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Processus de production
1
CONTENU DU COURS
Chapitre I : Gnralits sur la mise en forme de la matire
I- Introduction
II- Principe de quelques procds de mise en forme
III- Mise en position isostatique et maintien dune pice
Chapitre II : Le tournage
I- Les diffrents organes dun tour parallle
II- Principales caractristiques dun tour
III- Les mouvements relatifs outil-pice
IV- Les tours
V- Les outils de tournage
VI- Gnration des surfaces sur le tour
VII- Montage des pices en tournage
VIII- Les conditions de coupe en tournage
Chapitre III : Fraisage
I- Introduction
II- Les fraiseuses
III- Les outils de coupe en fraisage
V- Position relative de la pice par rapport la fraise
VI- Usiner en fraisage
VII- Dtermination des conditions de coupe
Chapitre IV : Les travaux de perage, alsage et taraudage
I- Dfinition
II- Liaison entre les principales parties dune perceuses
III- Les mouvements de coupe et davance sur une machine-outil
VI- Classification des machines
V- Les outils de coupe
VI- Choix des outils et des conditions de coupe
Chapitre V : Choix des conditions de coupe
I- Phnomne dusure
II- Choix des conditions de coupe
III- Puissance de la coupe
Chapitre VI : Gnralits sur les mthodes dusinage
I- Dfinitions
II- Rgles principales
III- Applications
ANNEXE
Processus de production
2
CHAPTRE I
GENERALITES SUR LA MISE EN FORME DE LA MATIERE
Processus de production
3
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA MISE EN FORME DE LA MATIERE I- Introduction
On remarque daprs lorganigramme prcdent que les procds de mise en forme des mtaux sont
fonction de ltat de la matire.
* En coquille
sous pression
* En coquille
par gravit
* Centrifuge
Etat de la matire
Etat liquide
Moulage
Etat solide Poudre
Faonnage Frittage
* Laminage
* Estampage
* Forgeage
* Meulage
* Rectification
* polissage
Abrasion
Sans enlvement de matire
Formage
Avec enlvement de matire
Dcoupage Usinage
Par liaisons permanentes
Assemblage
* Soudage
* Collage
* Rivetage Mtaux
massifs Mtaux en
feuilles
* Pliage
* Emboutissage
* Fluotournage
* Cisaillage
* Oxycoupage
* Poinonnage
Par coupe
loutil tranchant
Non conventionnel
* Tournage
* Fraisage
* Perage
Moule
Permanent Moule non
Permanent
*A modle permanent
-En sable
-En cramique
-En carapace
*A Moule fusible
-Cire perdue
Energie mcanique Energie chimique Thermochimique
* Jet deau
* Jet deau + abrasif
* Chimique
* Electrochimique
* Laser
* Electrorosion
Processus de production
4
Ils peuvent tre classs en trois grandes familles.
A partir de ltat liquide Moulage.
A partir de ltat solide Faonnage.
A partir de ltat pulvrulent (Poudre) Frittage.
II- Principe de quelques procds de mise en forme
Le tableau suivant donne les procds les plus frquemment utiliss :
Processus de production
5
Pro
fil
s
Pro
fil
s
Tournage
M : Tour E : Pices de
rvolutions
Fraisage
M : Fraiseuse E : pices
prismatiques
Rabotage
M : Etau-limeur
Raboteuse E : Banc de M.O
Perage
M : Perceuse E : Trous,
alsage, taraudage
Sciage M : Scie ruban
Scie alternative E : prparation
dbauches
Cisaillage
M : Cisaille E : Tles
Abrasion Mcanique
M : Rectifieuse E : Finition des
pices (cotes 0.01 et moins)
Abrasion chimique
M: Electrorosion E : Ebavurage
Matrice pour estampage, moule mtallique
OXYCOUPAGE
M : chalumeau
Oxycoupeur Pour toles fortes E : btis de
machines, boggies
SOUDAGE (mme mtaux) BRASAGE
(mtaux diffrents)
Procds -Chalumeau -Arc lectrique -Rsistance -Friction
M
tal
en
fus
ion
Moulage en sable
Autres procds -A la cire perdue -En carapace
Processus de production
6
Moulage en coquille
-Par gravit -Sous pression
M
ta
ux
en
po
ud
re
Frittage
M : Presse E : Bague auto
lubrifiante Plaquette doutils carbure
Lo
pin
Estampage
M : marteau-
pilon, Presse
Laminage
E : profils
M
tau
x e
n f
eu
ille
s
Pliage
M : presse
plieuse (surfaces dveloppables) E : lments de
carrosseries
Emboutissage
M : presse
(surfaces non dveloppables) E : lments de carrosseries
Repoussage ( e constant) Fluotournage
( e non constant)
M : tour repousser
N.B : M : Machine ; E : Exemple demploi
III- Mise en position isostatique et maintien dune pice :
Pour usiner une pice il faut :
La mettre en position isostatique pour liminer les six degrs de libert ;
La maintenir pour quelle garde la mme position sous leffet des efforts de coupe.
Les axes de dplacement des machines-outils constituent un rfrentiel de base OXYZ.
Processus de production
7
La fabrication des pices en srie impose que les pices occupent une et une seule posit ion par
rapport aux outils.
Une fois la pice est mise en position, il faut limmobiliser pour quelle puisse supporter les efforts de
coupe.
Processus de production
8
Exemples :
1- Pices prismatiques :
2-Pices cylindriques :
Longues (LD) :
Courtes : (L D )
Mise en position isostatique dfini par : -. -. Maintien dfini par : -.
X
Y
Z
X
X
Rfrentiel de mise en position dfini par : -.. - -. Maintien dfini par : -
33
X
Y
17
37
Rfrentiel de mise en position dfini par : -. -. Maintien dfini par :
-.
Y
43
66
Processus de production
9
APPLICATIONS
Faire le reprage isostatique des pices suivantes pour pouvoir usiner les formes en traits forts,
en tenant compte des tolrances et des tendues de surfaces.
Exercice 1 :
a) b)
Exercice 2 :
a) b)
36 32
10
36 32
10
Z
X
X Y
X
Y
Processus de production
10
Exercice 3 : montages usuels utiliss en tournage.
a) Montage en lair :
b) Montage mixte :
c) Montage entre pointes :
Rfrentiel de mise en position dfini par :
Donnes :
Rfrentiel de mise en
position dfini par :
Donnes :
Rfrentiel de mise en
position dfini par :
..
Processus de production
11
CHAPITRE II LE TOURNAGE
Processus de production
12
CHAPITRE II LE TOURNAGE
I - Introduction.
Le tournage est un procd dobtention des pices de rvolution par enlvement de matire en
utilisant un outil tranchant.
I.1 - Les diffrents organes dun tour parallle.
II.1.1- Liste des organes dun tour parallle (Voir Figure- 1 -).
