m03 Analyse de Fabrication Et Gammes Dusinage-partie2-Fm-tsmfm

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ROYAUME DU MAROC

Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail Direction Recherche et Ingnierie de la Formation

RESUME THEORIQUE & GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES

MODULE 3 : ANALYSE DE FABRICATION ET GAMME DUSINAGE ( PARTIE 2 )

Secteur : FABRICATION MECANIQUE

Spcialit : TECHNICIEN SPECIALISE EN METHODE DE FABRICATION MECANIQUE

Niveau : TECHNICIEN SPECIALISE

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CHAPITRE 12 :

MTHODOLOGIE DTABLISSEMENT DES PROCESSUS DUSINAGE INFLUENCE DES CONTRAINTES DUSINAGE SUR LE GRAPHE ORDONNE (Exemple dapplication)

Le graphe ordonn initial est tabli en tenant compte de la cotation du dessin de dfinition et, lorsquelles existent, des associations obligatoires. Il faut ensuite : taire apparatre les antriorits dues aux contraintes dusinage, respecter lordre dintervention impos par les oprations lmentaires concernant chaque surface. N.B. La notion de niveau est toujours dfinie par les liaisons dimensionnelles entre surfaces, mais en superposant la cotation de dfinition, une premire approche de la cotation de fabrication. Le nouveau graphe ordonn rsultant, peut tre tabli directement partir du graphe initial, mais par souci de clart, la procdure qui y conduit sera ici dtaille (par tapes successives).

12.1. INFLUENCE DE LORDRE DINTERVENTION DES OPRATIONS LMENTAIRES Cette tape consiste faire apparatre, dans les niveaux existants, les niveaux crs par les antriorits dues aux oprations lmentaires. Pour allger le graphe, et parce que certaines dentre elles deviennent des inconnues, les liaisons dimensionnelles ne sont pas reprsentes. Ce travail peut tre effectu suivant deux possibilits : soit distinguer seulement bauche et finition pour les surfaces lmentaires (voir codage simplifi), soit distinguer successivement toutes les bauches et la finition (voir codage dtaill). La seconde solution est complte mais lourde. Comme dans la plupart des cas les contraintes dusinage ninterviennent quentre bauche et finition, la premire solution est retenue, avec cependant lutilisation du codage dtaill pour les surfaces constituant une association et non finies au mme niveau.

12.2. CHANGEMENTS DE NIVEAUX IMPOSS PAR LES CONTRAINTES DUSINAGE Cette seconde tape consiste transcrire sur le graphe ordonn tabli prcdemment les changements de niveau imposs aux surfaces concernes par les contraintes dusinage particulires. Sur le graphe ordonn ce travail peut tre conduit matriellement en utilisant un flchage particulier qui indique les divers niveaux auxquels doivent se trouver les surfaces pour respecter les contraintes dusinage (voir fig. 1). Lextrmit des flches se trouve sur une ligne rappelant la (ou les) surface(s) de niveau le plus lev imposant la succession. Conventionnellement les changements de niveaux sont toujours reprsents dans le sens des niveaux croissants (vers la droite). Les surfaces concernes par les contraintes dusinage mais nayant pas changer de niveau ne sont pas particularises. La figure 1 montre les rsultats de ces deux premires tapes appliques au galet moteur.

12.3. TABLISSEMENT DU GRAPHE ORDONN FINAL II fait apparatre le nouvel ordonnancement des surfaces par niveaux et mentionner toutes les antriorits dues aux contraintes dusinage. Elles sont notes : x. La cotation, qui dpend du processus retenu, ne figure pas sur ce graphe. La figure 2 montre le graphe ordonn final, pour le galet moteur.

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CHAPITRE 13 : APPROCHE DE LA TECHNOLOGIE DE GROUPE ( CAS PARTICULIER DES MACHINES COMMANDE NUMERIQUE )

1 . Principes de Recherche des gammes de fabrication

1 .1. Dfinitions

Toute pice mcanique volue dun tat initial, correspondant la pice brute, vers un tat final, reprsentatif du contrat de dpart quest le dessin de dfinition. La valeur ajoute reprsente lensemble des oprations (usinages, traitement, etc.) effectuer.

La gamme de fabrication est un document darchive dans lequel sont consignes, de manire chronologique et globale, les diffrentes phases de la transformation dun produit.

Une phase reprsente lensemble des oprations effectues un mme poste de travail.

Une opration met en oeuvre un seul des moyens dont est dot ce poste de travail.

Figure 1 : Chronologie de Figure 2 : Evolution Des produits. la dmarche dindustrialisation.

La chronologie de la dmarche de conception des gamines de fabrication permettant daboutir au document darchive est prsente figure 1. La varit des modes dobtention des bruts et la diversit des regroupements et enchanements doprations sont tels que le processus de fabrication envisageable pour un mme produit est loin dtre unique. Il est donc ncessaire davoir un droulement progressif avec des phases de validation intermdiaires qui porteront : entre un avant-projet et un projet, sur la compatibilit des moyens choisis avec la qualit dsire du produit; entre un projet et la gamme de fabrication finalise, sur les rsultats de la production relle.

Les choix conduisant llaboration dun avant-projet sont bass sur des critres techniques et conomiques. Ces deux approches sont parfois contradictoires et le choix dfinitif est le rsultat dun compromis, qui intgre lexigence de qualit demande. Le problme, rsum figure 2, simple poser mais difficile rsoudre, consiste donc trouver rapidement le processus le plus conomique, techniquement fiable, donnant le niveau de qualit souhait.

1 .2. Importance de la technologie de groupe Un travail important a t ralis au cours de la dernire dcennie pour rduire les temps de production. Aujourdhui la frquence des changements de produits impose, dans les services de prparation du travail, une forte rduction des temps dtudes. Cette amlioration sappuie sur la matrise des procds de fabrication dans lentreprise. Il faut, pour une nouvelle pice raliser, rechercher des similitudes avec celles dont on matrise dj la ralisation.

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Plus les similitudes seront grandes, meilleures seront la prvision et la rapidit de mise en oeuvre de la fabrication.

Cette manire daborder les processus de fabrication relve de la technologie de groupe. La figure 5.3 montre lintrt de la dmarche pour diminuer les cots relatifs la prparation, la mise au point et la non qualit.

Dans les services de prparation des fabrications, la technologie de groupe permet de rpondre rapidement aux demandes nouvelles des marchs, aux modifications apporter aux fabrications stabilises, aux nouveaux produits rsultant des innovations ralises par les bureaux dtudes. Les documents (gamme de fabrication, contrats de phases, cartes de contrle, etc.) constituent alors une relle banque de donnes consultable par lensemble du personnel travaillant la prparation du travail. Afin de retrouver au plus vite les donnes exploitables, il est ncessaire de mettre en place une classification des pices.

Figure 3 : Apport de la technologie de groupe.

1.3. Classification des pices mcaniques

La classification est base sur une analyse monodimensionnelle des pices. Il est possible de distinguer trois grandes catgories (voir figure 4).

Pices de morphologie identique et de dimensions variables On parle dans ce cas de famille de pices paramtres, la notion importante est ici le facteur dchelle (exemple : des brides coulissantes de diffrentes dimensions).

Pices de morphologie voisine et de dimensions variables La gomtrie des pices est quasiment identique (exemple : bride coulissante bride pivotante) ncessitant de faibles adaptations dans le processus de fabrication (figure 5.5). Ces deux types de pices permettent des regroupements dans lesquels il est intressant de rechercher une analogie base sur une similitude de processus. Les enchanements dusinages seront alors induits par lorganisation de latelier de production, lui- mme rsultant des tudes de fabrication de pices antrieures. Cette organisation des flux physiques reprsente, dans ce cas, le savoir-faire de lentreprise.

Pices de morphologie et de dimensions variables A contrario, si une entreprise fabrique des pices varies, seule une tude gomtrique des surfaces usiner peut aboutir des analogies de fabrication avec des pices antrieures. Comme il nexiste pas alors de similitudes bases sur les flux physiques, il devient ncessaire de transcrire les processus dlaboration sur des documents crits pour constituer la mmoire de lentreprise.

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Nous allons, par la suite, nous intresser cette dernire catgorie de pices. Ce cas, qui est le plus difficile et le plus complet, correspond la situation de nombreuses entreprises de sous-traitance mcanique.

Figure 4: Classification des pices mcaniques.

Figure 5: Pices prsentant des similitudes de processus.

2. Dmarches dlaboration des gammes de fabrication

Les analyses morphologiques montrent que lon peut sparer les pices mcaniques en deux grands groupes qui sont: le groupe des pices cylindriques; le groupe des pices prismatiques.

