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L.T.Jabir Bnou Hayane. SCIENCES DE L’INGENIEUR – Unité Production - Prof : A.Hasnaoui

Classe: 2 S.T.M La Cotation de Fabrication Doc : 1/10

I. Situation Problème : En production, du fait de l’aspect chronologique des tâches, nous devons nous définir un système de bornage intermédiaire de manière à pouvoir prendre une décision sur chaque poste de travail. Ce système doit bien sûr être compatible avec le niveau qualité imposé par le dessin de définition, sans être trop restrictif pour ne pas augmenter le coût de production. A chaque poste de travail (ou étape ou posage), nous avons :

• un flux physique de production • un flux informationnel de qualité

Consigne de qualité pour l’étape i

Produit à l’état i-1 Produit à l’état i

Qualité réalisée à l’étape i

La définition de ce système de bornage est nécessaire aussi bien pour un contrôle à 100% que pour un contrôle statistique. II. Introduction à la Notion de Cote de Fabrication : Prenons une pièce de révolution à trois faces. Nous nous occuperons simplement des contraintes axiales.

Ci est une contrainte du dessin de définition. A la condition Ci correspond :

• Une valeur maximum CiMax.

• Une valeur minimum Cimin.

Retenons pour l’illustration, la gamme simpliste suivante. La pièce est usinée à l’aide de deux tours ; elle nécessite donc deux mises en position (posages) par rapport au bâti des machines. Dans la suite nous dirons que cette gamme de fabrication nécessite deux étapes (ou posages) de fabrication.

Etape i

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Intuitivement, nous constatons que le contrat de fabrication à respecter pour le tourneur 1 est donné par la cote de fabrication Cf1.de même pour Cf2. L’ensemble est regroupé sous le terme cotation de fabrication (ou d'usinage).

III. Les différentes cotes de fabrication : Les cotes de fabrication sont classées en trois catégories. 3.1 Cote machine Cm : Ce sont des cotes séparant une surface de mise en position (ou l’axe de la pièce en tournage) et la surface usinée.

La cote machine est obtenue par réglage de l’outil par rapport au référentiel de mise en position de la pièce.

Exemple : les cotes Cm1, Cm2 et Cm3 sont des cotes obtenues par réglage de l’outil. Ce sont des cotes machines.

3.2 Cote outil Co :

La forme de la surface usinée est définie par la forme de l’outil.

Exemple 1 : Diamètre obtenu par perçage et par un outillage comprenant deux outils liés ensembles.

Exemple 2 : largeur d’une rainure obtenue par outil à rainurer.

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3.3 Cote appareil : Ca

Les cotes sont définies directement par le montage d’usinage. Exemple : les canons de perçage pour guider des forets.

IV. Étude des Dispersions Dimensionnelles: Les cotes et tolérances géométriques liant les surfaces usinées de la pièce sont obtenues par enlèvement de matière à l'aide des moyens d'usinage (machine, outils, appareillages, porte -pièces). Les limites de précision de ces derniers ne permettent pas de réaliser des cotes rigoureusement identiques d'une pièce à l'autre. La cote réalisée fait l'objet d'une dispersion. Une dispersion est l’expression de la variation dans le temps des écarts entre une valeur cible recherchée et les valeurs réelles obtenues.

4.1 Les causes de dispersion : Dispersion lors de l’usinage • Dispersion aléatoire (∆a) : dues aux vibrations, aux défauts de mise en position de la machine… • Dispersion systématique (∆s) : due à l’usure de l’outil : les valeurs mesurées sur une série de pièce varient linéairement, de façon prévisible.