A : Banc ou bti B : Poupe fixe ou motrice C : Broche D : Tranard E : Poupe mobile F : Moteur G : Poulie H : Courroies trapzodales I : Boite de vitesses des avances J : Levier de changement de vitesse de la broche K : Levier inverseur du mouvement des avances. L : Train dengrenages de liaison entre la broche et la boite de vitesse. M : Levier de changement de vitesse de la broche. N : Vis mre. O : Levier dembrayage de lcrou de la vis mre. P : Barre de chariotage. Q : Levier dembrayage de la transmission du mouvement de la barre de chariotage au tranard. R : Tourelle porte-outil S : Chariot suprieur ou chariot porte-outil. T : Chariot transversal. U : Chariot principal ou infrieur V : Manivelle de commande de tranard W : Barre dembrayage du mouvement de la barre de chariotage. X : Contre-pointe Y : Volant de commande du dplacement de la contre pointe. Z : Levier dembrayage gnral et frein. A1 : Support de train dengrenage. C1 : Mandrin V1 : Manivelle de commande de T. V2 : Manivelle de commande de S. S1 : Glissire orientable.
Processus de production
13
Figure -1- Liste des organes dun tour parallle
Processus de production
14
I.1.2- Liaisons entre les diffrents organes dun tour parallle.
Figure- 2 liaisons entre les diffrents organes du tour parallle
II- Principales caractristiques dun tour
Parmi les caractristiques nous citons :
longueur entre pointe (Lep), suivant les modles de 0.5 10 m ;
hauteur des pointes (Hp) 100 500mm, elle caractrise le diamtre maximal des pices usinables
sur le tour ;
puissance du moteur 1 25 KW, elle permet de dfinir la section maximale admissible du copeau ;
gamme de frquence de rotation de broche et gamme des avances longitudinales et transversales
par tour de pice.
Unit de rotation
(1) poupe fixe (2) broche
P.P Pice
Ou
til
P.O (4)
Coulisseau porte outil orientable (11)
Unit de transmission
-Longitudinale- Trainard (8) -transversale - chariot (9)
Boite des
vitesses davances (3)
Moteur
1 ou 2 vitesses
Vis mre (10)
Boite des
vitesses de coupe
Barre de chariotage (7)
Porte pice ou
porte outil
secondaire la
contre poupe (6)
Bti
Processus de production
15
Exemple : TOUR CAZENEUVE HB 500 (Voir Figure -3-)
Figure -3- Tour CAZENEUVE HB 500 (Moteur : 9 kW)
Vitesses de la broche
200 32 40 5O 65 80
100 125 160 200 250 315
400 500 630 800 1 000 1600
III- Mouvements relatifs entre loutil et la pice usiner
Mouvement davance Mouvement de coupe Mouvement de pntration
Pice
Outil
Figure 4 : travail extrieur
Figure 5 : travail intrieur
13
00
Caractristiques
Hauteur de pointes 200 mm admis au-dessus du banc 500 mm admis au-dessus du tranard 448 mm
admis au-dessus des chariots 220 mm
Distance entre pointes 1000 mm
Course maxi transversale 280 mm Course maxi chariot sup. 140 mm
Course maxi fourreau contre pointe. 150 mm
Pas de la vis-mre 5 mm Section maxi-outils 20 x 20
Alsage broche 40,5 mm
Conicit broche CM 5
Conicit contre Pointe CM 5
Pas mtriques 3,75 4 4,5 4,75 5 5,5 6 6,5 7
1,5 2 2,25 2,375 2,5 2,75 3 3,25 3,5
0.75 1 1,125 1,1875 1,25 1,375 1,5 1,625 1,75
Avances : transversale et longitudinale 1/10me
du pas
Les mouvements relatifs entre loutil et la pice dans le cas de tournage sont :
Mouvement de coupe (Mc): Cest le mouvement principal qui permet la coupe de la
matire il est donne par rotation de la pice usiner
Mouvement davance (Ma ou Mf) : cest le mouvement rectiligne donn loutil.
Celui-ci se dplace suivant la surface usiner afin de rencontrer la matire enlever.
Mouvement de position (pntration) (Mp ou Mf) : Cest le mouvement qui dtermine la
profondeur de coupe il rgle la profondeur de passe, donc lpaisseur du copeau.
Processus de production
16
IV- Les tours On peut les classer en deux catgories IV.1- Le tour semi-automatique
Destination Particularits
Usinage de petite
et moyenne srie
Pices prisent dans
la barre et
trononn
en dernire
opration
Nombre de poste portes-
outils (figures 6et 7)
Nombre de bute de fin
de course
Action de loprateur
* 4 sur la tourelle avant
* 1sur la tourelle arrire *
6 ou 8 sur la tourelle
rvolver qui est axe
vertical ou horizontal
* Sur chaque poste de la
tourelle rvolver on peut
monter un porte-outil
pouvant recevoir 2 ou 3
outils
* 1 sur le chariot de
copiage
* Pour la tourelle avant :
- 4 pour les
dplacements
longitudinaux
- 4 pour les
dplacements
transversaux
* Pour la tourelle arrire1
*Pour la tourelle revolver
6 ou 8 pour
les dplacements
longitudinaux
Il commande
essentiellement :
* Le serrage de la pice ;
* Les mouvements
automatiques des
chariots
* La rotation de la tourelle
rvolver (elle se produit
en fin de recul du chariot
porte tourelle)
Figure 6 : Diffrentes postes porte-outils dun tour semi-
automatique
Figure 7 : porte-outil 3 postes
Les tours parallles : Il sont rservs aux travaux unitaire et en petite srie.
Les tours spciaux automatiques et semi automatiques : ils sont destins au travail en srie.
LES TOURS
Processus de production
17
IV.2- Tours automatiques
Aprs rglage, ils ne ncessitent pas la prsence permanente de loprateur.
On distingue deux classes
IV.2.1 les tours mono broches
Ils sont drivs directement du tour semi-automatiques tourelle rvolver.
On y retrouve pratiquement les mmes postes outils mais le cycle de dplacement des chariots est
automatique
Machines programmes convertibles
Principe de fonctionnement Domaine dutilisation
Les longueurs des courses et lordre de droulement des diffrentes
oprations sont assures par des cames.
Tout changement de la pice entrane un changement de came et un
rglage complet dont la dure est trs longue
Trs grandes
Pices prises dans la
barre
Machines programmes modifiables
Les machines commande programme
Les machines commande numrique
Principe du fonctionnement
Domaine dutilisation
Principe du fonctionnement Domaine dutilisation
Les diffrentes
positions des organes
mobiles sont obtenues
par des butes (de fin
de course).
Lordre de
droulement des
diffrentes oprations
est assurs par un
programmateur
utilisant comme
support de
programme : une
matrice fiches diodes
une carte
perforeetc.
Petite et
moyenne
srie
Les diffrentes positions des organes
mobiles sont commandes
numriquement en partant du
programme introduit dans la machine
par une bande ou par un pupitre de
programmation.
Le changement de programmation est
trs rapide.