La figure 6 prsente, selon le groupe dappartenance des pices et le savoir-faire de lentreprise, les principales dmarches dlaboration des gammes de fabrication. Elle fait apparatre : une similitude globale de la dmarche, quelle que soit la nature des pices, qui conduit aprs ralisation et validation un archivage reprsentant un nouveau savoir- faire pour lentreprise; une diffrence concernant le mode daccs la mmoire (le codage nintresse que les pices cylindriques); lexistence de structures types pour les gammes de pices cylindriques avec en Consquence une tape particulire note 5 pour ce type de pices.

Analyse morphologique globale A partir du dessin de dfinition ou de la pice relle on dtermine si le produit Fabriquer relve du groupe des pices cylindriques ou de celui des prismatiques. Cela Consiste identifier les pices cylindriques partir de lune des proprits gomtriques suivantes : la gomtrie gnrale comporte un axe de rvolution; la gomtrie des surfaces usines comporte un axe de rvolution; la majorit des surfaces comporte un axe de rvolution; lensemble des surfaces possde plusieurs axes de rvolution parallles.

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Ces proprits permettent didentifier la plupart des pices mcaniques relevant du Groupe cylindrique.

Toutes les autres pices ne possdant pas au moins une de ces particularits seront Considres comme prismatiques.

Figure 6 : Dmarches dlaboration des gammes de fabrication

Analyse des surfaces lmentaires Une surface lmentaire est une surface gomtrique simple (plane, cylindrique) que lon ne peut plus gomtriquement dcomposer.

A partir de lanalyse des spcifications dimensionnelles et de rugosit relatives chacune des surfaces usiner Constituant la pice, des tableaux comme celui de la figure 7 permettent de faire une premire prvision relative au nombre doprations effectuer en fonction des niveaux de qualit souhaits (tat de surface, prcision dimensionnelle, etc.). Ceci constitue un premier lment prendre en compte dans la dtermination du nombre doutils employer.

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Figure 5.7 : Choix du nombre doprations.

Codification monodimensionnelle pour les pices cylindriques ou identification de formes pour les pices prismatiques La codification nest pas un but en soi, elle reprsente simplement un moyen rapide de consultation de la mmoire de lentreprise par comparaison de codes chiffrs. A ce jour, seules les pices cylindriques peuvent tre facilement codes. Les pices prismatiques prsentant une grande diversit de formes, elles sont dcomposes en un ensemble de formes gomtriques de base qui sont rpertories. Ces deux approches fort diffrentes expliquent les deux dmarches qui seront dveloppes dans les paragraphes 3.1 et 4.1.

Examen de la mmoire de lentreprise Lensemble des ralisations antrieures, avec les russites et les checs, constitue le savoir-faire de lentreprise. Celui-ci est consign dans la base de donnes labore avec lensemble des documents de production mais tient aussi lexprience des hommes. Afin de rechercher lensemble des similitudes entre une pice fabrique et dautres antrieurement ralises dans lentreprise, il faut disposer dune base de donnes de production complte, fiable et trs rgulirement mise jour.

Cration du projet de gamme de fabrication On tudiera la chronologie des activits visant laborer un projet de fabrication de manire spcifique pour chaque groupe de pices dans les paragraphes 5.3 et 5.4.

Archivage des rsultats Cette action est fondamentale, elle est la source de la transmission du savoir-faire de lentreprise et de son volution. Les documents crits ont des prsentations variables en fonction des entreprises, mais les contenus sont toujours les mmes : phases, oprations, outils employs, conditions de coupe, temps dexcutions, etc.

3. Elaboration des gammes de fabrication des pices Prismatiques

Afin de faire apparatre lensemble des rflexions qui conduisent lcriture de la Gamme, on se place dans le cas o aucune pice du type propos na t prcdemment ralise dans lentreprise.

3.1. Construction du projet de gamme de fabrication

La figure 8 rsume le cheminement de rflexion conduisant au projet de gamme. A partir du dessin de dfinition de la pice, on dresse un inventaire des surfaces lmentaires auxquelles on attribue en gnral un numro didentification. Un tableau, Comme celui de la figure 5, permet danalyser chacune de ces surfaces et de connatre le nombre doprations (bauche, demi finition, finition) ncessaires.

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Figure 8 : Recherche dun projet de gamme pour une pice prismatique.

Etape 2P : identification des formes gomtriques de base En fabrication, il est souvent possible dassocier plusieurs surfaces lmentaires afin de les usiner simultanment (avec le mme outil). Cette tape consistera identifier lensemble de ces compositions de surfaces en se rfrant une base de donnes de formes gomtriques usinables et rpertories.

Le tableau figure 9 prsente de manire non exhaustive une telle base de donnes. Lassociation des diffrentes formes gomtriques permet de composer la majorit des pices mcaniques courantes. A lintrieur de cette base, une forme particulire, appele profil , permet de traiter le cas de gomtries complexes comme on peut en trouver sur des pices provenant de lindustrie aronautique entirement usines aprs forgeage.

Figure 9 : Base de donnes des formes gomtrique de base

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Etape 3P : choix des entits dusinage Ltape prcdente fait appel uniquement laspect gomtrique des formes usiner Et permet de les identifier. Il sagit maintenant de prvoir leur usinage, cest--dire de Faire un choix doutils en fonction de la machine prvue. Dfinition : une entit dusinage est lassociation dune forme gomtrique de base (exemple : le trou lam) avec un ensemble compos dune machine-outil, dun outil et de sa cinmatique de gnration. Lensemble outil/cinmatique de gnration va permettre de dfinir le type dopration (fraisage, perage, etc.) comme lillustre la figure 10. Chaque entit forme donc un tout indissociable. Il est intressant de remarquer que certains logiciels de fabrication assiste par ordinateur adoptent cette dmarche (association dune forme gomtrique, dun outil et dun cycle dusinage). La banque de donnes technologiques consiste en un inventaire des solutions possibles dusinage en termes de choix doutil et de cinmatique de gnration pour chacune des formes gomtriques de base rpertories et pour chaque machine-outil. Dans le cadre de cet ouvrage nous tudierons plus particulirement le tour CNC et le centre dusinage. Linventaire correspondant ces deux machines est fourni sous forme de fiches la fin du chapitre. Cette banque de donnes ne doit pas tre confondue avec la mmoire de lentreprise; elle va permettre de rechercher ladquation entre la forme gomtrique gnrer et loutil employer pour la machine prvue. La figure 11 donne un exemple de fiche dentit et des indications concernant son contenu.

Figure 10 : Les entits dusinage


Figure 11 Les entits dusinage. Illustration sur un exemple des prcdentes tapes

Soit le dessin de dfinition dune semelle de micro perceuse (pice prismatique; figure 12) reprsentant le contrat de dpart. La premire partie de 1 analyse conduit, comme nous lavons vu, au reprage des surfaces (figure 13). Les surfaces usines sont repres par un chiffre, les surfaces brutes principales par la lettre B suivie dun chiffre.

Un tableau tel que celui de la figure 7 permet, aprs lanalyse des spcifications propres chacune des surfaces lmentaires, la dtermination du nombre doprations ncessaires lobtention de la qualit souhaite. Par convention : - une opration : finition; - deux oprations : bauche puis finition; - trois oprations : bauche, demi finition puis finition.

La figure 14 prsente une fiche danalyse des surfaces lmentaires. Lanalyse des surfaces tant faite, on recherche sur le dessin de dfinition les formes gomtriques analogues celles rpertories dans la base de


donne (figure 9). A chacune delles correspond une fiche dentit, fonction de la machine choisie, qui va permettre de dterminer les oprations dusinage effectuer en vue de la ralisation de cette forme gomtrique. Aprs analyse complte, nous disposerons de lensemble des oprations dusinage quil convient deffectuer pour arriver au produit final.

La figure 15 prsente, ce stade, lavant-projet de fabrication la premire colonne indique les associations de surfaces lmentaires, par lintermdiaire de leur numrotation; la deuxime colonne est la traduction en langage technologique de ces associations, cest galement le titre des entits rpertories dans la base de donnes; la troisime colonne est le rsultat de la consultation des fiches entits, elle reprsente un choix de type doutil. Les antriorits technologiques indiques dans ces fiches permettent de prendre en compte les oprations supplmentaires effectuer. Ceci concerne, pour cet exemple, le perage raliser avant le taraudage.

A ce stade, nous connaissons donc : lensemble des oprations ncessaires la transformation du produit; le type doutil employer pour raliser chacune delles.

A partir de ce rpertoire doprations, il convient dorganiser la fabrication, cest--dire de regrouper ces oprations en phases; dordonnancer ces phases et de choisir les surfaces de posage permettant galement le maintien en position de la pice compte tenu des usinages effectuer.


