DOSSIER REPONSES CORRIGÉ

DOSSIER REPONSES CORRIGÉ

1ère partie

DR1 Obtention du brut DR2 Option de fonderie DR3 Validation de l’outillage DR4 Étude du noyau d’alésage

2ème partie

DR5 Validation du moyen DR6 Liaison porte-pièce/ pièce DR7 Les origines DR8 Décalages et plaquettes d’usinage DR9 Paramètres de coupe DR10 Calcul de puissance et chanfreinage DR11 Analyse d’une spécification

3ème partie

DR12 Temps d’usinage DR13 Implantation sur palette DR14 Temps d’usinage montage spécifique

DOCUMENT REPONSE DR1

1.Procédé d’obtention du brut

Matériau

Entourer la bonne réponse.

Etapes de réalisation Décochage Grenaillage Découpage (découpe du système de coulée et du masselotage, chalumeau et arc air) Mise en forme (meulage) Réparations éventuelles (soudure) Traitement thermique de recuit (obtention des caractéristiques mécaniques) Grenaillage et décalaminage Contrôle visuel, dimensionnel et non destructif Réparations éventuelles (soudure) Revenu si réparation + grenaillage si besoin Peinture Usinage Certaines étapes sont facultatives et directement dépendantes de la qualité de fonderie. Les étapes aux minima sont grisées.

ACIER faiblement allié FONTE malléable FONTE à graphite

sphéroïdal ACIER inoxydable

ACIER fortement allié

FONTE à graphite lamellaire Alliage d’aluminium ALLIAGE non ferreux


Identification des options

ETUDE N°2 Commentaires : Le plan de joint est perpendiculaire à l’axe de l’alésage

ETUDE N°1° Commentaires : Le plan de joint est parallèle à l’axe de l’alésage.

Plan de joint

Sens de démoulage

Sens de Démoulage

Surfaces en dépouille

Les 2 surfaces planes à usiner sont sans dépouille. Le noyau de l’alésage est vertical.

Les 2 surfaces planes à usiner sont en dépouille. Le noyau de l’alésage est horizontal.


2.Validation de l’outillage de fonderie 2-1 Position des défauts

Présence d’inclusions

Position des zones de concentration

Justification de l’étude retenue

2-2 Procédure opératoire

Consignes

Proposition

La fonderie de pièce en acier utilise pour la fabrication de ces moules du sable avec différents composants. La température de coulée de l’acier liquide à environ 1650°est supérieure à la température de fusion de la silice (sable). Pendant la coulée, il y a érosion et entraînement de particules de silice (crasse) dans le métal en fusion. la silice dont la densité est inférieure à celle de l’acier en fusion remonte en partie à la surface supérieure du moule mais peut aussi se retrouver encellulée dans les premières zones de refroidissement. Ce phénomène d’érosion est observable chaque fois que l’acier est en contact avec de la silice (four de fusion, poche de coulée).Par souci de simplification les effets du masselotage n’ont pas été intégrés dans l’étude.

Choix 2

La solution n°2 utilisant un noyau vertical a été retenue par le fondeur et l’usineur. Critères retenus

Accessibilité des surfaces Temps opératoire Surcoût de l’opération (tête à aléser) Tolérances dimensionnelles. Difficulté de contrôle visuel et non destructif Events et attaques de coulée positionnées sur des surfaces usinées (esthétique du brut) Moins de résistance au flux matière pendant le remplissage de l’empreinte

Les réparations ponctuelles génèrent des points durs : Zones Affectées Thermiquement (concentration de carbure) qui peuvent endommager les plaquettes.

L’opérateur, pour limiter au maximum une dégradation trop rapide de ces plaquettes, doit modifier certains paramètres de coupe (fréquence de rotation, section du copeau) et rester très vigilant au cours de cette opération.

Le maintien au maximum de matière permettra de réparer et de réusiner la pièce en finition si la

On peut prévoir : Une augmentation de la surépaisseur de la face afin d’éliminer les défauts (inclusions dans la

surépaisseur), Un blanchiment de la face par meulage, Un contrôle systématique de la surface : contrôle non destructif, ressuage ou autres.