La commande numrique est
beaucoup plus souple et plus rapide
mettre en uvre que la commande
programme
Cette dernire tend disparatre
On trouve des tours
commande numrique
conus pour :
-la grande srie ils sont
quips de tourelle
rvolver et permettent un
approvisionnement
automatique des pices
-la petite et moyenne
srie extrieurement ils
se prsentent comme
des tours parallles
amliors mais dans ce
cas le cycle dusinage
est entirement
automatique
Tours automatiques
Les tours multibroches Les tours monoblocs
Machines programmes convertibles
Machines programmes modifiables
Les machines commande programme
Les machines commande numrique
Processus de production
18
V- Les outils de tournage :
Un outil est caractris par sa partie active
V-1 outils en acier rapide (ARS) pour travaux dextrieur
V-2 outils en acier rapide (ARS) pour travaux dintrieur
Partie active
Cramique Acier rapide NFE 66-361 371
Plaquettes HES brases NFE66-331 343
Plaquettes amovibles jeter
Carbure
Processus de production
19
V.3- Les outils plaquette de carbure :
Processus de production
20
VI- Gnration des surfaces sur le tour
VI.1- Formes extrieures
Processus de production
21
VI.2- Formes intrieures
Processus de production
22
VII- Montage des pices en tournage VII.1-Montage en lair (figure 8) Le montage des pices seffectue laide des mandrins (exemples : figures 9 et 10)
Figure-8- Figure-9- Figure-10- VII.2-Montage mixte (figure 11) Figure-11- VII.3-Montage entre pointes (figure 12) Figure-12- Montage entre pointes figure -13- Le plateau pousse-toc Cas Pices trs flexible (figure 14) :
Figure -14- Montage avec lunette suivre En cas de pices trs flexible lorgane de soutien est une lunette.
La pice doit tre centre. La mise en position et le blocage sont assurs par deux pointes places
lune dans le nez de la broche lautre dans le fourreau de la contre pointe, lentranement, est
assur par un organe (toc ou collier (figure 13))
Si la longueur libre de la pice devient
importante on utilise un montage entre
mandrin et pointe, dit montage mixte.
Processus de production
23
VII.3.1-Rglage de la contre poupe pour raliser une pice cylindrique
Pour excuter une pice cylindrique, il ne suffit pas de se fier aux repres, mais il faut encore vrifier
cette position, soit avant de commencer le travail, soit en cours dexcution.
VII.3.2- Rglage prcis avant de commencer le travail.
Figure -16- Montage entre pointes
Il seffectue laide dun comparateur et un cylindre rectifi (figure 16).
Le cylindre (C), de diamtre quelconque et de longueur L sensiblement gale celle de la pice
usiner, est mont entre pointes.
Un comparateur (A), dont la touche est place hauteur des pointes, est fix sur le porte-outil. Par le
dplacement du tranard (T), on amne successivement le comparateur aux extrmits du cylindre. Il
indique les carts et les rglages transversaux F et F1 qui doivent tre effectus sur la contre poupe
pour assurer le rglage.
VII.3.3-Rglage par calibrage
a- Pour lusinage de pices courtes ou de moyennes longueurs.
Aprs avoir plac les repres de la contre poupe
en concordance, on excute une lgre passe de
chariotage L, aussi longue que possible, sur
la partie usine de la pice (figure 17) , puis on vrifie
les extrmits et on corrige la contre poupe
jusqu' ce que les diamtres D et D1 soient identiques.
b- Pour lusinage des pices longues
Le chariotage dune passe sur une grande longueur
exige une perte de temps qui nest pas ngligeable,
surtout si lopration doit tre rpte .On se contente
donc de pratiquer aux extrmits de la pice, deux
portes D et D1, de faible longueur (figure 18) .
Puis on compare le diamtre de ces deux portes
et on procde la correction de la contre poupe,
suivie dune nouvelle passe et ainsi de suite jusqu ce que D = D1
Figure -18-
Figure -17-
Processus de production
24
VII.3.4-Plateau pousse-toc. Le plateau pousse-toc (figure 19) se visse et se bloque
sur le nez de la broche. Il entrane la pice par lintermdiaire
du pousse-toc et dun toc.
VII.3.5-Tocs dentranement Utiliss pour lentranement des pices de petits et de moyens diamtres, les tocs se font queue droite, queue coude, ou mchoires (figure 20).
Figure -20- Toc dentranement
La vis permet de serrer la pice sur le toc et de la rendre solidaire de celui-ci. Cest la queue du toc et
non la vis qui doit tre entrane par le pousse-toc.
Si lon emploie un toc queue coude, il faut viter que lextrmit de celle-ci ne vienne appuyer sur le
fond de la rainure dentranement car la pice risquerait de mal
porter sur les pointes (figure 21).
VII.3.6-Bouchons de centrage.
Le montage entre pointes de pices perces ou alses ncessite
parfois lutilisation de bouchons de centrage.
Bouchons de centrage.
Ce sont de petits cylindres pauls munis dun centre ; ils
semmanchent trs lgrement force dans les alsages et permettent ainsi le montage en pointes
(figure 23).
Lorgane dentranement, toc, se fixe sur la pice mais jamais sur le bouchon. Figure-23- Montage dun bouchon de centrage
Figure-19- Plateau pousse-toc
Figure-19- Plateau pousse-toc
Figure-21- Montage dun toc
Processus de production
25
VIII- Les conditions de coupe en tournage
VIII.1- Paramtres de coupe
Vc : vitesse de coupe (m/mn) F : avance par tour (mm/tr) P : profondeur de passe (mm)
VIII-2 Paramtres de rglages sur machine :
* la frquence de rotation de la broche N(tr/mn)
Qui est lie la vitesse de coupe et le diamtre de la pice tourner D(mm) par la relation suivante
)(.
)/(1000)/(
mmD
mnmVcmntrN
* La vitesse davance Vf (mm/mn) est lie lavance par tour f(mm/tr) par la relation suivante
)/()./()/( trmmfmntrNmnmmVf
Processus de production
26
Processus de production
27
IX -APPLICATION :
Soit charioter un cylindre en C40 (XC 42) de diamtre 32 mm en deux passes partir d'un brut de 35
mm avec un outil charioter plaquette carbure.
Un extrait de la gamme des vitesses de rotation de la broche du tour et celle des avances sont donnes ci-dessous :
Gamme des frquences de rotation N (tr/mn)
Gamme des avances f (mm/tr)
1-Dterminer la valeur de la profondeur de passe a [mm].
2-Choisir une vitesse de coupe Vc [m/min]
3-Dterminer l'avance f (mm/tr), puis choisir une avance approprie d'aprs la gamme des avances.
4-Calculer la frquence de rotation N(tr/mn), puis choisir une vitesse adapte d'aprs la gamme
des frquences.
5-Calculer la vitesse d'avance Vf[mm/min].
6-En dduire le temps effectif d'usinage.
Rponses :
Processus de production
28
CHAPITRE III LE FRAISAGE
Processus de production
29
CHAPITRE IV
LE FRAISAGE
I- Introduction
En fraisage les surfaces (gnralement planes) sont engendres par la rotation dun outil artes
coupantes multiples et la translation de la pice.
Le Mouvement de coupe Mc appliqu loutil par la broche de la fraiseuse.