Figure 15 Avant-projet partiel de la semelle de micro perceuse


3.2. Paramtres technico-conomiques

Il nexiste pas de solution unique conduisant la ralisation dune pice. Il est donc ncessaire de disposer de critres de dcision permettant, chaque tape, le choix dune solution technologiquement viable et se rapprochant le plus possible du cot minimum. Le schma de la figure 16 montre, pour chaque lment de la boucle liant la pice loutillage et la Machine, les critres qui conditionnent le choix dune solution. Si le cot nintervient pas directement dans la recherche de solutions technologiques potentielles, il est llment essentiel du choix de la solution finale adopter.

Figure 16 : Elments conduisant au choix dune solution

3.3. Rgles de regroupement doprations

Ces rgles comme nous le verrons sappliquent galement aux pices cylindriques.

Approche technologique La prcision du positionnement relatif des surfaces usines tient comme nous le verrons au chapitre suivant : la dispersion de mise en position dans le cas de surfaces lies gomtriquement Aux lments physiques de posage (une seule surface par axe relve de ce cas); la prcision intrinsque de la machine pour les surfaces dont les positions relatives rsultent des dplacements obtenus par la machine et des carts ventuels de la remise en position des outils. Les dispersions de mise en position de la pice sur son montage tant plus importantes que celles dues aux dplacements dans la machine (surtout pour les machines commande numrique), la gamme dusinage devra limiter le nombre de fois o la pice sera pose sur la machine (voir figure 17).

Figure 17 : Linfluence des dispersions sur lIT des cotes fabriques

Approche conomique Le but recherch est de rduire au maximum les cots de production. En consquence il faut rduire les temps improductifs et, parmi eux, les temps de montage dmontage, les temps de transfert, etc. Ceci conduit galement la limitation du nombre de montages dmontages. Ces deux approches permettent dnoncer les rgles suivantes


. Associer un maximum doprations dans une mme phase.

Ceci ne peut se raliser sans la connaissance des possibilits en termes de cinmatique de gnration, de nombre doutils, de fonctionnalit de directeurs de commande numrique, etc., des machines-outils et des outillages. Cela montre limportance des dossiers machines. Cet aspect complmentaire amne la deuxime rgle :

Exploiter au maximum les possibilits des machines et des outillages.

Ces deux critres permettent de dterminer le nombre et le contenu des phases pour une pice et une unit de production donnes. Il reste maintenant ordonnancer ces phases et faire un choix de posage pour chacune delles.

3.4. Rgles permettant lordonnancement des phases et le choix des posages

Nous avons vu que la dispersion de mise en position tait prpondrante pour la prcision de la pice usiner. La qualit de la mise en position isostatique (stabilit, prcision) est donc dterminante. Nous en dduirons des rgles concernant le pesage de la pice.

La qualit du posage doit tre le critre prpondrant pour la mise en place de la pice sur la machine-outil.

Le posage doit permettre laccessibilit maximale aux surfaces usines.

Cette rgle vise diminuer le nombre de reprises, ce qui joue sur la qualit globale de la pice, sur les temps et finalement sur le cot total; elle est en complet accord avec la rgle dassociation maximale des oprations.

Le posage doit se traduire par une ralisation du porte pice la plus simple

Cette rgle vise simplifier au maximum le montage pour rduire son cot, ce qui Entrane une rflexion plus profonde sur le choix des surfaces de dpart qui ne doivent pas tre forcment celles lies par une cote aux surfaces usines. Ltape suivante, qui consiste prvoir, par le calcul, la valeur des cotes fabriques, permettra De qualifier le processus retenu, dun point de vue dimensionnel et gomtrique. Si le rsultat est ngatif, les changements apporter seront induits par le calcul : modification de la surface de dpart suivant un ou plusieurs axes; modification dun des procds retenus; modification dun outil; modification des associations doprations.

Le posage doit permettre lablocage.

Il est impratif de maintenir la pice en position lorsquelle est soumise aux efforts de coupe, cest le rle du dispositif dablocage (serrage). La position des points de serrage est fortement induite par celle des points diso statisme (voir chapitre 10 sur les portes pices); il est donc ncessaire de vrifier ds cet instant que le serrage est possible et que les surfaces usiner restent accessibles.

Dmarche gnrale de recherche des surfaces dappuis Si lon rapproche lensemble des quatre dernires rgles, la rflexion que lon peut conduire pour aboutir au choix dun ordonnancement et simultanment de repres de posage peut se traduire par lorganigramme de la figure 18 page suivante. Cette dmarche privilgie un systme bien particulier de mise en position : un appui plan, qui procure la pice la meilleure stabilit possible, une dispersion de reprise minimale et une grande simplicit de ralisation; et un centreur-locating, qui permet de librer tout le pourtour de la pice et donne souvent des possibilits de maintien en position trs simples.


Figure 18 : Algorithme permettent le choix du rfrentiel de posage

Toutefois, la dmarche propose nexclut pas, en fonction de la morphologie de la pice traite, dautres possibilits de mise en position (voir chapitre 2). Chaque pice est un cas particulier et la solution universelle nexiste pas. Le technicien charg de la prparation doit avant tout faire preuve de bon sens et veiller toujours appliquer les rgles prcdemment tablies. Lensemble de ces rgles (R1 R6) permet de trouver un processus parmi plusieurs possibles avec, comme souci principal, le prix de revient. Son application conduit privilgier aspect conomique (association maximale des oprations rendue possible par le choix du posage, dtermin lui-mme par la volont de rendre le montage dusinage le plus simple possible), tout en visant une qualit maximale (choix de la mise en place de la pice sur la machine). Laspect technologique sinscrit dans une dmarche de vrification des solutions les plus conomiques : vrification des possibilits des outillages et des machines; vrification de la possibilit de maintien en position de la pice sous les efforts de coupe.

3 5. Avant-projet de la semelle de micro perceuse

Lapplication de ces rgles permet de proposer lavant-projet figure 19. Les points Suivants justifient les choix effectus.

Association des oprations Si lon considre la pice fixe, on peut sapercevoir que tous les axes des outils prvus pour les usinages sont parallles, il est donc possible priori dassocier toutes les oprations dans une mme phase

Machine-outil Puisque tous les axes des outils sont parallles et atteignent les surfaces usiner sans rotation de la pice, un centre vertical est suffisant dun point de vue technique. Le point de vue conomique confirme galement ce choix.


Posage La stabilit de la pice et la simplicit du montage imposent une liaison plane sur la surface la plus accessible et la plus grande : B1

La pice tant compose de plans, lorientation est choisie pour tre la plus efficace soit, sur le plus grand plan restant : B3.

La bute est mise sur le plan perpendiculaire aux deux premiers, minimisant les dfauts de mise en position et rendant les surfaces usiner accessibles, soit : B2.

Pour une meilleure comprhension de cette dernire partie se reporter au chapitre suivant paragraphe 2 traitant de la mise en position isostatique.


4. Elaboration des gammes de fabrication des pices cylindriques

4.1. Construction du projet de gamme de fabrication

La figure 20 montre le cheminement de rflexion menant au rsultat final. Comme pour les pices prismatiques, on se place dans le cas o aucune pice du type propos na dj t ralise dans lentreprise. Une pice de forme globale cylindrique est compose dun ensemble de surfaces de rvolution (cne, cylindre, plan, tore; voir figure 21), auxquelles viennent sajouter des surfaces complmentaires qui peuvent tre des plans, des rainures, des trous, des taraudages, etc. (voir figure 22).

Figure 20 : Recherche dun projet de gamme pour une pice cylindrique

Figure 22 : Exemple de pices cylindrique

Les surfaces lmentaires de non rvolution seront analyses avec la mme dmarche que pour les pices prismatiques, on aboutira donc un rpertoire doprations effectuer. Les fiches dentits utilises seront


fonction des moyens techniques disponibles, tour axe C ou centre dusinage, ou machines-outils traditionnelles, aprs analyse conomique concernant la rentabilit de ces moyens.

Les surfaces lmentaires de rvolution tant limites en nombre, les morphologies gnrales des pices de rvolution le seront galement et il devient possible de dterminer des grandes familles morphologiques. Laspect dimensionnel ne pouvant tre nglig comme facteur de diffrenciation, le classement des pices cylindriques peut se concevoir selon un aspect morphodimensionnel. Compte tenu des moyens modernes utiliss pour lusinage des pices de rvolution (tour commande numrique), les similitudes morphologiques peuvent se combiner avec des similitudes de processus. Si lon suppose que les pices sont non dformables et que lon ne fait subir ni traitements thermiques ni rectification, les processus dusinage peut tre aisment rpertoris.

La relation existant entre la morphologie gnrale dune pice de rvolution et un processus de production va permettre dlaborer pour chaque famille morphodimensionnelle une fiche processus dans laquelle les modes de ralisation possibles seront rpertoris. Le choix de lun dentre eux donnera immdiatement la gamme de fabrication de la pice de rvolution type de la famille, do lappellation gamme type . Lapplication des rgles prcdemment nonces (paragraphe 3) et une approche technico-conomique sur les moyens de ralisation des surfaces de non- rvolution permettront soit lintgration des oprations de fraisage, de perage ou de taraudage dans les phases de tournage, soit lordonnancement des phases de tournage, de fraisage et de perage taraudage.

