9-Isostatisme-2007

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


I. Dessin Industriel: Un rappel

Plan du chapitreDéfinitionSymboles isostatiquesMise en position isostatiques de base


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


Introduction

Problème : si la pièce a des défauts, la mise en position sera différente sur chaque pièce !


Introduction

Quel isostatisme premet d’avoir une mise en position unique ?


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).


Introduction

Un corps rigide libre dans l’espace à six degrés de liberté3 translations3 rotations


Degrés de liberté

Suppression des degrés de libertéUne liaison par degréde liberté à supprimer

Supprimer:Translation en Z


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation en Y


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en X


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en X


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en Z


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en ZTranslation en Y


Degrés de liberté


Supprimer: Translation en ZRotation autour de YRotation en XTranslation en XRotation en ZTranslation en Y


Degrés de liberté


Autres solutions possibles


Symbolisation des liaisons isostatiques

Note: Le symbole a la même représentation dans les projections Vues ou Cachées

* Pas à l’examen!


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



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



Mise en position Plan/Ligne/PointApplicable au solide prismatique


-> 3 DL supprimées





-> 3 DL supprimées

OrientationSur une surface de grande longueur-> 2 DL supprimées





-> 3 DL supprimées

OrientationSur une surface de grande longueur-> 2 DL supprimées

Buté ou localisationUne surface quelconque-> 1 DL supprimée


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


Symbolisation détaillée des liaisons


Configuration physique des liaisons

Surfaces brutes:Contacts

bombéesstriésGriffes

L’aire doit être faible pour limiter les dispersions

Touche bombée Touche striée Griffes


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


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



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



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)



Mandrin 3 morsIsostatisme de qualité moyenne

Pinces de serrageIsostatisme de meilleure qualité(Centrage long)

Centrage court Centrage long



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



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



Exemple de mauvais serragePièce déformée durant l’usinageModification du dessin


Symboles – réalisation pratique


Symboles – réalisation pratique


Exemple d’application de l’isostatisme

Définir la position isostatique de la pièce suivante

3 solutions possibles (parmi d’autres):

Laquelle retenir?




3 solutions possibles (parmi d’autres):

Laquelle retenir?

Surface à usiner




Solution

Surface à usiner




Solution

Documents

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