Le mouvement de coupe Mf appliqu la pice solidaire de la table
II- Les fraiseuses
II.1- Les fraiseuses universelles :
Elles tirent leur nom de la position variable que peut prendre laxe de la broche porte-outil et de la
varit de surfaces quelles sont susceptibles dusiner (surfaces planes, cylindriques, hlicodales, de
forme, etc...).
Les fraiseuses universelles peuvent travailler avec laxe fraise horizontal, par fixation dune tte
universelle, laxe de la broche peut prendre une position verticale ou oblique comme lindique la figure
(1).
Toutes les fraiseuses prsentent la mme disposition gnrale des organes mcaniques
(figure 2).
Les fraiseuses
Dans les deux cas, loutil fraise est anim du mouvement
circulaire de coupe Mc, alors que la table est anime du
mouvement davance horizontal Ma.
Les fraiseuses
universelles
Les fraiseuses de productions
Elles sont essentiellement dans les
ateliers doutillages ou de fabrication
une petite srie.
Elles sont destines au travail en mthode srie.
Elles sont branche verticale ou horizontale,
les mouvements de chariots sont en gnral automatiss.
Processus de production
30
II.2- Les machines mono broches
A console : La table porte pice est mobile en
hauteur. Elles ne conviennent pas pour
supporter des pices lourdes (figure 1)
A banc fixe : La table porte-pice nassure
que le mouvement longitudinal. Elles
conviennent beaucoup mieux pour supporter
les pices lourdes (figure 2).
Figure 1 : Fraiseuse universelle Figure 2 : Liaisons entre les diffrents organes
dune fraiseuse
Processus de production
31
II.2 Centre dusinage
Lorsque les sries de pices le justifient et
lorsque le nombre doprations et de
changements doutils ncessaires lusinage
dune pice est important, on fait appel des
machines assurant le chargement et le
dchargement automatique des outils. Ces
fraiseuses particulires sont appeles centres
dusinage (figure 3).
Ces machines ne demandent pas une prsence
permanente de loprateur
II.3- Les Machines broches multiples
Laugmentation du nombre de ttes supports du
mouvement de coupe permet dusiner
simultanment sur plusieurs surfaces.
Fraiseuses table rotative (figure 4a). Elles
permettent lusinage en continu des pices. Les
temps de montage, dmontage des pices sont
masqus par les temps de coupe.
II.4- Les fraiseuses reproduire
Les fraiseuses reproduire permettent de
reproduire suivant deux trois axes la forme
reprsente par un modle (ou gabarit). Un
pantographe permet une reproduction en
rduction ou avec symtrie.
Un palpeur est assujetti, par un dispositif
hydraulique ou lectrique, suivre le profil dun
gabarit et transmettre ses dplacements
une table porte-pices (figure 5).
Ces machines sont utilises essentiellement
pour les travaux lunit (outillages de presse,
coquilles mtalliques, etc).
Processus de production
32
III- Les outils de coupe en fraisage :
Les outils de coupe en fraisage sont classs en deux grandes familles :
1- Les outils tranchants multiples en aciers rapides
2- Les outils avec plaquettes rapportes en carbure mtallique.
III.1- Caractristiques des fraises : a) La taille: Suivant le nombre darrtes tranchantes par dent. On distingue les Fraises une taille (1),
deux tailles ou trois tailles.
b) la forme : suivant le profil des gnratrices par rapport laxe de loutil, on distingue : les fraises
cylindriques, coniques (2) et les fraises de forme.
c) La denture : suivant le sens dinclinaison des artes tranchantes par rapport laxe de la fraise,
on distingue : les dentures hlicodales droite (3) ou gauche (4) etc....
d) les dimensions :
* Pour une fraise deux tailles : diamtre et hauteur taill.
* Pour une fraise trois tailles : diamtre de loutil, paisseur et diamtre de lalsage.
* Pour une fraise conique : langle, le diamtre de loutil et lpaisseur (2).
1 2 3 4
Processus de production
33
Processus de production
34
Processus de production
35
IV Modes de fraisage
Modes de fraisage Ralisation
Fraisage de face Laxe de la fraise est perpendiculaire au plan frais
Procd dobtention de surfaces planes o lon ne retrouve aucune
trace de la forme de la gnratrice de la fraise.
Le mode de fraisage est galement appel fraisage en bout symbole frb.
Fraisage de profil
La gnratrice de la fraise est parallle la surface usine.
Procd dobtention de surfaces planes ou quelconques dans des
positions diverses.
Ce mode de fraisage est galement appel fraisage en roulant symbole
frr.
Fraisage combin
Les deux modes de fraisage peuvent se trouver en application au cours
dune mme opration. Cest le cas des fraises 2 tailles, 3 tailles,
travaillant simultanment de face et de profil.
V- Position relative de la pice par rapport la fraise.
Type de fraisage Ralisation
Fraisage en opposition :
Le mouvement davance Mf de la pice et le mouvement de coupe
Mc de la fraise dans la zone fraise sont de sens contraire.
La pice tend tre souleve par laction R
.
Fraisage en concordance ou en avalant : Le mouvement davance Mf de la pice et le mouvement de coupe
Mc de la fraise dans la zone fraise sont de mme sens.
La pice tend tre plaque sur le porte pice sous laction de R
.
Fraisage de face :
La zone fraise est simultanment en opposition et en concordance ;
il convient cependant de dsaxer lgrement la pice, par rapport
laxe de la fraise, dans le but davoir un quilibre des efforts des
deux zones en concordance et en opposition.
Processus de production
36
VI- Usiner en fraisage :
En plus de lopration de surfaage, en fraisage on peut faire les oprations dusinages suivantes :
Types de lopration Ralisation
De gauche droite :
a- Rainure en T
b- Rainure en U
c- Entaille
Fraisage des faces obliques
- Rainure en V
- Rainure en queue daronde
- Chanfrein
Centrage, perage, alsage des petits diamtres
Alsage, lamage, chariotage, surfaage et dtourage des grands diamtres.
VII Dtermination des conditions de coupe Pour un bon droulement de lopration de fraisage, le technicien doit respecter les conditions de coupe
tel que :
* La vitesse de coupe. (VC).
* La frquence de rotation de la broche N
* La profondeur de passe ap
* Lavance par dent fZ ou par minute Vf.
Processus de production
37
a- Vitesse de coupe :
Comme le cas du tournage on a Vc =1000
N . d .
* Vc en [m/min]
* D : diamtre de la fraise en (mm).
* N :frquence de rotation de la broche en [tr/min]
La vitesse de coupe dpend de :
* La matire de la pice usiner
* Le matriau de loutil (fraise)
* La nature de lopration dusinage (bauche ou finition).
* Le type de fraise utilise.