Afin de pouvoir classer la pice tudie dans une famille et de disposer des lments pour raliser rapidement la gamme de fabrication, on commence par coder la pice.

Etape 2C : codification des pices cylindriques Lavantage du codage est la possibilit de consultation rapide de la mmoire de lentreprise. Il existe plusieurs systmes de codification dont celui du CETIM qui code la pice selon treize critres. Le rsultat obtenu est donc un code treize chiffres. Il est remarquer que, dun point de vue morphologique, ce systme a lavantage de prendre en compte lensemble des pices cylindriques quelles soient purement de rvolution ou non (voir figure 23). Afin de classer les pices de rvolution en familles morphodimensionnelles, seuls les quatre premiers rangs du code nous intressent. Nous allons voir sur un exemple comment coder une pice (quatre rangs) et retrouver la fiche processus correspondant la famille identifie par le code.

Figure 23 : codification des pices cylindrique (code CETIM )


Figure 24 : Pice axe

Soit le dessin de dfinition partiel de la pice cylindrique axe figure 24. Examinons le tableau figure 25 permettant de trouver le chiffre correspondant au premier rang de la codification. Celui-ci concerne la morphologie gnrale de la pice. On peut rapprocher les diffrents codes des proprits gomtriques prcdemment nonces des pices cylindriques.

Figure 25 : Codage rang n1

Codes 0, 1 et 2 : la gomtrie gnrale de la pice comporte un axe de rvolution, la distinction entre les trois possibilits se fait daprs le rapport entre la longueur totale et le diamtre maximal. Codes 3 et 4 : la majorit des surfaces comporte un axe de rvolution, la sparation est la mme que pour les codes 0, 1 et 2.


Code 5 : lensemble des surfaces peut avoir plusieurs axes de rvolution parallles. Codes 6 et 7 : la forme de rvolution est incomplte; suivant la portion circulaire on parle de segment (code 6), ou de secteur (code 7). En face de chaque code, des exemples de formes de pices donnent un aperu gnral des gomtries correspondantes.

Recherche du code de rang 1 de la pice axe la gomtrie gnrale de la pice comporte un axe de rvolution, do les trois codes possibles : 0, 1 ou 2; le rapport LID est gal 76/20 = 3,8


Figure 27 : codage rang n3

Codes 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7, la diffrenciation entre les codes provient : de lexistence ou non des formes intrieures; de laspect dbouchant ou borgne de ces formes; du nombre dtagements; de la position de ces tagements donnant une forme symtrique ou quelconque Code 8 : les surfaces coniques, sphriques ou le filet de mouvement participent une Liaison fonctionnelle avec une autre pice.

Recherche du code de rang 3 de la pice axe : pas de forme intrieure donc 0

La figure 28 permet de trouver le code correspondant au quatrime rang de la codification. Celui ci concerne plus particulirement laspect dimensionnel de la pice Deux lments sont pris en compte : la valeur du rapport L/D, L tant la longueur totale de la pice et D le diamtre le plus grand; la valeur du plus grand diamtre. Dans le cas de sections non circulaires sera celle du cercle circonscrit. Si la pice possde des axes parallles multiples, la valeur sera celle du plus grand des diamtres : D2 sur lexemple du tableau.

Recherche du code de rang 4 de la pice axe : longueur totale : L = 76; diamtre maxi : D = 20; rapport L/D = 76/20 = 3,8


Figure 28 : Codage rang n4.

La figure 29 rsume les rflexions ayant conduit llaboration du code de la pice exemple axe . Celui-ci tant trouv, il faut maintenant en dduire lappartenance une famille connue.

Figure 29 : code complet


4.2. Dtermination de la gamme type

Etape 3C : recherche de la fiche processus Les trois premiers rangs du systme de codification permettent de retrouver les grandes familles morphologiques, diffrencies selon leurs formes gnrales, extrieures et intrieures (exemple : arbres pleins tags extrieur, arbres creux non tags intrieur ou arbres creux tags intrieur et extrieur, etc.). Le quatrime rang les diffrencie en fonction de laspect dimensionnel (exemples : arbres pleins courts tags extrieur, arbres pleins longs tags extrieur, etc.). Le tableau figure 30 prsente la marche suivre pour globaliser les quatre premiers rangs et trouver ainsi la famille correspondant au code; seules les familles les plus courantes sont reprsentes.

Figure 30 : Tableau de correspondance entre le code et la famille de pices

Si lon reprend lexemple de la pice axe , on saperoit que : le rang n 1 donne une premire limite, qui est en fait celle des pices courtes, cor -respondant aux familles Fi, F7 et F9;

le rang n 2 nest pas restrictif pour cette pice puisque le code 5 est une possibilit Pour les trois familles potentielles; le rang n 3 donne une deuxime limite et une seule possibilit, la famille F7; le rang n 4 nest pas plus restrictif que le rang N 2. Laxe considr est donc une pice de la famille des arbres pleins courts tags lextrieur. La fiche processus F7 que lon peut extraire de la banque de donnes de lentreprise va nous renseigner sur les processus possibles employables pour sa fabrication (figure 31)


Etape 4C : dtermination de la gamme type

Pour arriver au document final qui est la gamme de fabrication, il existe une tape intermdiaire, propre aux pices cylindriques, qui est la consultation ou la cration de la gamme type. Cest une gamme particulire propre une famille de pices. Elle est construite (aprs lanalyse morphologique) partir des fiches processus, du parc machine disponible, des outillages potentiels, etc., et correspond lusinage des seules surfaces de rvolution. Les formes additionnelles ne sont pas prises en compte. La figure 32 prsente le cheminement suivre pour crer une gamme type. La fiche processus extraite de la banque de donnes de lentreprise donne diffrentes solutions possibles pour lobtention des pices appartenant cette famille selon la machine- outil envisage. Le choix de lune dentre elles est toujours dict par une tude de rentabilit laquelle se rajoute parfois une contrainte technique lie lobtention dune coaxialit entre deux diamtres de deux parties (voir figure 31: remarques). La gamme type F534 signifie : F5 : pice de la famille 5; 3 : code de la machine retenue; 4 : code du processus retenu. Si lon applique cette dmarche notre exemple ( axe ), il faut extraire la fiche processus F7 applique une unit de fabrication compose de tours commande numrique. Lanalyse du dessin de dfinition de la pice ne fait pas apparatre de Contrainte de coaxialit ce qui limine priori les processus 3 et 4 (temps dexcution importants); le travail en barre ntant pas conforme aux remarques indiques, il reste le processus n 1. La gamme type de la pice axe aura donc comme code F731. La figure .33 prsente une solution possible de reprsentation de cette gamme type.

Figure 32 : Elaboration de la gamme type Figure 33 : Gamme type de la pice axe

Etape 5C : regroupement des oprations en phases de tournage Les rgles tablies au paragraphe 3.3 pour les pices prismatiques restent valables pour les pices cylindriques celles concernant les regroupements doprations sont directement incluses dans les Fiches de processus; lordonnancement des phases consiste simplement trouver le ct de la pice qui Sera usin en premier (application de la rgle R3); le choix du posage est dict par lapplication des rgles R5 et R6, ce qui amne privilgier la prise de pice en mandrin. La figure 34 prsente lavant-projet de la pice exemple axe ce stade de rflexion. Lapplication de la rgle 3 (qualit du posage) conduit raliser en phase 10 les surfaces 1, 2, 3, 4, 5 et 8 pour ne pas avoir de reprise sur une surface filete en phase 20.


Pour une meilleure comprhension de liso statisme retenu se reporter au chapitre suivant, paragraphe 2.

Figure 34 Avant projet des surfaces de rvolution de la pice axe

4.3. Etape 6 : intgration des oprations complmentaires dans le processus de tournage

Les surfaces additionnelles de non rvolution font lobjet dune tude identique celle prsente pour les pices prismatiques. Les oprations dusinage en dcoulant peuvent sintgrer de deux manires diffrentes au processus de tournage directement dans les phases si lemploi dun tour axe C est techniquement et conomiquement possible. Il faudra donc effectuer un calcul rapide de rentabilit; par ladjonction de phases supplmentaires de fraisage ou de perage. Suivant limportance des oprations, on prendra une machine-outil classique ou un centre dusinage. L encore, le choix du moyen dcoule dune tude de rentabilit. Les rgles dordonnancement, de regroupement et de choix de posage (Ri R6) sont Toujours appliquer. La figure 35 donne un rsultat possible davant-projet de fabrication de la pice Exemple axe , on fera lhypothse que la solution prsente est la moins onreuse.