Les défauts de mise en position de la pièce dans son montage entraînent une dispersion. Les causes de dispersions sont nombreuses :

• manière dont l’opérateur fait accoster les pièces, • qualité de la surface de référence, • présence d’impureté sur la face…

Valeurs de référence • Accostage d’une surface usinée sur une butée fixe : Δl = 0,01 • Accostage d’une surface brute sur une butée fixe : Δl = 0,3 à 0,5 • Montage entre pointe : Δl = 0,03

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Exemple d’analyse de dispersions :

V. Transfert de cote :

Le Bureau d’étude réalise la cotation du dessin de fabrication en fonction de la cotation fonctionnelle. La position des cotes n’est donc pas toujours appropriée pour la fabrication .Le cas le plus favorable, est lorsqu’il y a concordance entre les cotes fabriquées et les cotes du bureau d’étude : on appelle ces cotes les cotes directes. Le transfert de cote est le moyen de calcul permettant de déterminer les cotes utiles à la fabrication. On remplace la cote que l’on veut transférer par un vecteur condition, puis on trace la chaîne de cote correspondante. Il ne reste qu’à résoudre les équation issues de la chaîne de cote.

Exemple : Les cotes du bureau d’étude sont définies ci-contre. Les surfaces A et la surface B ne sont pas usinées dans la même sous phase. La cote de 25±0.2 ne peut donc pas être réalisée directement.

L’usinage de la surface B se fait avec la prise de pièce ci-contre : La cote que l’on règle sur la machine est la cote fabriquée : Cf1, il faut la calculer. La cote que l’on veut transférer est mise en condition fonctionnelle.

On a : 60-Cf1moyen=25 et ITcf1+0,3=0,4 d’où : Cf1moyen=35 et ITcf1=0,1

Le dessin du bureau des méthodes devient donc pour cette phase.

VI. Conditions de transfert :

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Pour q’un transfert soit possible il faut que : La relation concernant les tolérances soit satisfaite.

La tolérance de la cote calculée doit être compatible avec le procédé d’usinage envisagé.

Première Cas : La tolérance de la cote condition est inférieure à la somme des tolérances des cotes composantes. e transfert est théoriquement impossible. on peut :

Soit consulter le bureau d’étude afin d’augmenter la tolérance de la condition. Soit diminuer la tolérance d’une ou de plusieurs composantes.

Exemple :

Si A = 600±25 et B = 35±0.15, la tolérance de Cf1 est Négative et le transfert est théoriquement impossible.

Deuxième Cas : La relation précédente est satisfaite mais la tolérance de la cote de fabrication est trop faible pour la réaliser à l’aide des moyens prévus.

dans ce cas il faut trouver un montage d’usinage qui soit capable de mettre en position la pièce de façon à satisfaire la cote bureau d’étude.

Exemple :

EXERCICE 1 :

IT cotes conditions = ∑ IT des cotes composantes

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Etant donné le dessin de définition de la pièce rainurée. On demande de définir la mise en position, de rechercher, calculer et mettre en place les cotes de fabrication relatives à l’usinage de Ø30 H8.

Devoir libre n°3

Exercice 2 :

Etant donné le dessin de définition du couvercle suivant, on vous demande de définir la mise en position, de rechercher, de calculer et de mettre en place les cotes de fabrication relatives à l’usinage des surfaces 1,2 et 3.

Le couvercle représenté ci-dessus subit une phase de tournage. Calculer la cote de réglage Cr1 relative à l’usinage de la surface 1 pour réaliser la cote de fabrication correspondante. On donne : La dispersion systématique Ds = 0,04. La dispersion aléatoire Da = 0,1. La dispersion géométrique Dg = 0,01.

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Exercice 3 : Le pignon arbré représenté ci-dessous à l’échelle, subit une phase de tournage: On donne :

1) Placer sur le dessin ci-dessus les cotes de fabrication Cf1, Cf2 et Cf3. 2) Calculer la cote de réglage Cr2 pour réaliser la cote de fabrication Cf2

On donne : Dispersion systématique Ds = 0,05. Dispersion aléatoire Da = 0,1.

Défauts géométriques Dg = 0,01. Exercice 4: Chercher, calculer et mettre en place sur le dessin ci-dessous, les cotes de fabrication relative à l’usinage du trou Ø6H9 en tenant compte des données du dessin de définition et du positionnement isostatique proposé.

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Correction d'Exercices

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