* Les conditions de lubrification (travail sec ou lubrifi).
b- Frquence de rotation :
La vitesse de coupe Vc tant donne par des tableaux il convient de dterminer la frquence de rotation
N :N = d
1000Vc
c- Lavance :
Lavance sexprime par le dplacement relatif de la pice par rapport loutil, on distingue :
* Une dent, cest lavance par dent fz, [mm/dents]
* Un tour, cest lavance par tour f, [mm/tr]
* Une minute, cest lavance par minute Vf, [mm/min]
fz : avance par dent en [mm/dents]
f : avance par tour en [mm/tr] : f = fz . Z
Vf : Vitesse davance en [mm/min]
Vf = f . N = fz .Z . N
Avec : Z : nombre de dents de la fraise
N : frquence de notation en (tr/min)
fz : dpend de : * la nuance usiner * matriau de loutil * type de la fraise
Fraisage de face Outil A.R.S. Outil carbure
Matriaux usins Vc
fz Vc fz Ebauche Finition
Aciers Rm 70 hbar 22 26 0.15 90 0.2
Aciers Rm de 70 100 hbar 18 22 0.12 70 0.2
Aciers Rm de 100 120 hbar 16 20 0.1 60 0.15
Fonte Ft 20 22 26 0.15 70 0.25
Fonte GS 16 20 0.12 60 0.2
Laiton 60 80 0.1 220 0.3
Bronze 40 55 0.1 180 0.2
Alliages daluminium 100 140 0.1 250 0.2
Une fois Vc et fz sont dtermines, on peut alors utiliser labaque ci-dessous :
Processus de production
38
d) Coefficients de correction apporter lavance par dent fz en bauche * Fraise 1 taille : k = 1
* Fraise 2 tailles queue : k = 0.4
* Fraise 2 tailles trou : k = 0.7
* Fraise 2 dents rainurer : k = 0.4
* Fraise 3 tailles : k = 0.4
* Fraise profil constant : k = 0.4
Pour lbauche fz (bauche) = fz.k
Pour la finition : fz = fz (bauche) /2
Processus de production
39
e) Temps de coupe :
Si L reprsente la longueur de la passe en millimtres, le temps de coupe (tc) correspondant pour
leffectuer est dtermin par la relation :
nZzfL
VLt
f
c
tc : temps de coupe en minutes
Vf : avance en mm/min de la pice.
f) Profondeur de passe :
La profondeur de passe (ap) dpend de :
* La surpaisseur usiner
* La nature de lopration (bauche ou finition).
Elle tend diminuer, lorsque les exigences dimensionnelles gomtriques et dtat de surface
deviennent plus rigoureuses.
Elle ne doit pas tre cependant infrieur au copeau minimum
Processus de production
40
Application :
}
On donne e = d = 5mm
Soit surfacer en bauche et finition une pice en bronze de longueur l = 30mm, avec une
fraise 2 tailles queue de 32 mm en A.R.S. et de Z = 5 dents.
1) Dterminer suivant le matriau de la pice :
* La vitesse de coupe Vc pour lbauche et pour la finition en (m/min)
* Lavance par dent fz en (mm/dents)
2) Donner le coefficient (k) de correction apporter lavance par dent fz en bauche.
3) calculer alors lavance par dent en bauche fz (bauche) et en finition fz (finition)
4) calculer la frquence de notation de la broche N en (tr/min) pour lbauche et pour la finition
5) Calculer alors la vitesse davance Vf en (mm/min) pour lbauche et pour la finition.
6) calculer le temps de coupe (tc) pour lbauche et pour la finition et comparez-les.
Rponse
... ... ...
Processus de production
41
CHAPITRE IV :
LES TRAVAUX DE PERAGE, ALESAGE ET TARAUDAGE
Processus de production
42
Chapitre IV Les travaux de perage, alsage et taraudage
I- Dfinitions
a) Perage : le perage est une opration qui consiste forer un trou en pleine matire.
b) Alsage : lalsage est une opration de finition qui consiste amliorer les caractristiques
gomtriques, dimensionnelles et de position du trou existant. Lusinage peut se faire laide dun outil
de forme (ex. figure 1 : alsoir) ou outil denveloppe (ex. figure 2 : grain dalsage).
c) Taraudage : le taraudage est opration qui consiste raliser des filetages intrieurs laide dun
outil de forme appel taraud (figure 3 : taraud).
Figure -1- Figure -2- Figure -3- II- Liaisons entre les principales parties dune perceuse III- Les mouvements de coupe et davance sur une machine-outil
La gnration des surfaces de perage, alsage, taraudage et lamage ncessite deux mouvements :
une rotation autour de laxe de loutil appele mouvement de coupe (Mc);
une translation parallle laxe de loutil appele mouvement davance (Ma).
Les deux mouvements sont suivant les machines utilises, communiqus la pice ou loutil.
Remarques Dans le cas de taraudage, les vitesses de rotation et de translation sont conjugues.
Processus de production
43
Les mouvements de rotation et de translation sont suivant les machines utilises , communiqus la
pice ou loutil ( figures 4a,4b et 4c).
Loutil est choisi en fonction des caractristiques dimensionnelles et gomtriques de la forme
intrieure gnrer, les mmes outils indiffremment utiliss sur une fraiseuse, une perceuse ou un
trou, leurs conditions de coupe et les prcautions dutilisation respecter sont identiques.
La perceuse est la machine la mieux adapte aux travaux de perage.
IV - Classification des machines IV.1- Les machines percer Les perceuses se diffrencient essentiellement par leur capacit de perage et le type de production
(srie ou unitaire) pour lesquelles elles sont conues.
Dans tous les cas, loutil est anim du mouvement circulaire de coupe (Mc) et en gnral du mouvement
davance (Ma).
IV.1.1-Classification
Le classement tient compte du:
type de guidage de lorgane porte-outil (colonne, montant, portique) ;
mode de commande de dplacement du porte-outil (automatique ou sensitif) ;
mode de dplacement des tables mouvements croiss (manuel, automatique) ;
nombre et de la disposition des broches porte-outils.
VI.1.2- Perceuses sensitives
Les perceuses sensitives sont poses sur un socle ou sur
un tabli, la descente de la broche est manuelle (sensitive).
Elles sont utilises :
pour le perage des trous de petits diamtres (
Processus de production
44
perceuses broches multiples ;
units dusinage.
IV.2- Les alseuses les alseuses permettent toutes la ralisation de : perage, lamage, alsage, taraudage.
Certaines autorisent le surfaage et les oprations de fraisage. Ces machines sont trs souvent dotes
de dispositifs de commande numriques.
IV.2.1- Les alseuses broche horizontale Les alseuses montant fixe (figure 6).
Les alseuses montant mobile (figure 7).
Les alseuses multibroches.
IV.2.2-Les alseuses broche verticale Les perceuses alseuses.
Les perceuses alseuses fraiseuses.
V- Outils de coupe de perage, dalsage et de taraudage
Les outils employs dans les oprations de perage, alsage et taraudage varient suivant le genre de
trou raliser, la prcision et le fini commands, et la manire usiner. Ces outils peuvent tre classs
en deux catgories.
Outils pour le perage de trou de pleine matire
Foret hlicodal A
Mche centrer B
Outils pour lalsage et le taraudage de trous existants : Alsoir cylindrique C Alsoir conique D Fraise lamer ou chambrer E Fraise conique pour fraise F Taraud G
Processus de production
45
V.1-Les outils de perage
La forme de loutil de perage varie sensiblement suivant la matire percer et la gomtrie du trou
raliser
V.1.1- foret hlicodal conique (figure8)
Ce foret est employ pour lexcution des trous faible conicit, comme les trous pour goupilles
coniques. Les cordons de guidage sont coupants.