Figure 35 : Avant projet de la pice axe


5. LE CONTRAT DE PHASE

Un contrat de phase est un document labor partir de lavant-projet de fabrication, Dcrivant de manire prcise et chronologique les lments permettant : de dterminer la cotation de fabrication; dtudier les montages dusinage raliser; dlaborer le programme en commande numrique;

de mettre en place la phase dusinage sur la machine; de prvoir les contrles.

5.1. Diffrents lments entrant dans la constitution dun contrat de phase

Un contrat de phase est dit prvisionnel tant que le processus de fabrication na pas t valide par la production. Apres cette tape et d ventuelles modification, Il devient dfinitif et vient enrichir le savoir-faire de lentreprise. Le document qui le matrialise contient de nombreuses informations (voir figure 1 page suivante).

+ La partie suprieure du contrat de phase donne les lments descriptifs de la pice et de son programme de fabrication, savoir : son nom et celui de lensemble auquel elle appartient; la matire et le mode dlaboration du brut; la dsignation de la phase, la chronologie des oprations et la machine-outil employe; le nombre de pices fabriquer, la taille des lots, la cadence de production. + La zone centrale est rserve aux descriptions graphiques et comporte : la pice reprsente telle quelle sera usine en fin de phase; il est galement possible de faire ressortir les surfaces usiner en les dessinant dune couleur diffrente; lindication de lorigine programme et des axes de la machine permettant, dune part, la mesure des dcalages au niveau du directeur de commande numrique et, dautre part, lorientation dans les bonnes directions du montage dusinage sur la machine-outil; la cotation de fabrication, qui permettra la ralisation du programme et servira de base pour laborer le contrle dimensionnel; le positionnement isostatique avec indication normalise des lments technologiques pour permettre la conception de la porte pice. Les indications de serrage pourront ou non tre indiques selon que lon considre ou non quelles soient plutt du ressort du concepteur de la porte pice. La zone du bas est rserve : au descriptif des oprations dusinage et leur ordonnancement prcis; lindication des outils utiliss, avec le cas chant leur dsignation normalise (Plaquette et porte plaquette); lindication des conditions de coupe (V, s, ...) et des temps utiles permettant la ralisation du devis.


Figure 1 : Exemple de contrat de phase; semelle de micro-


5.2 Mise en position des pices

5.2.1. Mise en position isostatique

Afin dtre usine, la pice doit tre positionne par rapport la machine dans une situation telle que lon obtienne une bonne rptitivit. On recherche donc le nombre des contacts ncessaires et suffisant au positionnement.

Figure 3 : Position de la normale Par rapport au solide

Figure 4 : Nombre de normales possibles sur les surfaces gomtriques de base.

Figure 6. : Mises en position courantes; liaisons correspondantes.

o Degr de libert Tout mouvement dun solide dans lespace peut se dcrire comme tant la combinaison de trois translations selon des axes orthogonaux et de trois rotations autour de ces axes (figure 2). Ces six mouvements reprsentent les six degrs de libert du solide. Si, pour une pice donne, on limine toutes ces rotations et translations, elle devient fixe par rapport au repre dfini par les trois axes.

o Elimination des degrs de libert Afin dliminer les diffrents degrs de libert on oppose, chaque possibilit de mouvement, un contact ponctuel reprsent par une normale de reprage (figure 3). Selon la forme et ltendue des surfaces gomtriques on peut associer un nombre variable de normales de reprage. La figure 4 donne la possibilit dimplantation des normales en fonction des principales surfaces gomtriques rencontres sur une pice mcanique.

o Mise en position isostatique Llimination des six degrs de libert conduit la mise en position isostatique dune pice. La norme NFE 04-O 13, premire partie, dfinit la reprsentation symbolique des normales de reprage (voir figure 5). Le symbole de base est plac du ct libre de la matire, sur la surface spcifie ou ventuellement sur une ligne dattache, sil ny a pas dambigut. Le symbole de base est normal lappui considr. Il est ncessaire de reprsenter les symboles dans les vues o leurs positions sont les plus explicites et de les reprer dans chaque vue en leur affectant un indice de 1 6 dispos ct du segment de droite. Mettre une pice mcanique en position isostatique, cest dterminer la combinaison des surfaces gomtriques lmentaires, qui donneront un total de six normales de reprage permettant llimination de chacun des six degrs de libert. La figure 6. prsente les principales combinaisons rencontres et indique la nature des liaisons excutes.


5.2.2. Symbolisation des lments technologiques

La deuxime partie de la norme NFE 04-O 13 dfinit les symboles reprsentant sur la partie graphique des contrats de phases, les lments dappui et de maintien des pices pendant les oprations dusinage, de contrle ou de manutention. Chaque symbole (voir figure 7) est construit laide dun certain nombre de symboles lmentaires additifs dont le rle est de prciser : la fonction de llment technologique; la nature du contact avec la surface; la nature de la surface de la pice; le type de technologie de llment. Le dtail de ces symboles lmentaires est donn figure 8.


Figure 8 : Symboles lmentaires et exemples de compositions


Ces calculs feront lobjet dune prsentation complte dans les formations suprieures. On sintressera dans cet ouvrage la vrification de lavant-projet. Diffrentes mthodes de calcul existent, on privilgiera une approche globale consistant prendre en compte lhistorique des fabrications antrieures et donc les connaissances que lentreprise a de son savoir-faire. Ces lments nous amnent examiner les rsultats de la mise sous surveillance des procds antrieurs.

5.3.1. Mise sous surveillance des procds au service de la prvision

La figure 3.5 (chapitre 3) prsentait les facteurs (les cinq M) influenant les procds De fabrication. Analysons un un ces facteurs.

La main-doeuvre : si les procdures normales de mise en oeuvre sont respectes, la phase se droulant sur Une machine commande numrique, on fera lhypothse que cette composante nintervient pas de manire Significative.

Le milieu : suffisamment stable pour ne pas tre perturbant, effets ngliger priori.

La matire : les entreprises travaillent de plus en plus En assurance qualit avec leurs fournisseurs et en particulier avec les spcialistes dlaboration des bruts ou de matires premires. L encore, dans une premire approche, On fera lhypothse que ce facteur peut tre nglig.

La machine : elle est lorigine des principales causes de dispersions alatoires qui engendrent les variations de Dimensions sur les pices produites : facteur trs influent. La mthode : pour une machine donne, le choix des Outils employs (perage avec ou sans centrage), des solutions technologiques utilises pour le positionnement isostatique, etc. va galement produire des diffrences de rsultats dans les dimensions obtenues.

La mise sous surveillance des productions antrieures va permettre de dterminer avec prcision linfluence de ces facteurs que lon ramne, suite aux hypothses prcdentes, aux deux principaux : machine mthode. Des tableaux comme celui de la figure 10 peuvent tre Construits par chaque entreprise, pour chaque machine,avec une volution des valeurs en fonction des derniers rsultats; ils font partie de la banque de donnes dont peut disposer le technicien de prparation du travail. Toutes les valeurs contenues dans le tableau sont indicatives. La fiabilit des prvisions dpend de la prcision de dfinition des mthodes employes. Une dfinition prcise indiquerait, par exemple, perage direct et spcifierait le type de foret employ.

3 Cotation de fabrication

Le dessin de dfinition dune pice (gomtrie, dimensions, spcifications), qui constitue le contrat de fabrication, rsulte dune cotation fonctionnelle. Ltablissement de la cotation de fabrication consiste rechercher, pour chaque phase les cotes et spcifications fabriques garantissant le respect du contrat. Une cote fabrique est une cote entre deux surfaces usines ou entre une surface usine et une surface de mise en position, dans la phase considre (voir figure 9). Lensemble des calculs (couramment appel simulation) permet de : vrifier si lavant-projet de fabrication est faisable compte tenu des intervalles de tolrance des cotes fabriques; dterminer la valeur des cotes fabriques et les dimensions du brut (moul, forg, dbit, etc.) permettant de garantir la possibilit dusiner en respectant les donnes et spcifications imposes par le bureau dtudes.


Figure 10 : Estimation de rsultats pour le centre horizontal Ralmca 250H

5.3.2. Mthodologie de vrification dun avant-projet de fabrication

Les figures 11 15 prsentent sur lexemple de la semelle de micro perceuse du Chapitre 1 la dmarche employer (suivant un axe) pour contrler un avant-projet.

+ Mise en place des conditions du bureau dtudes (BE) sur le dessin de Dfinition La cotation fonctionnelle du bureau dtudes reprsente lensemble des cotes condi- Tions quil faut respecter. Mais elles ne sont pas toutes simuler; celles obtenues Directement par un outil (exemple : trou perc avec un foret) rsultent, en termes de Qualit, des possibilits des outillages. Les fabricants de ces outils donnent toujours Leurs limites et la vrification de faisabilit sont immdiates. Il est galement indispensable que le technicien indique la surface servant dappui pour la premire phase dusinage.


