 PLN 1 CYL 1 PLN 3 Éléments géométriques à palper (choix des surfaces à palper) :[PLN1];[PLN2]; [PLN3]; [CYL1]. Éléments géométriques à construire : Représentation schématique des éléments géométriques palpés et extraits. Identifier ces éléments palpés ou extraits sur le schéma ci-dessous : PLN2 : plan réel palpé PLN2 : plan idéal construit Construire PLN 2 : plan idéal issu de PLN 2 palpé, Construire PLN 1 : plan idéal issu de PLN 1 palpé, Construire PLN 3 : plan idéal issu de PLN 3 palpé, Construire D 1 : Critère d acceptabilité : D1 : axe idéal construit. / 4 pts DR 11