Ce foret est gnralement utilis avec une trs faible avance automatique.
Avec une avance sensitive on risque de coincer le foret et de le rompre.
V.1.2-Foret hlicodal tag (figure9)
Utilis pour raliser des trous tags ou pour lbauche du trou alser conique.
Il est constitu par un corps comportant diffrents diamtres.
V.2 - Les outils dalsage
En plus des outils qui ralisent directement le perage, il en existe dautres qui permettent la finition ou
lalsage de trous cylindriques ou coniques dj existants.
V.2.1-Foret alseur (figure 10) : le foret alseur rassemble au foret hlicodal ordinaire, mais est plus
robuste et plus prcis. Il est employ pour lbauche et la demi-finition.
V.2.2-Les alsoirs (figure 11)
Ces outils peuvent tre utiliss soit la main, soit sur machine, ils servent donner des dimensions
prcises et finir des trous cylindriques dj percs.
Les alsoirs permettent denlever de 0,1 0,4 mm dpaisseur de mtal, selon la grandeur du
diamtre et la vitesse de rotation de la broche.
V.3- Les outils de taraudage La ralisation des filetages intrieurs par taraudage en une seule passe est trs utilise parce quelle
est rapide et simple mettre en uvre.
Le choix du taraud dpend du type du trou (borne ou dbouchant), de la profondeur du trou (normal ou
profond) et de la matire usiner.
Trou dbouchant : (figure 12) la conception du taraud doit permettre
un dgagement des copeaux vers lavant
Trou borne :(figure 13) la forme du taraud doit permettre une remonte des copeaux : taraud
goujures hlicodales droite (trou profond).
Processus de production
46
Exemples des tarauds et leurs domaines dutilisation
VI- Choix des outils et des conditions de coupe
VI- Perage
Choix du foret en fonction de la matire percer
Les conditions de coupe en perage et alsage
Processus de production
47
Tableau des valeurs indicatives des conditions de coupe en perage et alsage
Processus de production
48
VII- ALESAGE choix de lalsoir en fonction des conditions dutilisation
Processus de production
49
Choix de la vitesse de coupe, de lavance et de la surpaisseur au diamtre
VI.3-Taraudage
Choix du taraud en fonction de la matire tarauder
Processus de production
50
Choix du taraud en fonction de la nature du trou tarauder
Choix des conditions de coupes en taraudage en fonction de la matire tarauder :
pour des conditions de lubrification normales la dure de vie est d'environ 90 minutes
Conseils de mises en uvre remarques
Pour le taraud
Rentre Gun chasse le copeau vers l'avant: utiliser pour les trous dbouchant.
Les filets alterns rduisent considrablement le frottement et le bourrage et par suite, la puissance
absorbe par la coupe.
Pour la machine et pour le montage porte-pice
Dans le cas des gros diamtres, prvoir une puissance la broche suffisante
Ne pas perdre de vue le cycle opratoire suivant
Approche - engagement - taraudage - fin de taraudage - arrt - inversion de sens recul - dgagerons:
Processus de production
51
Chapitre V CHOIX DES CONDITIONS DE COUPE
Processus de production
52
Chapitre V
CHOIX DES CONDITIONS DE COUPE
Facteurs de choix
Le choix des conditions de coupe (Vc, f, a etc...) pour une opration donne dpend du type
dopration raliser:
en bauche : rechercher le dbit de copeau maximal au cot minimal ;
en finition : rechercher la qualit dimensionnelle, macro gomtrique de la surface. Le principal
paramtre prendre en compte tant la rugosit de la surface usine.
Ce choix dpend aussi : du matriau usiner ; de loutil de coupe choisi ;des efforts de coupe
(limite de la puissance de la machine).la dure de vie T de larte de coupe.
I- Dure de vie T de larte de coupe
I-1- Phnomne dusure
Le phnomne dusure des faces de loutil provoquant lrosion de larte de coupe est la consquence
de diffrents phnomnes : chocs mcaniques et thermiques, abrasion, diffusion, arte rapporte. Les
critres retenus pour caractriser lusure sont : en dpouille VB (de 0.3 0.6 mm) ; la profondeur du
cratre KT ( de 0.15 0.25mm ) voir figures 1et 2
% - largeur du cratre
M- distance du centre du
cratre au profondeur du
cratre
Processus de production
53
I-2- Dfinition
La dure de vie T dun outil (ou dune arte de coupe)
correspond la valeur du temps de coupe effectif
ralis en partant dun outil neuf jusqu' ce quil
atteigne le critre dusure fix (VB ou KT)
I-3- modle de Taylor
Taylor propose une relation entre T et Vc, on lappelle modle ou loi de Taylor
Vc T n = C
Vc : vitesse de coupe en m/min ; T : dure de vie de larte de coupe en min ; C : constante ;
n : exposant de Taylor, il prend pour valeurs moyennes 0,1 0,2 pour les outils en acier rapide ; 0,2
0,3 pour les outils en carbure
Reprsentation graphique de la loi de Taylor
Le diagramme est chelle logarithmique, la courbe reprsentative (figure 3) peut tre assimile une
droite (droite de Taylor ). Dans la gamme de vitesses usuelles, elle a pour quation :
log T = (1/n) (log C log Vc )
Exemple
Droite de Taylor dun outil charioter en acier rapide :
Acier usiner XC 38 ;
f = 0,25 mm/ tr ; a = 2,5 mm ;
travail sec ;
pour Vc = 22 m/min ; T = 200 min ;
pour Vc = 50 m/min ; T = 5 min.
II- CHOIX DES CONDITIONS DE COUPE
II-1- Cas des outils plaquettes amovibles
II-1.1- Codification ISO des plaquettes et porte plaquettes
Processus de production
54
Processus de production
55
II-1.2-Dmarche suivre pour choisir un outil de coupe
Processus de production
56
II-1.3-Choix dun outil de coupe daprs le guide CoroKey
II-1.3.1-Mthode dutilisation
1re tape : dfinir la matire et le type dopration
Dfinir la matire usiner dans la plage ISO :
P : pour les aciers ;
M : pour les aciers inoxydables ;
K : pour les fontes.
Identifier le procd :
tournage :
usinage extrieur avec plaquette ngative T-MAX P ;
usinage intrieur avec plaquette positive CoroTurn 107 /111 ;
fraisage ;
perage .
2me tape : dfinir lapplication et les conditions dusinage
Application :
finition : F ;
semi finition : M ;
bauche : R.
Conditions de coupe :
bonnes : ;
moyennes : ;
difficiles : .
3me tape : choisir une plaquette avec sa rfrence de commande et les conditions de coupe
recommandes
Les conditions de coupe donnes dans les pages de commande (pages de choix) correspondent la
nuance de base usinant un matriau dont la duret HB est donne dans le tableau ci-dessus.