Choix des cotes fabriques dfinissant le brut La surface servant dappui pour la premire phase dusinage est celle qui positionne toutes les autres surfaces brutes dans la direction considre. En consquence, toutes Les cotes fabriques dfinissant le brut partent de la surface dappui et leur nombre est Identique celui des surfaces positionner. Lintervalle de tolrance de ces cotes est toujours donn par les normes relatives au procd dobtention des bruts.

Choix des cotes fabriques pour chaque phase dusinage Pour chacune des phases dusinage il faut : au moins une cote fabrique (par axe) liant la surface dappui avec une surface usine; un ensemble de cotes fabriques positionnant les surfaces usines entre elles, choisies de telle faon quelles concident le puis souvent possible avec les cotes du Bureau dtudes (cotes directes). Le choix de la surface usine lie la surface dappui doit tre tel quil permette Ensuite de localiser un maximum de surfaces par des cotes fabriques directes.


Etablissement des chanes de cotes Il sagit de dresser des chanes de cotes en effectuant une somme vectorielle, la cote BE tant la cote condition et les cotes fabriques les composantes. Deux grands cas de chanes de cotes existent : les surfaces dfinissant la cote BE sont toutes les deux concernes (ralises, ou Une servant dappui) dans la mme phase; alors la chane de cotes est rduite une Seule composante; Les surfaces dfinissant la cote BE sont ralises dans deux phases diffrentes, Quelques rgles sont alors prciser pour minimiser les dimensions du brut et optimiser la vrification : le nombre de composantes doit tre le plus rduit possible, une seule cote fabrique de positionnement de surface par phase doit Intervenir. Cette dernire rgle conduit quelquefois crer de nouvelles cotes fabriques venant en surabondance par rapport celles prcdemment choisies. Sur notre exemple (poursuivi figure 6.15 page suivante) la cote condition A (2 mini) a pour composantes: CB2, cote de brut issue de la phase 10; Cf712, cote fabrique en phase 20, reprsentant la valeur du rayon du trou (pas de Positionnement); Cf6, cote fabrique supplmentaire en phase 20, qui boucle la chane de cote de Manire optimale en Positionnant le trou par rapport la surface dappui.


Vrification de la faisabilit de lavant-projet La condition de faisabilit rsulte de la thorie des chanes de cotes et peut snoncer de la manire suivante IT

cotes composante IT cote condition. A chaque cote condition correspondra donc une inquation; lavant-projet sera valid si toutes les inquations sont vraies. La valeur des intervalles de tolrance des cotes fabriques est donne par des tableaux tel celui de la figure.10 rsultant de la mise sous surveillance des procds antrieurs. Il est possible de simplifier la vrification de lavant-projet en ne prenant en compte que les cotes BE bilimites, en effet les autres ne posent jamais de problmes ! La figure 15 prsente la simulation en tenant compte des cotes uni limites pour conduire lexemple de manire la plus complte

Cotes fabriques et contrat de phase Sur le contrat de phase lensemble des cotes fabriques doivent tre indiques, ce sont elles qui seront contrles en fin de phase et non pas les cotes BE. Ces dernires ne seront utilises quau niveau dun ventuel contrle final, aprs ralisation complte de toutes les phases. Les cotes de brut peuvent tre vrifies soit aprs la phase dlaboration, soit en contrle de rception si la ralisation est sous-traite.


4 Rgles concernant lordonnancement des oprations

Le contrat de phase prcise lenchanement des oprations concernes. On peut optimiser cet enchanement du point de vue technique (qualit) et conomique, en met- Tant en pratique les quelques rgles suivantes (figure 16).


Figure 16 : Rgles dordonnancement des oprations


5.5.1. Analyse des temps dexcution et de prparation La dtermination de ces temps peut provenir dune estimation, dune comparaison Avec une phase similaire, dune mesure (chronomtrage) ou dun calcul.

Temps technologique : Tt Cest le temps pendant lequel la machine travaille, celui-ci dpend des conditions de Coupe employe, voir figure 17 pour le dtail des calculs. Exemple : temps de fraisage dun plan.

Temps manuel : Tm Cest le temps correspondant un travail humain (voir figure 18).

Temps technico-manuel : Ttm Cest le temps pendant lequel loprateur et la machine travaillent conjointement la Mme tche Exemple : perage dun trou avec une perceuse sensitive.

Temps masqu : Tz Cest un temps qui correspond un travail ralis simultanment avec une autre activit. Exemple : contrle dune pice pendant lusinage de la suivante.

Temps de srie : Ts Cest le temps ncessaire la prparation (mise en place de la phase dusinage) et la clture de la phase (nettoyage dmontage) pour la srie de pices raliser.

5.5 Analyse temporelle des phases

Cette analyse a pour principal but de prvoir le droulement temporel dune phase afin : dlaborer un devis par la connaissance des divers temps entrant dans la mise en oeuvre et dans lexcution de la phase; dorganiser la production; de comparer diffrentes solutions dorganisation de poste, pour retenir une solution optimale en dcomposant tous les gestes, mouvements ou manipulations en lments Simples et chronologiques (mthode MTM). Une tude de phase complte est relativement longue tablir et ne se justifie que pour des fabrications srielles importantes. Nous nous contenterons dans cet ouvrage dune Approche globale des diffrents temps dexcution et de leur reprsentation graphique.


5.5.2. Reprsentation temporelle : les simogrammes Ce sont des reprsentations graphiques, chronologiques, des diffrents temps dexcutions, simultans ou successifs, intervenant dans une phase. Elles sont faites partir dune chelle de temps. Par convention la reprsentation est la suivante : les temps manuels sont reprsents par un double trait continu; les temps technologiques par un trait fort continu; les temps technico-manuel par deux segments parallles relis par un trait continu en diagonale. Lidentification des diffrents temps est assur par un numro correspondant leur Rang dintervention dans la phase. La figure 19 donne un exemple de simogrammes.


CHAPITRE 14 : EXEMPLES ET APPLICATIONS

Exemple N 2

Prsenter la ralisation de la pice (fig.1), en compltant les feuilles danalyse de fabrication :

Etat de surface : Ra=1,6 Ebavurer et casser les angles. Tolrances gnrale : 2768mk Fig.1 Brut : CuZn12 ( 105 ,L=33)


FEUILLE DANALYSE DE FABRICATION Phase 10

Pice Brut Machine

34

38

5

70

100

51 0

2

ANALISE DE PHASE, SOUS PHASE, OPERATIONS CONDITION DE COUPE CONTROLE

Dsignation de phase, sous phase

Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

CONTROLE MATIERE DEBIT Scier cote 330,5

TOURNAGE

Usiner face 1, cote 100,1

Usiner 2, cote 100

Usiner 5, cote 70

Percer avant trou 10

Percer 4, 38

Usiner chanfrein 3

SCIE AUTOMATIQU

TOUR //

-PORTE-OUTIL PCNL

-PLAQUETTES R 0,8- R0,2

-OUTILS A ALESER

-FORET 10

-FORET 38

20 20

1000

1000

500

0,3

0,3

0,1

0,01 0,01

P C

P C



Pice Brut Machine

8

4

76

A 40

60

10

30



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

307

308

309

310

Usiner face 8, cote 30 EBAUCHE Usiner bauche 8, 7, 9 Cotes : 30 ; 60 ; 10 Usiner bauche 4 Cotes : 40 Casser les angles 0,2x45

TOUR //

JEU MORS DOUX

PORTE-OUTIL PCNL

-PLAQUETTES R 0,8- R 0,2

-OUTILS A ALESER

50

800

800

P C



Pice Brut Machine

10

1 0

82



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

400 410

420

500 510

PERCAGE 10 -Centrer : 5 en respectant 82 -Percer : 5

AJUSTER Ebavurer

CONTROLE FINAL

PERCEUSE A COLONNE

FORET A CENTRER

FORET 5

20

20

0,02

0,02

P C


Exemple N 2

Prsenter la ralisation de la pice (fig.1),

100

1 5

M120x3

50H

7

1300

,02

5

2 x 4 5

2 x 4 5

2 x 4 5

2 x 4 5

2x45

5 03 0

0 ,8

0 , 8

Fig.1

en compltant le tableau danalyse de fabrication et en sachant que le volume de fabrication est : srie de 200 pices, la matire est en acier E 335 et le brut est prsent dans la fig. 2.

