RAPPORT DE METHODE. ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE: Cas de l'usinage de deux alésages 20H7. LOPEZ Paul-Thomas HAUSTRATE William

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1 RAPPORT DE METHODE ETUDE TECHNICO-ECONOMIQUE: Cas de l'usinage de deux alésages 20H7 LOPEZ Paul-Thomas HAUSTRATE William

2 SOMMAIRE I. Etude générale : a. Opérations d usinage b. Mise en position isostatique et serrage c. Schéma de la solution retenue II. Etude des différents cas a. Cas n 1 b. Cas n 2 c. Cas n 3 d. Cas n 4 III. Tableau de comparaison des solutions et courbes de coûts. IV. Conclusion

3 I. Etude générale a. Opération d'usinage Nature des opérations : - 2 pointages - 2 perçages alésages 20H7 Ra 3.2 Conditions BE : - Parallélisme de l'alésage par rapport à la surface A. - Concentricité du 2èmé alésage par rapport au 1er. Outillage : Cas n 1 Perçage 19.7 foret ARS (avec canon) Alésage à l'alésoir carbure (canon escamoté) Cas n 2 Perçage outil carbure (avec canon) Barre à aléser carbure (ébauche + finition) Cas n 3 Pointage foret à centrer ARS Perçage outil carbure (sans canon) Alésage barre carbure (ébauche + finition) Cas n 4 Perçage outil carbure avec canon Alésage barre carbure (ébauche + finition) b. Mise en position isostatique et serrage On réalisera la mise en position de la pièce cette façon suivante: -Un appui-plan sur la Surface A -Un centrage court dans l alésage Ø100 +0,04 -Une ponctuelle dans le trou d indexage Ø12,5H8

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6 c. Schéma de la solution retenue

7 II. Etude des différents cas a. Cas n 1 Usinage manuel Calcul du temps de cycle : -montage pièce -indexage canon Perçage -avance rapide avant usinage -perçage vitesse travail -retour rapide après usinage -désindexage canon -indexage pièce -indexage canon Perçage -avance rapide avant usinage -perçage vitesse travail -retour rapide après usinage -désindexage canon -passage broche à broche Alésage -avance rapide avant usinage -alésage descente vitesse travail -retour rapide après usinage -indexage pièce Alésage -avance rapide avant usinage -alésage descente vitesse travail -retour rapide après usinage -démontage 45 s 2 s 1.5 s 12.8 s 1.5 s 2 s 2 s 2 s 1.5 s 12.8 s 1.5 s 2 s 2 s 1.5 s 6.5 s 1.5 s 2 s 1.5 s 6.5 s 1.5 s 45 s Temps total par pièce= s / pièce Calcul de la cadence : Cadence = (60 x 60) / = pièces/h Calcul des temps d'usinage : Temps de Perçage : Données Outil ARS : Vc = 30 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr

8 course totale = 31 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 19,7 Et V f = fz x N = 0.3 x = 145 mm/min Temps perçage = (course totale) / V f = 31/145= min = 12.8 s Temps Alésage : Alésoir carbure : Vc = 90 m/min fz finition 0,2 mm/tr course totale = 31 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= 1433 tr/min avec D = 20 et V f = fz x N = 0.2 x 1433 = mm/min = 6.49 s Temps alésage = (course totale) / V f = 31/286.6= min Calcul du coût de l'usinage : On est en présence d une série de 40 pièces par semaine pendant 1 an (40 semaines) Temps Total = Temps total par pièce x Nombre de pièce par semaine x Nombre de semaine = x 40 x 40 = s = heures Coût d'usinage annuel = Temps Total (coût horaire machine + coût opérateur) + 40 x frais de lancement + investissement = 92.4 x ( ) + 40 x = euros / an ON A DONC UN COÛT PAR PIECE DE / (40*40)= 1.32 euros/pièces Soit sans les frais d investissement 0,754 euros/pièces.

9 b. Cas n 2 Usinage semi-automatique Calcul du temps de cycle : -montage pièce 30 s Perçage -avance rapide avant usinage 150mm -perçage vitesse travail -retour rapide après usinage 181mm -rotation pièce 2.25 s s s 2 s Alésage - avance rapide avant usinage 150mm 2.25 s -alésage ébauche sur 30mm avance travail s -alésage finition avance travail s -alésage finition avance travail s -retour rapide après alésage 181mm s -rotation pièce 2 s -répétition de l opération d alésage s -démontage 30 s Temps de cycle total pour une pièce = s / pièce Calcul des temps d'usinage : Temps de Perçage : Outil Carbure : Vc = 120 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr Course totale = 31 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 19,7 et V f = fz x N = 0.3 x = mm/min Temps perçage = (60 x 31) / = s Temps Alésage : -ébauche : Alésage barre carbure Vc = 100 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr course totale = 30 mm

10 mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 20 et V f = fz x N = 0.3 x = mm/min Temps alésage = (60 x 30) / = s -finition : Alésage barre carbure fz finition 0.2 mm/tr V f = fz x N = 0.2 x = mm/min Temps alésage = (60 x 22) / = s Calcul des temps d avance / retour rapide Vitesse avance rapide = 4000 mm/min 150 mm : 150 / 4000 = min = 2.25 s 181 mm : 181 / 4000 = min = s 31 mm : 31 / 4000 = min = s Calcul de la cadence : Cadence = (60 x 60) / = pièces/h Calcul du coût de l'usinage : Le temps total pour une cadence de 100 pièces par jour pendant 1 an (300 jours) est de : Temps Total = x 100 x 300 = s = heures Coût d usinage annuel = (coût horaire machine + coût opérateur) +300 x frais de lancement + investissement = ( ) x = euros / an COÛT PAR PIECE= /(30000)=0.490 euro/pièces Soit sans les frais d investissement 0, 399 euros/pièces.

