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GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 1École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
GPA-210 Éléments de fabrication mécanique
Plan du cours
Dessin industriel: Un rappelTolérances dimensionnelles et AjustementsTolérances géométriquesÉtats de surfacesCotation fonctionnelleCotation au maximum de matièreProcédés d'obtention des pièces brutesProcédés d'usinageIsostatismeTransferts de cotes et d'orientationRédaction de gammes d’usinage
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 2École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
I. Dessin Industriel: Un rappel
Plan du chapitreDéfinitionSymboles isostatiquesMise en position isostatiques de base
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 3École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Introduction
Définition: Isostatisme signifie même état statique ou retrouver le même état statiquePour respecter les spécifications dimensionnelles et géométriques des plans de définition en usinage en série, il faut positionner de manière identique et précise les pièces sur les machinesLors de l’usinage, chaque pièce est montée, démontée de nombreuses fois. Il faut être en mesure de la repositionner avec précision à chaque fois.L’agent des méthodes fait appel à l’isostatisme pour assurer cette mise en position rigoureuse des pièces lors de l’usinage
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 4École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Introduction
Problème : si la pièce a des défauts, la mise en position sera différente sur chaque pièce !
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 5École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Introduction
Quel isostatisme premet d’avoir une mise en position unique ?
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 6École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Introduction
Le positionnement isostatique d’une pièce est défini à partir des éléments suitants :
la cotationla géométrie de la pièceles usinages réalisés et à réaliserle maintien de la pièce (Serrage)
Des modèles d’isostatisme de base sont présentés sur des formes géométriques simples:
Le cylindre courtLe cylindre longLe parallélépipède rectangle
La définition d’un isostatisme puis la réalisation du montage d’usinage font appel à beaucoup de jugement (expérience).
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 7École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Introduction
Un corps rigide libre dans l’espace à six degrés de liberté3 translations3 rotations
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 8École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer:Translation en Z
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 9École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation en Y
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 10École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en X
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 11École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en X
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 12École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en Z
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 13École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en ZTranslation en Y
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 14École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en ZTranslation en Y
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 15École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Degrés de liberté
Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer
Autres solutions possibles
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 16École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Symbolisation des liaisons isostatiques
Note: Le symbole a la même représentation dans les projections Vues ou Cachées
* Pas à l’examen!
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 17École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Mise en position isostatique de base
Le cylindre courtApplicable au solide de révolution court
Appui planSur une grande surface planePlan -> 3 points -> 3 liaisons
-> 3 DL supprimées
Centrage courtSur une surface cylindriquede grand diamètre, de faible longueur-> 2 DL supprimées
Buté ou localisationUne surface quelconque-> 1 DL supprimée
D
L
Centrage court: D > L
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 18École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Mise en position isostatique de base
Le cylindre longApplicable au solide de révolution longCentrage long
Sur une surface cylindriquede grande longueur-> 4 DL supprimées
Buté ou localisationUne surface normale à l’axe de la surface cylindrique-> 1 DL supprimée
Buté ou localisation (éventuellement)Une surface quelconque-> 1 DL supprimée
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 19École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Mise en position isostatique de base
Mise en position Plan/Ligne/PointApplicable au solide prismatique
Appui planSur une grande surface planePlan -> 3 points -> 3 liaisons
-> 3 DL supprimées
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 20École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Mise en position isostatique de base
Mise en position Plan/Ligne/PointApplicable au solide prismatique
Appui planSur une grande surface planePlan -> 3 points -> 3 liaisons
-> 3 DL supprimées
OrientationSur une surface de grande longueur-> 2 DL supprimées
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 21École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Mise en position isostatique de base
Mise en position Plan/Ligne/PointApplicable au solide prismatique
Appui planSur une grande surface planePlan -> 3 points -> 3 liaisons
-> 3 DL supprimées
OrientationSur une surface de grande longueur-> 2 DL supprimées
Buté ou localisationUne surface quelconque-> 1 DL supprimée
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 22École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Le serrage
Le serrage doit maintenir durant l’usinage les contacts entre la pièce et les liaisons isostatiquesCritères de choix pour définir les serrages:
Serrage opposé aux liaisons isostatiquesÊtre aussi proche que possible des surfaces à usinerNe pas déformer la pièce (effort de serrage modéré), ni pendant l’usinage, ni aprèsÊtre suffisant pour s’opposer aux efforts de coupes
Le serrage n’est pas un point de mise en position isostatique
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 23École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Symbolisation détaillée des liaisons
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 24École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons
Surfaces brutes:Contacts
bombéesstriésGriffes
L’aire doit être faible pour limiter les dispersions
Touche bombée Touche striée Griffes
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 25École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons
Surfaces Usinées:Contacts
LissesPlan ou ligne
L’aire de contact doit être aussi importante pour ne pas marquer la surface tout en restant limitée pour réduire les dispersions
Contact plan Contact ligne
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 26École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Train de fraises
Table de la fraiseuse
Cale de positionnement (alignement)Du montage sur la table de la machine
MontageMécano-soudé
Touches raportées(acier trempé)
Pièce prismatiqueAppui plan (1,2,3)Orientation (4,5)Pas de butée
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 27École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Le palonnierAppui plan (1,2,(3a,3b))3a et 3b comptent pour un appuià cause de l’axe de rotation qui permet de pivoter autour de l’axe APas de butée
Localisation symétrique (et serrage combiné)Butée simple (malgré les 2 points de contact)
X±0.5
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 28École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Perçage des trous ‘A’Appui plan 1,2,3Centrage court 4,5Centrage partiel 6
Serrage(Système manuelLent, donc petite série
Montage mécano-soudé Pièce d’usure remplaçable
(acier trempé)
Système d’indexationdu montage d’usinage
Centreur dégagé (Locating)
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 29École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Mandrin 3 morsIsostatisme de qualité moyenne
Pinces de serrageIsostatisme de meilleure qualité(Centrage long)
Centrage court Centrage long
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 30École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Montage sur surface coniqueÉquivalent à 5 liaisons
Centrage long 1,2,3,4Butée 5 sur plan de jauge
Conditions morphologiques:Demi-angle au sommet < 45°Diamètre moyen ≤ longueur axiale de portée : dm ≤ L
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 31École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Montage entre pointesCentrage long (deux cônes courts)
Butée axiale (pointe fixe du tour, coté broche)
Rapide, précisEntrainement par toc
Montage mixte (entre mandrin et contre-pointe)Centrage long(3 mors du mandrin et cône court)
Butée(Surface avant du mandrin)
Positionnement de l’axe de la pièce moins précis
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 32École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Configuration physique des liaisons – Exemples
Exemple de mauvais serragePièce déformée durant l’usinageModification du dessin
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 33École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Symboles – réalisation pratique
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 34École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Symboles – réalisation pratique
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 35École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Exemple d’application de l’isostatisme
Définir la position isostatique de la pièce suivante
3 solutions possibles (parmi d’autres):
Laquelle retenir?
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 36École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Exemple d’application de l’isostatisme
Définir la position isostatique de la pièce suivante
3 solutions possibles (parmi d’autres):
Laquelle retenir?
Surface à usiner
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 37École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Exemple d’application de l’isostatisme
Définir la position isostatique de la pièce suivante
Solution
Surface à usiner
GPA-210, Éléments de fabrication mécanique 38École de technologie supérieureGénie de la production automatiséeRoland Maranzana
Exemple d’application de l’isostatisme
Définir la position isostatique de la pièce suivante
Solution
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