EPREUVE : TECHNOLOGIE Génie mécanique. Montage de bridage

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1 Devoir de contrôle N EPREUVE : TECHNOLOGIE Génie mécanique Niveau : ème secondaire Section: Science technique Durée : 2 heures Montage de bridage 1 Mise en situation Boîtiers des raccords tournants (Pièce à brider) Le montage de bridage, représenté cicontre permet d assurer la mise et le maintien en Bras articulé position des boîtiers des raccords tournants pour la réalisation des opérations de perçages, taraudages et lamages radiaux). Ce montage est constitué de : - Un bras articulé fixé sur le montage qui vient en appui sur la pièce. - Une bride à nez rétractable fixée sur le montage. L ensemble est monté sur un plateau tournant d un centre d usinage 4 axes. L alimentation hydraulique se fait par les tuyaux flexibles Plateau tournant d un centre d usinage 4 axes horizontal. Bride à nez rétractable Alimentation Hydraulique par flexibles 2 Fonctionnement de la bride à nez rétractable : (voir dessin d ensemble et nomenclature) La Bride à nez rétractable est un élément de serrage qui fonctionne avec de l énergie hydraulique, elle est à double effet. La sortie du nez de la bride s effectue en 2 phases : 1 er Phase : Le nez de la bride vient en butée sur l axe (11) d un mouvement de translation rectiligne. 2 ème Phase : Le nez de la bride effectue ensuite un mouvement de rotation autours de cet axe. En position de repos le nez de la bride est complètement rentré et de ce fait, l opérateur peut soulever le bras articulé et enlever la pièce usinée. Caractéristiques : - Bride hydraulique : Diamètre de la chambre : 40 mm Course du piston : 1,6 mm Pression maximum d utilisation : 25 MPa Temps de manœuvre : 1 seconde Epaisseur maximum à serrer : 15,75 mm Epaisseur minimum à serrer : 6,75 mm - Pompe Hydraulique : Pression maximale de la pompe = 25 Mpa Débit Qv de la pompe = 2,4 l/min Puissance de la pompe = 1000 W - Régulateur de pression : Pression de service : 7 MPa Montage de bridage Page 1

2 Bras articulé Bride à nez rétractable Montage de bridage avec pièce à brider enlevée d de la bride à nez rétractable avec le ¼ enlevée Nomenclature de la bride à nez rétractable : 28 1 Ressort de compression Commerce 27 1 Plaquette plastique PA Axe de chape C Chape C Goupille élastique, 4 x 5 Commerce 2 1 Segment de guidage de 18 Téflon 22 1 Bague anti-extrusion Téflon 21 1 Joint torique 16,9 x 2, Douille S Joint torique 5,6 x,6 Commerce 18 Bague anti-extrusion 4-40 Téflon 17 1 Segment de guidage de 40 Téflon 16 1 Piston Commerce 15 1 Nez de bride E<estampé 14 1 Lame de ressort 1 1 Vis sans tête à 6 pans creux M6-10 Commerce 12 1 Anneau élastique pour alésage, 40 x 1,75 Commerce 11 1 Axe C Vis à tête fraisée fendue M Plaquette avant EN AW Vis sans tête à 6 pans creux M10-10 Commerce 7 4 Rondelle Grower W6 Commerce 6 4 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M 6-20 Commerce 5 2 Vis à tête fraisée fendue M 4-1 Commerce 4 Vis à tête cylindrique à 6 pans creux M - 6 Commerce 1 Support de lame de ressort S Corps de vérin EN-GJS Tête de bride EN-GJS Rep Nbre Désignation Matière Observation Montage de bridage Page 2

3 Z Y X Dessin d ensemble de la bride à nez rétractable en position rentrée Montage de bridage Page

4 Nom :.... Prénom :... Classe : ST5N : 1) Analyse fonctionnelle globale : En se référant au dossier de technique du système (montage de bridage), compléter l actigramme de niveau A-0 Energie hydraulique Ordre Réglage Montage de bridage 2) Schéma cinématique : 2-1- On demande de compléter les classes d équivalences cinématiques A, B et C par les pièces suivantes : 2,, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 1, 15, 24, 25, 26 1 A = {1, 20, 6, 7,.... B = {16,. C = {15} D = {Bras articulé} C Eléments déformables et exclus = {14,17, 18, 19, 21, 22, 2, 28, 27} En vous aidant du schéma cinématique cicontre, on vous demande de compléter le tableau suivant en indiquant les degrés de liberté (par «1» s il existe et par «0» s il n existe pas), le nom des liaisons ainsi que les classes d équivalences concernées. Z Y 0 Pièce à brider L5 X D C L4 L2 L B L1 A Liaison Liaison entre Schéma cinématique minimum du montage de bridage en phase de serrage Degrés de liberté Nom de la liaison Rx Ry Rz Tx Ty Tz L 1 A et B Pivot glissant L 2 L L 4 L 5 2 Montage de bridage Page 4

5 ) Etude statique : Hypothèses : - Le poids des pièces est négligé. - Les liaisons sont supposées parfaites (sans frottement). - L action de la lame de ressort Rep 14 et du ressort 28 est négligée. On donne : - Pression de service = 7 MPa - Diamètre du piston rep (16) est égal à 40 mm -1) Etude de l équilibre de l ensemble B : On isole le l ensemble B -1-a : On demande de déterminer l effort de poussée du vérin (prendre la pression de service pour les calculs). Faite apparaître vos calculs. b 2 a.. -1-b : Compléter la phrase suivante : L ensemble B est en équilibre sous l action., ces.. sont -1-c : Représenter, sur l ensemble B ci-dessus, les actions mécaniques extérieures. Résultats : =.. -2) Etude de l équilibre du nez (15) : On isole le nez (15): -2-a : Compléter la phrase suivante : Le nez (15) est en équilibre sous l action..., ces.. sont.. -2-b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures. -2-c : Faite vos tracés ci-dessous (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 100 N) b c d Résultats : =.. Montage de bridage Page 5

6 -) Etude de l équilibre le bras articulé du montage de bridage : On isole le bras articulé du montage de bridage : On suppose que la norme de ll F15/bras ll = 5000N --a : Compléter la phrase suivante : Le bras articulé est en équilibre sous l action.., ces... sont.. --b : Représenter, sur le dessin ci-dessous, les actions mécaniques extérieures. --c : Faite vos tracés ci-dessous et déterminer les efforts aux points G et F. (Echelle pour les tracés : 1 mm pour 200 N) y F 15/Bras x Point G contact pièce à serrer /bras Point F, centre de la liaison pivot de A/Bras Point C, contact nez (15)/ bras c P Résultats : =.. --d : Déterminer par la méthode algébrique les efforts aux points G et F. Faire apparaître vos calculs. 2 Montage de bridage Page 6

7 c 4) Dessin de définition : On donne à l échelle 1 :1, la vue de face et le dessin en D du nez (15), on demande de représenter au crayon et aux instruments : - La vue de dessus - La section B-B 18 5) Conception : La fixation de la bride sur la semelle d appui est susurrée par 4 vis CHC M8 entièrement fileté. Compléter le dessin en coupe C-C en représentant une seule vis, (l autre vis est supposée enlever) Vis à tête cylindrique à six pans creux (symbole HC) b 1 = l x d b1 c l , Montage de bridage Page 7