Choix 1

Les défauts seront situés dans la partie supérieure du moule mais une partie des inclusions peut être immobilisée vers le noyau de l’alésage: l’alésage (première zone de refroidissement)

Les défauts seront situés dans la partie supérieure du moule. Pour le noyau arrière les 2 méthodes n’apportent pas de solution différente.


3.Étude du noyau d’alésage

Dépouille du noyau et justification

Diamètre brut de l’alésage Faire apparaître les calculs

Compléter le tableau ci-dessous

4. Optimisation de fonderie Variation de diamètre

Problèmes d’usinage

F R CT 116 102.5 7

Le noyau n’a pas de dépouille Le noyau est réalisé dans une boite à noyau et la forme du noyau n’impose pas une dépouille de démoulage

RMA =5 (classe de surépaisseur H, cote la plus large de 250 à 400mm) CT = 7 (classe de tolérances dimensionnelles 12 ,cote la plus large de 100 à 160mm) Ø de base brut = F + 2 RMA + CT/2 Ø de base brut = 116 – 10 – 3.5 Ø BRUT = 102.5

Longueur de l’alésage : 160 mm Variation sur le rayon X = 80 tg 2.5°

• X = 3.5 Variation sur le diamètre : 7 mm

Pour usiner l’alésage on utilise une tête ébauche Ø115 Un mode opératoire à revoir (opération supplémentaire) Un engagement de plaquette à vérifier Une puissance de coupe à redéfinir (puissance machine) Un bridage pièce à recalculer


5. Validation du moyen de production 5-1 Analyse de la pièce

Spécifications significatives Les spécifications qui justifient cette stratégie sont :

appliquée à la surface PL3 et à la surface opposée PL1.

appliquée à l'alésage AL1 Directions d’accès optimales

5-2 Exploitation des résultats

Justification du moyen de production

Implantation sur C.U. Exemple de modélisation

Il y a 3 directions d’accès coplanaires et perpendiculaires. Un seul posage sur un centre d’usinage 4 axes avec 3 positions de palette permet l’accès à ces 3 groupes de surfaces. Un centre d’usinage horizontal palettisé est un moyen adapté.

Les indices 1, 2 et 3 sont interchangeables.

La position angulaire de la pièce dans le plan (x, z) n’est pas imposée.


6.Étude de la liaison pièce/porte-pièce/machine

Conclusion : Si on souhaite accéder à toutes les faces d’une pièce, avec des outils courts, il est souhaitable de la placer au centre de la table


Repères et origines


Origines : Le choix de 3 Origines Programme rend les cotes programmées plus lisibles pour le régleur MOCN et facilite les corrections éventuelles à apporter dans les réglages de la machine Pour OP2 Equation du Dec Z = Opp,O2.z + O2,Op.z+ Op,OP2.z

DecZ = -180,12 + 198.26 + 257 = 275.14 mm

7 Couple outil matière

Paramètres de coupe

Surfaçage avec Octomil « gros débit »

Valeurs de base Valeur Optimisée

Nombre de passes

Surfaçage ∅ Vc fz

Z

Vc fz n Vf

ap de

base Ebauche Finition

Plans PL1&PL3 160 0.5 636 1591 1 1

Plan PL2

80 160 0.5 5

160*1.4=224 0.5 890 2228

8

1 1

Feed Master « rapide »

Valeurs de base Valeur Optimisée

Nombre de passes

Surfaçage ∅ Vc fz

Z

Vc fz n Vf

ap de

base Ebauche Finition

Plans PL1&PL3 215 1 855 5130 4 1

Plan PL2

80 215 1 6

215*1.4=301 1 1197 7185

1.6 (ou 1.8)

3 1

Ae= (190²-176²)/(4*190-180) = 11.65 donc ae/dc = 11.65/80 = 0.145 soit 15%

DEC X DEC Y DEC Z OP1 198.26-180.12=18.14 219.96 49.83+79.85=129.58OP2 180.06-130.23=49.83 219.96 275.14 OP3 180.12-198.26=-18.14 219.96 49.83+79.85=30.02