Si la duret du matriau usiner diffre des valeurs indiques, un facteur de multiplication doit tre
appliqu la vitesse de coupe recommande (tableau 1)
ISO/ ANSI
CMC1) HB2) -60 -40 -20 0 +20 +40 +60 +80 +100
P
02.1 180 1,44 1,25 1,11 1 0,91 0,84 0,77 0,72 0,67
M 05.21 180
1,42 1,24 1,11 1 0,91 0,84 0,78 0,73 0,68
K 08.2 260 1,21 1,13 1,06 1 0,95 0,90 0,86 0,82 0,79
1) : classification coromant des matires ;
2) : duret brinell.
Processus de production
57
La vitesse de coupe recommande convient pour une dure de vie T = 15min. Pour obtenir une dure
de vie autre que 15 min on doit multiplier la vitesse de coupe recommande par un facteur de correction
(Fc)
(voir tableau 2)
Dure de vie [min]
10 15 20 25 30 45 60
Facteur de correction
1,11 1 0,93 0,88 0,84 0,75 0,7
Exemple
Si les conditions de coupe choisies pour le matriau de rfrence (acier faiblement allie HB 180) sont :
profondeur de passe ap =3 mm ; avance par tour fn =0,4 mm/ tr ;
vitesse de coupe Vc =225 m/min.
Si le matriau usiner prsente une duret diffrente, par exemple, HB 240, la diffrence entre les
durets (HB 180 et HB 240) vaut +HB60. Daprs le tableau le facteur de multiplication sera Fm = 0,77
daprs (le tableau 1).
La vitesse de coupe ajuste sera (Vc)a = 225 0,77 = 173,25 m/min 173 m/min
Cette vitesse est calcule pour une dure de vie T = 15 min. Pour trouver la vitesse de coupe qui
permet une dure de vie T = 45 min, on a (Fc) = 0,75 daprs (le tableau 2).
(Vc )45 = 173 0,75 = 129,75 m/min 130 m/min
4me tape : choisir un porte-plaquette
Choisir le porte-plaquette en fonction de la taille et de la forme des plaquettes.
II-1.3.2- Application
Soit raliser la pice suivante en acier au carbone non alli HB 150
On vous demande de dterminer, la dsignation complte de la plaquette, les conditions de coupe
recommandes et la dsignation complte du porte-plaquette pour :
a) le chariotage en bauche de B ;
b) le chariotage en finition de B ;
c) alsage en finition de D, sachant que le diamtre de lavant trou D = 48 mm.
NB : la forme de la plaquette est de type C ;
lpaisseur de la plaquette vaut 4mm ;
pour la porte plaquette on a :
la largeur de queue b = 20mm ;
la hauteur de queue h = 20mm ;
la dure de vie souhaite T = 25 min.
F
D
E
A
C
B
Dessin de phase
Processus de production
58
Processus de production
59
Processus de production
60
II-3-CAS DES OUTILS EN ARS
II.3.1-Conditions de coupe dans le cas de tournage
II.3.2-Conditions de coupe dans le cas de fraisage
Processus de production
61
III- Puissance absorbe
III-1- Puissance absorbe en tournage
III-1.1- Effort de coupe (figure 5)
Au cours dusinage un contact est tabli entre la pice
usiner et loutil. La pice exerce sur loutil un effort
F qui se dcompose en :
un effort principal de coupe Fc (tangentiel )
un effort davance Ff ( axial)
un effort de refoulement Fp = Fy (radial)
effort tangentiel de coupe Fc : Fc = KS S
- S : section du copeau en mm ;
- Ks : pression spcifique de coupe en N/mm.
S = b c (voir figure 6)
a : profondeur de passe ;
f : avance par tour.
d = f sinkr
a = f / sinkr
S = b d = a f
S = a f
III-1.2-Pression spcifique de coupe KS
A chaque matriau et type dusinage donn
Correspond une valeur exprimentale de la
pression spcifique de coupe
KS ; KS = Fc/S KS = C KS1 KS2
C (N/mm2) : une constante qui dpend du
matriau (tableau 5).
KS1 et KS2: deux paramtres dtermins en
fonction des angles de coupe
KS1 = dn = (f sinKr)
n
KS2 = 1 + (m ) ; = 14- effectif
n et m sont deux coefficients qui dpendent dela nature de matriau (voir tableau 6).
Matriaux n m
Aciers - 0,2 0,008
Fontes Mtaux non ferreux
- 0,3 - 0,5
0,01
Tableau 6
Processus de production
62
III-1.3- Mthodes de dtermination de la puissance absorbe
Deux mthodes sont envisages :
par le calcul : revient calculer leffort de coupe en fonction des conditions de travail et en dduire
la puissance absorbe puis la puissance motrice ncessaire en fonction du rendement de la machine.
par utilisation des abaques :
III-1.3.1--Mthode analytique
Pm = Pu / g
Pm : puissance motrice (puissance de la machine) ; Pu : puissance utile (puissance absorbe) ; g :
rendement global de la machine-outil.
Pu = Pc + Pf + Pp
Pu = Fc Vc + Ff Vf + Fy Vy ; comme Vy = 0, on a Pu = Fc Vc + Ff Vf
En gnral Fc >>> Ff, ce qui donne :
Pu = Pc = Fc Vc ; do Pm = Pc / g
Pc : puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe.
Pc = Fc Vc / (60 103)
Fc en [N] ; Vc en [m / min] ; Pc en [kw] .
Or Fc = KS * S = a * f ; do Pc = KS a f Vc /(60 * 10
3) On rappelle que : Vf = f N
Vf : vitesse davance en [mm / min] ;
f : avance par tour en [mm / tour] ;
N : vitesse de rotation en [tour / min].
III-1.3.2- Mthode graphique (Utilisation de labaque Sandvik)
Voir abaque Sandvik.
III-1-.4-Application:
En tournage et avec un outil charioter plaquette en
carbure mtallique on dsire excuter une opration de
chariotage sur une pice en C 65 en respectant le schma
indiqu sur la figure 8, On dsir dterminer la puissance du
moteur ncessaire cette opration.
Donnes :
Processus de production
63
rendement g = 0,8
Vc = 105 m/mn; a = 5 mm ; f = 0,8 mm/tr ; Kr = 60 ; effectif = -6.
Questions
1/ Dterminer la pression spcifique de coupe (KS).
2/ Dterminer leffort principal de coupe (Fc).
3/ Dterminer la puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe (Pc).
4/ En dduire la puissance motrice ncessaire cette opration (Pm).
4/vitesse de rotation
5/vitesse davance
III-2 - Puissance absorbe en perage
III.2.1- Effort de coupe (figure 9)
La rsultante des efforts de coupe sexerant
sur une arte admet trois composantes :
Fc : effort tangentiel de coupe ;
Ff : effort davance ;
fp : effort de pntration.
Si le foret est parfaitement afft et si le matriau
de la pice est homogne on a :
Fc = Fc ; Ff = Ff ; Fp = Fp
Les composantes Fp et Fp gales et pratiquement opposes sannulent.
La rsultante des efforts davance Ff = 2ff est porte par laxe du foret.
Les forces Fc et Fc constituent le couple rsistant au forage.