11 c. CAS 3 : usinage automatique avec 2 unités à CN et 2 montages Calcul du temps de cycle : -montage pièce Pointage -avance rapide avant pointage 150mm -pointage vitesse travail (Garde 2mm + pointage 6mm) -retour rapide après pointage158mm -changement outil Perçage -avance rapide avant perçage 150mm -perçage vitesse travail -retour rapide après perçage 181mm 30 s 1.8 s 1.5 s 1.89 s 1 s 1.8 s 5.84 s s - changement outil 1 s Alésage - avance rapide avant alésage 150mm 1.8 s -alésage ébauche avance travail s -alésage finition avance travail 4.14 s -alésage finition avance travail 4.14 s -retour rapide après alésage 181mm changement outil 1 s -rotation pièce 1 s -répétition des opérations s Pour le deuxième trou -démontage 30 s Temps de cycle total pour deux pièces = s / 2 pièces Donc pour une pièce : T= s /piece Calcul des temps d'usinage : Temps de Pointage : Foret à centrer ARS : Vc = 20 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr Course totale = 12 mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= 1068 tr/min avec D = 6 mm

12 et V f = fz x N = 0.3 x 1068 = mm/min Temps pointage = (60 x 8) / = 1.5 s Temps de Perçage : Outil Carbure : Vc = 120 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr Course totale = 31 mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 19,7 mm et V f = fz x N = 0.3 x = mm/min Tps perçage = (60 x 31) / = 5.84 s m/min Temps Alésage : -ébauche : Alésage barre carbure Vc = 100 fz ébauche 0,3 mm/tr course totale = 30 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 20 et V f = fz x N = 0.12 x = mm/min Tps alésage = (60 x 30) / = s -finition : Alésage barre carbure fz finition 0,2 mm/tr V f = fz x N = 0.2 x = mm/min Tps alésage = (60 x 22) / = 4.14 s Calcul des temps d avance / retour rapide Vitesse avance rapide = 5000 mm/min 150 mm : 150 / 5000 = 0.03 min = 1.8 s 158 mm : 158 / 5000 = min = 1.89 s 181 mm : 181 / 5000 = min

13 Calcul de la cadence : = s Cadence = (60 x 60) / = pièces/h Calcul du coût de l'usinage : Le temps total pour une cadence de 150 pièces par jour pendant 2 ans (300 jours) est de : Temps Total = x 150 x 300 x 2 = s On dispose de 2 machines pour l usinage donc le temps de réalisation sera divisé par 2. Donc Temps Total = / 2 = s = h Coût d usinage pour 2 ans = x (coût horaire 2 machines + coût opérateur) x frais de lancement + investissement = x ( ) x = euros pour 2 ans Coût unitaire = / (2 x 150 x 300) = 0.35 euros / pièces Soit sans les frais d investissement 0,182 euros/pièces.

14 ETUDE DU CAS 4 : usinage automatique sur transfert linéaire Calcul du temps de cycle : -montage pièce 30 s -transfert poste à poste 2 s -démontage 30 s Temps de cycle total pour une pièce = 62 s / pièce Calcul de la cadence : Cadence = (60 x 60) / 62 = pièces/h Calcul des temps d'usinage : Temps de Perçage : Outil Carbure : Vc = 120 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr Course totale = 31 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 19,7 et V f = fz x N = 0.3 x = mm/min Temps perçage = (60 x 31) / = s Temps Alésage : -ébauche : Alésage barre carbure Vc = 100 m/min fz ébauche 0,3 mm/tr course totale = 30 mm mm N = (1000 x Vc) / (3.14 x D)= tr/min avec D = 20 et V f = fz x N = 0.3 x = mm/min Temps alésage = (60 x 30) / = 3.76 s -finition : Alésage barre carbure fz finition 0.2 mm/tr V f = fz x N = 0.2 x = mm/min

15 Tps alésage = (60 x 22) / = 4.14 s On négligera les temps d avance et retour en avance rapide car ils se font sur de courtes distances. Calcul du coût de l'usinage : Le temps total pour une cadence de 800 pièces par jour pendant 3 ans (300 jours) est de : Temps Total = 62 x 800 x 300 x 3 = s = heures Coût d usinage pour 3 ans = x (coût horaire machine + coût opérateur) + frais de lancement + investissement = x ( ) = euros pour 3 ans Coût unitaire = / (3 x 800 x 300) = euros / pièces Soit sans les frais d investissement 0,237euros/pièces.

16 III. Tableau de comparaison des solutions et courbe de coûts. Tableaux récapitulatifs Cas N Investissement ( ) Nbre de piècesà réaliser Cout total (en ) Cout unitaire( ) Durée de cycle semaines jours jours jours Nbre de pièces Cas n 1 Cas n 2 Cas n 3 Cas n , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

17 Calcul du seuil de rentabilité Cas N 2 (pièces) 2205 Cas N 3 (pièces) Cas N 4 (pièces)

18 IV. CONCLUSION A partir de données technologiques relatives à certains types d usinage, nous avons pu effectuer une étude technico-économique pour le cas des deux alésages 20H7. Les différences de techniques d usinage, les calculs des temps de cycle et des cadence horaire ainsi que le calcul des coûts nous ont permit de déterminer quelle serait la stratégie la plus judicieuse en terme de rentabilité.