Renfort d'arête Hm > renfort pour éviter l’écrouissage de la matière et obtenir une coupe

Temps de coupe

Temps

d’usinage Surfaçage des

deux plans Dressage ∅ 190 Temps Total Fraise choisie

Octomil «standard»

Distance à parcourir = Coupe : ∅154*π = 483

Approche : ∅40*π/2= 62.83 Soit :546*2 plans=1091mm

Distance à parcourir = Coupe : ∅200*π = 628.32 Approche : ∅50*π= 78.54

Soit :706mm6 min

Octomil « gros débit »

1091/1591=0.686*2 passes= 1.37mn

706.86/2228=0.317*2 passes=0.63 min

1.37+0.63= 2 min

Feed Master

« rapide »

1091/5130 = 0.21 * 5 passes =1.06 mn

706.86/7185 = 0.09 * 4 passes = 0.393 min

1.06+0.39=1.45 min

- Puissance Pc = (ap.ae.vf)/(60 000 000 * η)* kc = (1.6*60*5130)/(60 000 000*0.8)*1700 = 17.44 Kw

Donc la puissance machine disponible à la broche est suffisante

8 Pente à 11°

-Tronc de cône 11°


Modélisation Nombre de passes Rt = 5 * Ra = 5 * 16 = 80 µm soit 0.08 mm Rt = fz²/(8re) donc fz² = Rt * 8 re = 0.08*8*4 = 2.56 mm donc Fz = (2.56)1/2 = 1.6 mm ∅ maxi = 230 mm (environ) et ∅ mini = 193 mm (environ) donc ∆(D-d) = 37 mm soit ∆r = 18.5 mm au rayon. ∆r/Fz = 18.5/1.6 = 12 passes Autre méthode d’usinage - Outil de forme extérieur, ou - Tourillonnage, ou - Surfaçage en 5 axes

9 Tourillonnage Avantages : - ∅ précis et réglable, comme pour un alésage intérieur à la barre - Précision indépendante de celle des interpolations circulaires de la machine - Travail très rapide : une seule plongée de 10 mm en avance travail Stratégie - Stopper la broche en position indexée : dent en haut par exemple - Décaler légèrement en Y pour décoller la dent de la surface usinée - Reculer l’outil suivant Z+ à vitesse rapide Outil spécifique Le point de jauge choisi, permet le réglage de la cote encadrée de 257


10 Contrôle au poste Spécification géométrique

Montage et procédure de contrôle - Recherche du point de rebroussement dans l’alésage coté PL1 - Mettre le repère du comparateur à zéro - Retirer le comparateur de l’alésage - Faire pivoter de 180°soit la pièce, soit le comparateur - Rechercher le point de rebroussement du coté PL3 - Vérifier que l’écart entre les deux relevés est ≤ 0.13 mm Rq : - Les défauts de forme sont considérés négligeables par rapport au défaut d’orientation.

Défaut Le défaut constaté peut être dû aux efforts de coupe appliqués sur la pièce lors de l’opération d’alésage et à la dispersion du positionnement en rotation de la palette.


11. Calcul du temps d’usinage

Embout de vérin

Calcul des temps d’opérations Machine FH 55

Unité de temps : cmin (centième

de minute) Sous- phase Opérations Outil Position

palette Rotation palette Changement d’outil Temps de coupe Total

101 Initialisation / BO 200 changemt palette / / 200

Alésage ébauche Al 1 T17 20 50 85 135

110 Surfaçage Pl1 Chanfreinage Ch1

T18

B180 / 50 150 200

120 Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 T18 B90 10 / 200 210

Surfaçage Pl3 Chanfreinage Ch4 Surfaçage Pl4

T18 10 / 250 260

Pointage Tr1-4 T19 / 50 90 140 Perçage Tr1-4 T23 / 50 240 290

130

Taraudage Tr1-4 T2

B0

/ 50 200 250 Détourage ébauche Cy1 T20 10 50 110 160 Contournage To1+Co1 T21 / 50 350 400 Alésage ébauche Al2 T1 / 50 30 80 Alésage ébauche Al3 T3 / 50 376 426 Dressage Pl5 T4 / 50 60 110 Dressage Pl6 Chanfreinage Ch5 T5 / 50 40 90