136

56

R 3

R 3 20

Fig.2



Pice Brut Machine

44

131

,7

30

56



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

1. Tournage

a) Orientation et montage de la pice

b) Dressage (bauche) 56 mm

c) Chariotage 131, 7x 30 mm

d) Perage 30 x 56 mm

e) Alsage au tour 44x 56 mm

Outil dresser

Outil charioter

Foret D=30mm

Outil alser

145

182

25

182

400

500

300

1500

0,5

0,2

0,2

0,2

P C



Pice Brut Machine

50,8-0,15

3x45

530

114

120



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

2. Tournage

a) Orientation et montage de la pice b) Dressage (bauche) 50,8 mm c) Chariotage (bauche) 121, 7x 30 mm d) Chariotage (finition) 120-0,3 x3 0 mm e) Chanfrein 3x45 f) Excuter la gorge 114 x 5 mm

Outil dresser

Outil charioter

Outil charioter

Outil saigner

182

182

182

400

500

500

500

0,5

0,2

0,2

0,2

P C



Pice Brut Machine

2x4515

47,5+

0,3

100

50,8-0,15



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm/ min

Outils de contrle

3. Tournage


b) Alsage au tour 47, 5+0,3 x50 mm

c) Alsage au tour 100x15 mm

d) Chanfrein 2x45

Outil alser

Outil alser

Outil charioter

182

182

182

1500

1500

1500

0,1

0,1

0,1

P C



Pice Brut Machine

M120x3



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm/ min

Outils de contrle

4. Filetage au tour


b) Filetage (bauche) M 120x3

c) Filetage (finition) M 120x3

d) Dmontage de la pice du mandrin

Outil fileter

Outil fileter

116

116

100

100

Gabarit de filetage mtrique


FEUILLE D ANALYSE DE FABRICATION Phase 50

Pice Brut Machine

3x45

130,5

0,2

20



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

5. Tournage


b) Dressage (finition) 50 mm

c) Chariotage (finition) 130, 5-0,20 x 20 mm

e) Chanfrein extrieur 3x45

f) Dmontage de la pice du mandrin

Outil dresser

Outil charioter

Outil charioter

182

182

400

500

500

0,5

0,2

0,2

P C



Pice Brut Machine

49,6+

0,2



Machine outils

Outillage de coupe

Vc m/ min

N Tr/ min

fz mm/ tr

Vf mm

/ min

Outils de contrle

6. Alsage au tour


b) Alsage au tour 49, 6-0,20 x x 35 mm

c) Chanfrein intrieur 2x45

d) Chanfrein extrieur 2x45

e) Dmontage de la pice du mandrin Contrle final

Outil alser

Outil alser

Outil alser

182

182

182

1500

1500

1500

0,1

0,1

0,1

P C


Exemple N 3

Hypothses : A la pice : Pice obtenue par moulage au sable en fonte (Fig.1). Lalsage vient de fonderie. Surpaisseur dusinage 2,5mm. A la fabrication : srie unique de 500 pices. Considrer lusinage comme sriel. A lquipement de latelier : machines-outils pour la fabrication des pices par moyens srie.

Travail demand : Etudier la fabrication de la srie de cette pice et rdiger lanalyse de fabrication en compltant les feuilles danalyse de fabrication.


Fig. .1


TSMFM

Ralis par :

FEUILLE DANALYSE DE FABRICATION

Dsignation

Ensemble : Matire Rf. programme: %

Pice: Brut: Machine :

Dsignation des sous phases, sous phases et oprations Pour chaque phase, sous phase prciser : dpart, appuis,

serrage M. O ./

outillages

Outils de mesurage

200 Fraisage 1 pice au montage -Rfrentiel de dpart dfini par : appui plan sur B3 en 3N (1-2-3) ; appui linaire sur B1 en 2N (4-5) ; appui ponctuel sur B2 en 1N (6) ; serrage oppos aux appuis

-Surfacer en finition 1 : 6,3

Cm= 150 +1 ; rugosit : w

Montage F200 avec touche de rglage

Fraise 140 plaquettes rapports en carbure K 10

CMD 150 +1


Ralis par :


Dsignation

Ensemble : MATIERE Rf. programme: %


Dsignation des sous phases, sous phases et oprations Pour chaque phase, sous phase prciser : dpart,

appuis, serrage M.O. /outillages

Outils de mesurage

300 Fraisage

1 pice au montage : -Rfrentiel dfini par : appui plan sur 1 en 3N (1-2-3) ; appui linaire sur B2 en 2N(4-5) ; appui ponctuel sur B1 en 1N (6) ; serrage oppos aux appuis

-Rainurer en bauche 2, 3 et 4 ; Cm= 490 +1 ; Cm = 3,50 +0,3 ; Co=13,7

-0,20

-Rainurer en finition 2, 3 et 4 ; Cm=490 +1 ;Cm = 3,50 +0,3 ; Co=14H9;

3,2

Rugosit : w

Montage F300

Fraise 3T Expansible ep.14 120 en ARS

CMD 490 +1 jauge plate double 14H9 Jauge de profil 3,50 +0,3


Ralis par :


Dsignation




appuis, serrage M.O./outillages

Outils de mesurage

400 Alsage

1 pice au montage -Rfrentiel dfini par : appui plan sur 1 en 3N (1-2-3) ; appui linaire sur 3 en 2N (4-5) ; appui ponctuel sur B1 en 1N (6) ; serrage oppos aux appuis

-Alser en bauche simultanment 5, 6, 7; Cm= 32 0,1 ; Cm=45,50,5 ; Cm=33,5

-0,2 +0,2 ; Cm=26,5

-Alser en F 5, 6 et F 7; Cm=450,5 ; Co=340 +0,2 ; Cm=26,5

-Alser en F7 ; Cm=27H7 ; 1,6 3,2

rugosit : w , w

Montage Al 400 Montage sur table avec lardan dorientation et position

3 barres dalsage avec 5 grains mise en carbure

barre+2 grains prrgls

barre +2 grains prrgls

barre + grain prrgls

TLD : 27H7 TLD : 34 Calibres : 320,1 et 450,5


Ralis par :


Dsignation





Outils de mesurage

500 Perage 1 pice au montage -Rfrentiel dfini par : appui plan sur 1 en 3N (1-2-3) ; appui linaire sur 3 en 2N(4-5) ; appui ponctuel sur B1 en 1N(6) ; serrage oppos aux appuis

-Perer en finition 2 trous 10; Cm= 250 +0,1; Co= 100 +0,5; Ca=40

-Lamer en finition 2 trous et simultanment 11et 12; Cm=110,2 ; Co=180 +0,5; 6,3

Rugosit : w -respect des conditions gomtriques

Montage P 500 Avec canons guides de perage amovible Foret 10 en ARS En ARS fraise lamer 180 +0,5 avec pilote 10

TLD : 100 +0,5 et 180 +0,2 jauge 110,2


Ralis par :


Dsignation





Outils de mesurage

600 Perage 1 pice au montage : -Rfrentiel dfini par : appui plan sur 1 en 3N (1-2-3) ; centrage court sur 7 en 2N (4-5) ; appui linaire sur 6 en 1N (6) ; serrage oppos aux appuis

-Perer en finition 9 ; Co= 5 ; Cm=200,1

-Dresser en finition 13 ; Cm=580,1 6,3

-Tarauder 8; Co=M6 ; rugosit : w Contrle final :

-Dimensions

-Spcifications

-Etats des surfaces

Montage P 600 avec canons guides de perage amovibles

Foret 5 en ARS. En ARS fraise lamer 14 avec pilote 5

Taraud M6 avec appareil tarauder

CMD : 580,1 Jauge : 200,1


Exemple N 4

Soit la pice PALIER VERTICAL avec le dessin de dfinition de la pice usine (fig.1).

Hypothses : A la pice : Pice obtenue par moulage au sable en fonte. Lalsage 30 vient bauche de fonderie. Surpaisseur dusinage 2,5mm. A la fabrication : srie unique de 3000 pices par cadence de 750 pices /mois. Considrer lusinage comme sriel. A lquipement de latelier : machines-outils pour la fabrication des pices par moyens srie.