Contournage Pr1 T6 / 50 10 60 Alésage Al3 ½ finition T7 / 50 50 100 Alésage Al3 finition T8 / 50 40 90

140

Tourillonnage Cy1 finition T14

B90

/ 50 20 70

Alésage finition Al1 T9 10 50 130 180 150 Perçage Al4 T10

B0 / 50 60 110

Total : 3561

Embout de vérin

Calcul des temps d’opérations Machine OKUMA

Unité de temps : cmin ( centième de

minute) Changement,

Rotation palette Changement

d’outil Temps de

coupe Total

Nombre d’opérations pour chaque type d’opération 1 chgt+6 ¼ T 17 changmts Gain de temps pour chaque type d’opération 150+ 6x(0)=150 17x(50-10)=680 0 -830


12.Montage en panoplie

Implantation sur la palette Position B0

(Les pièces sont positionnées à la même altitude selon Y)

Critères de choix Non

co

nfor

me

Con

form

e

A re

teni

r

L’accès aux surfaces AL3, PL5… n’est pas possible

avec les outils et porte-outils du processus initial.

X

L’accès aux surfaces PL1 n’est pas possible avec les

outils et porte-outils du processus initial.

X

L’ensemble des surfaces est accessible. La position

commune des plans PL4, PL3, PL1 permet d’envisager des regroupements d’usinage.

X X

L’accès aux surfaces PL1 n’est pas possible avec les

porte-outils du processus initial (porte à faux).

X

L’ensemble des surfaces est accessible. La position non commune des plans PL4, PL3, PL1 ne permet pas d’envisager certains regroupements d’usinage.

X


Embout de vérin

Calcul des temps d’opérations

Machine OKUMA

Montage 2 pièces Unité de temps :

cmin ( centième de minute) Pièce Temps de coupe Sous-

phase Opérations Outils Position palette 1 2

Rotation palette

Changement d’outil transfert moyen

Pièce 1 Pièce 2Total

101 Initialisation / BO 50

(changement palette)

/ / / / 50

Alésage ébauche Al 1 T17 10 10 1 85 85 181

110

Surfaçage Pl1 Chanfreinage Ch1

T18

B90 X X/ 10 1 150 150 311

120

Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 T18 B180 X 10 / / 200 / 210

130

Surfaçage Pl2 Chanfreinage Ch2, Ch3 T18 B0 X 20 / / / 200 220

Surfaçage Pl3 Chanfreinage Ch4 Surfaçage Pl4

T18 10 / 1 250 250 511

Pointage Tr1-4 T19 / 10 1 90 90 191

Perçage Tr1-4 T23 / 10 1 240 240 491

140

Taraudage Tr1-4 T2

B270 X X

/ 10 1 200 200 411

Détourage ébauche Cy1 T20 10 10 / 110 / 120 Contournage To1+Co1 T21 / 10 / 350 / 360 Alésage ébauche Al2 T1 / 10 / 30 / 40 Alésage ébauche Al3 T3 / 10 / 376 / 386 Dressage Pl5 T4 / 10 / 60 / 70 Dressage Pl6 Chanfreinage Ch5 T5 / 10 / 40 / 50

Contournage Pr1 T6 / 10 / 10 / 20 Alésage Al3 ½ finition T7 / 10 / 50 / 60 Alésage Al3 finition T8 / 10 / 40 / 50

150

Tourillonnage Cy1 finition T14

B180 X

/ 10 / 20 / 30

160

*Mêmes opérations que dans la sous-phase 150

* B0 X 20 100 / / 1086 1196

Alésage finition Al1 T9 10 10 1 130 130 271 170

Perçage Al4 T10 B270 X X

/ 10 1 60 60 131

Total (pour 2 pièces) 5 360Gain de temps (3561-830)x2 –(5360) 102

Documents

DOSSIER REPONSES CORRIGÉ