Travail demand : Etablir la gamme dusinage en compltant le document ci-joint :


500,7

240

,131

8min2

M8

16

51

150

,7

1,6

1,6

18H9 0,03

+0,15

0

+10

+0,2

0

5+0

,20

0,8

2+1 0

2 3

5

9

12

86

11

10

7

1

45 45

301

R 6+ 0 ,10

250,3 3 0 H 9 0,1 1

2-3 0,1 5

2-3 0,1 1


FEUILLE DANALYSE DE FABRICATION Phase 10 Dsignation

Ralis par : Ralis par : Ensemble : MATIERE Rf. programme: % Ensemble :

51

150

,7

S

Ua1=

0,5+0

,20

Up1=

150

,7

s=2,5

(min)

B1

B2

B3

Dsignation des sous phases, sous phases et oprations .Pour chaque phase, sous phase

prciser : dpart, appuis, serrage M.O./outillages

Outils de mesurage

Opration N1 Dressage bauche cote Ua1=0,50+0,3

Opration N2 Dressage finition cote Ua2=150,7

Isostatisme :

-Elimination de 1 degrs de libert sur la surface (B2) oppos la surface usine ( appui palonn) -Le V sur B3 (Elimination de 2 degrs de libert) -Le centreur court (Elimination de 2 degrs de libert) -Bute sur le surface B1 (Elimination de 1 degrs de libert) -Serrage sur le V

-Fraiseuse horizontale de production -montage porte pice sur querre -Fraises surfacer en carbure -plaquette carbure nuance K30 -Fraises en carbure -plaquette carbure nuance K30

-C.M.D. 150,7





serrage M.O./outillages

Outils de mesurage

Opration N1 Dressage Cote Ua5=55 0+0,1 Opration N2 Alsage et dressage cotes Ua6=14,9

-0,20 et Ua8=310+0,1

Opration N3 Alsage et dressage cotes Ua7=15 0+0,2 et Ua8=31 0+0,1 Isostatisme -Elimination de 3 degrs de libert sur la surface (1) usine qui permet de respecter la tolrance de perpendicularit par transfert de rfrentiel (appui palonn par serrage) -Le V (Elimination de 2 degrs de libert) -Bute sur le surface B1 (Elimination de 1 degrs de libert) -Serrage sur la surface B2

-Tour automatique cycle -montage porte pice sur querre -porte plaquette -plaquette carbure nuance K30

-porte plaquette -plaquette carbure nuance K30

Montage de contrle pour les cotes : Ua4 ;Ua5 ;Ua8 -T.L.D. 30H9




S

2-3 0,1 1

Up10=500,07Ua12=5

+0,2

0 Uo=18H9

2-3 0,1 5

1

5

S

S

B1

23

B2


serrage M.O./outillages

Outils de mesurage

Opration N1 Rainurage surfaage simultan des cotes : Up 10=500,7 Uo=18

-0,020

Ua12=50+0,02 Isostatisme - appuis plan sur 1.Elimination de 3 degrs de libert. - centreur court sur 5(Elimination de 2 degrs de libert) - bute sur le surface B1 (Elimination de 1 degrs de libert) - serrage sur B2

-Fraiseuse horizontale de production - pice monte sur querre -fraise 3 taille denture alterne en ARS : alsage 25,4 ; paisseur 18

-T.L.D.18 H9 ; -C.M.D. 50+0,02 -montages de contrle pour les conditions gomtriques



Ralis par : Ralis par : Ensemble : Matire Rf. programme: % Ensemble :

B8

1

SB4

2

S

B 2

300

,1

.4 5 .45

12+0

,20 R 6

+ 0 , 10

51

1012

9



Outils de mesurage

Opration N1 Fraisage de 10 et 12 Cotes : U o1=12+0,20 Up1=300,1 Up2=45 Opration N2 Fraisage de 9 Cotes : U o2=51

Isostatisme : -appuis sur 1.Elimination de 3 degrs de libert. -orientation sur 2. (Elimination de 2 degrs de libert) -but sur le surface B2. (Elimination de 1 degrs de libert) -serrage sur B4 et B8.

-Fraiseuse de production -montage de fraisage -fraise deux taille A.R.S. 12

-Fraises surfacer en carbure D=20 -plaquette carbure nuance K30

-T.L.D. 12+0,20 montages de contrle pour 300,1




SS

1

2

B5

B2



Outils de mesurage

Opration N1 Perage et lamage de 8 et 11 Cotes: U o=6,75 Up15=16+0,20 Up16=2+10 Isostatisme : -appuis sur 1.Elimination de 3 degrs de libert -orientation sur 2. (Elimination de 2 degrs de libert) -bute sur le surface B5. (Elimination de 1 degrs de libert) -serrage sur B2. (oppos aux appuis.)

-Perceuse colonne -montage de perage quip de canons- guides fixes -foret tag A.R.S. 15x 6, 75 longueur utile 20

-montage de contrle pour les cotes -Up15=16+0,20 -Up16=2+10


Exemple N 5

Soit la pice SUPPORT AX avec le dessin de dfinition de la pice usine (fig.1).

Hypothses : A la pice : Pice obtenue par moulage au sable en fonte. Surpaisseur dusinage 2,5mm. A la fabrication : srie unique de 3000 pices par cadence de 100 pices /mois. Considrer lusinage comme sriel. A lquipement de latelier : machines-outils pour la fabrication des pices par moyens srie.

Travail demand : Etablir la gamme dusinage en compltant le document ci-joint :






Outils de mesurage


FEUILLE DANALYSE DE FABRICAION Phase 30 Dsignation


Dsignation des sous phases, sous phases et oprations .Pour chaque phase, sous phase prciser : dpart, appuis, serrage M.O./outillages

Outils de mesurage


Exemple N 6 ( TSMFM2008 )

Soit raliser la pice reprsente dans la figure 3

En utilisant les documents contrat de phases il vous est demand de rdiger les contrats de phases en respectant les points suivants : -Succession des phases -reprage des surfaces usiner en trait fort ou en couleur -Isostatisme -Cotation de fabrication (justifier par calcul les transferts de cotes ventuels) -Conditions de coupe -Outillages de coupe et vrifications -Machines outils Hypothses : -le brut a une surpaisseur dusinage de 2,5 mm -lalsage 25 vient bauch de la fonderie. -la fabrication est considre srielle (100 pices/mois/ 3ans).

/4 /1 /4 /3 /1 /1 /1


B1

F1

F3

F4

F1

D1

D1

F1

D

1

B2

B2D2

D3

NOTA:-Quantit:100 pices/moispendant 3 ans-Matire:EN-GJS-HB 230

-10 H7

- 6H8-B=surfaces brute-F=surfaces plane usines-D=urfaces cylindriques usines

+0,015 0

+0,022 0

87

CONTRAT DE PHASE :

Etablissement

Ensemble : boite de vitesse

Machine :

Dsignation pice : corps Porte - pice : Page : N Matire : EN-GJS-HB 230 Date : Nb . de pices : 100

Dessin :

Opration dusinage Elments de coupe Outillages N Rep. Dsignation Vc

m/mn n tr/mn

Fz mm/dnt

Vf mm/min

ap mm

Fabrica- tion

Verifica- tion


Exemple N 7 ( TSMFM2008 )

Soit la pice AXE DARTICULATION dont dessin ci-joint ( page 6/10) ; brut obtenu par matriage chaud . Le programme de production est de 3000 pices par cadence de 600 pices par mois On demande de rdiger lanalyse de fabrication de cette pice sur les fiches de phases ci jointes ( pages 7/10 10/10 ).

Barme de notation Critres dvaluation Notation Succession des phases et machines outils 2 Dessin de fabrication ( croquis de phase ) 0,5 Isostatisme et porte pice 3 Cotation de fabrication (justifier par calcul les transferts de cotes ventuels) 3 Succession des oprations dusinages 1 Outil de coupe et conditions de coupe ( Vitesse de coupe et avance ) 2 Vrificateur 0,5


2 22 2

sur 108

PHASE :

Machine :

Dsignation pice :

Page N /

Matire : Nb de pices :

Porte pice : Date :

Oprations dusinage Elments de coupe Outillages N Dsignation Vc

m/mn N tr/mn

f mm/tr

Vf mm/mn

ap mm

Fabrication Vrificateur

sur 108

Exemple N 8 ( TFM-2009 )

Soit la pice MANDRIN PORTE FRAISE

Hypothses :

Pice : Brut sein ( non corrod ) obtenue par estampage . Surpaisseur dusinage 3 mm. ( voir dessin de brut ) Programme de production: Petite srie de 500 pices avec un cadencement de 60 pices par mois.

quipement de latelier : machines-outils pour la fabrication des pices unitaire et des petites sries.

Conditions mthodes : VALEURS USUELLES DES COPEAUX MINIMA

Modes dusinage Oprations Copeau minima Ecrotage* 1,5 3 Ebauche sans crotage 1 Ebauche aprs crotage 0,5 Demi finition 0,5

Tournage Fraisage Finition 0,2 Rectification Finition 0,05 Rodage Finition 0,03 Brochage Finition 0,05

NB : * Ecrotage : cest lusinage de la premire couche corrode du mtal

VALEURS USUELLES DES TOLERANCES ECONOMIQUE Mode dusinage Ebauche Finition Finition Sciage 2 - - Tournage Fraisage 0,5 0,25 0,05 Perage 0,3 0,1 0,1 Alsage denveloppe 0,3 0,15 0,03 Alsage de forme 0,2 0,1 0,03 Rectification 0,2 0,05 0,01 Brochage 0,1 0,03 0,01 Rodage - - 0,005

Travail demand :

Pour constituer le dossier de fabrication de cette pice on vous demande de rdiger les contrats de phase sur les imprims f

Documents

m03 Analyse de Fabrication Et Gammes Dusinage-partie2-Fm-tsmfm