Fc = Ks S avec S = (f / 2) (D / 2) = f D/ 4 Fc = Ks f D / 4
III.2.2- Pression spcifique de coupe Ks
Dans le cas de perage la pression spcifique de coupe KS est donne par :
KS = C KS1 KS2 ; KS1 = [f / (2 sinKr)] n ; KS2 = (1 + m )
KS = C [f / (2 sinKr)] n (1 + m )
III.2.3- Puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe
Comme dans le cas du tournage on a Pu = Pc.
Pc = Fc Vc / (60 103)
Fc en [N] ; Vc en [m / min] ; Pc en [kw]
III.2.4- Moment de torsion appliqu au foret
Mt = fc (D / 2)
III.2.5- Application
On dsire calculer la puissance motrice ncessaire pour
raliser un perage de diamtre 30mm sur une pice
en Ft 45 avec un foret en ARS
Donnes
Processus de production
64
f = 0,4mm/tr ; Kr = 59 ; = 20 ; Vc = 24 m/min .
Questions
1/Dterminer la pression spcifique de coupe (KS).
2/ Dterminer leffort principal de coupe (Fc).
3/ Dterminer la puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe (Pc).
4/ En dduire la puissance moteur ncessaire cette opration (Pm).
III.3- Puissance absorbe en fraisage
III.3.1 - Cas de fraisage de profil
III.3.1.1- Effort de coupe
Fc = Ks S avec S = b hmax
b : largeur de la pice ;
hmax : paisseur maxi.
Soit le triangle BCD rectangle en D, alors
cos = (BE)/R = (BD)/(BC) (1) BD = hmax et BC = f(avance)
BE = 2)( aRaaRR ; a : Profondeur de passe en mm
R : Rayon de fraise en mm
(1) hmax = 2 aRaR
fBE
R
BC
Alors Fc = Ks S = Ks b 2 aRaR
f
III.3.1.2- Pression spcifique de coupe KS
Dans le cas de fraisage la pression spcifique de coupe KS est donne par :
Ks = C KS1 KS2 ; KS1 = [sinKr 360 f L/ ( D)] n ; KS2 = (1 + m )
KS = C [sinKr 360 f L/ ( D)] n (1 + m )
III.3.1.3- Puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe
Comme dans le cas du tournage on a Pu = Pc.
Pc = Fc Vc / (60 103)
Fc en [N] ; Vc en [m / min] ; Pc en [kw]
III-3.1.4- Application
On dsire calculer la puissance motrice ncessaire
pour raliser lopration de surfaage en profil sur
une pice en 35CD4 (R 850N/mm) avec une fraise
2 tailles en ARS.
Donnes
fz= 0.1 mm / dent ; Kr = 59 ; a = 5 mm ; Vc = 16m/min ;
KS = 3530 N/mm2 ; D= 63mm ; Z=8dents ; b = 24mm.
Questions
Processus de production
65
1/Dterminer lpaisseur maximale du copeau (h max).
2/ Dterminer leffort principal de coupe (Fc).
3/ Dterminer la puissance absorbe dans le sens du mouvement de coupe (Pc).
4/ En dduire la puissance moteur ncessaire cette opration (Pm).
Processus de production
66
Processus de production
67
Chapitre VII GENERALITES SUR LES METHODES DUSINAGE
Processus de production
68
Chapitre VI
Gnralits sur les mthodes dusinage
I -Dfinitions
I.1- Opration dusinage
Cest le fait de raliser lusinage dune surface sur une pice (dressage, chariotage, perage, surfaage
)
I.2- Phase dusinage
Cest le regroupement dune ou plusieurs oprations ralises sur la pice. La mise en position sera
unique, et la pice ne doit pas tre dmonte entre les oprations.
On change de phase chaque dmontage de pice.
Le contrat de phase est le document qui dcrit la phase dusinage. Les informations devant apparatre
sur ce contrat de phase sont :
- dans le cartouche du haut :
- vos noms, prnom et groupe, le numro de gamme choisie, le nom de lensemble, le nom de la
pice, la matire de la pice, le type de machine-outil utilise ...
- dans la partie dessin : la pice est toujours dessine dans la position dusinage.
- le dessin de la pice aprs cette phase dusinage (les surfaces non usines en noir, les surfaces
usines en rouge), les cotes de fabrication, lisostatisme ou mise en position (en vert), le dessin des
outils en position dusinage (en bleu).
- dans le cartouche du bas :
- la dsignation des oprations dans lordre dusinage, le nom des outils utiliss pour chaque
opration, les conditions de coupe (vitesse de coupe Vc en m/mn, avance par tour et par dent f en
mm/ (tr.dent) et frquence de rotation N en tr/mn.
I.3- Gamme dusinage
Cest le regroupement de lensemble des phases dusinage.
La gamme dusinage est le document qui dcrit la mthode complte dobtention de la pice. Les
informations devant apparatre sur cette gamme dusinage pour chaque phase dusinage sont :
- le dessin de la pice aprs cette phase dusinage (les surfaces non usines en noir, les surfaces
usines en rouge), lisostatisme ou mise en position (en vert). La pice est toujours dessine dans
la position dusinage.
- la dsignation des oprations dans lordre dusinage, le nom des outils utiliss pour chaque
opration.
Processus de production
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II- Rgles principales
II.1- Choix du brut
A partir du dessin dfinition, donc de la forme gnrale de la pice il faut choisir le brut de dpart. On
essayera de limiter le volume de matire enlever par usinage, on limite les surpaisseurs dusinage.
II.2- Association des surfaces
On ralise dans la mme phase les surfaces lies entre elle par des cotes serre ou des
spcifications gomtriques (coaxialit, perpendicularit )
En effet, on a vu pendant les TP quil est difficile de matriser les erreurs de remise en position de la
pice lors du montage/dmontage.
II.3- Cration des phases
On minimise le nombre de montage/dmontage de la pice. On ralise un maximum de surface pour
une mise en position donne.
II.4- Mise en position sur surfaces usines
Lisostatisme sera mis en place afin que la mise en position de la pice soit unique, surtout si vous
devez raliser plusieurs fois la mme pice.
Pour mettre la pice en position sur le porte-pice choisie, on sappuie sur des surfaces usines.
On limine le plus grand nombre de degr de libert sur les plus grandes surfaces.
II.5- Choix des machines pour ralisation
Par rapport aux associations de surfaces dfinies, il faut choisir la machine qui permet de raliser les
usinages dfinis
Processus de production
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III- application
A partir du dessin de dfinition du piston, il faut crire sa gamme dusinage.
Processus de production
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1- choix du brut
On doit vrifier quil existe ce type de matire au magasin : soit une barre pleine de 65 dont on
coupera une longueur de 30 mm
2-Etape 2 : association des surfaces
coaxialit perpendicularit bauche extrieure alsage
3-Etape 3 : cration des phases en associant un maximum de surfaces
On met la pice en position dusinage, do lorientation de la pice en phase 20.
Attention, le dessin reprsente ci-dessous reprsente la pice finale (toutes surfaces usines).
Processus de production
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Phase 10 Phase 20
A chaque opration, il faut bien choisir loutil.
Suivant la qualit dsire, raliser les surfaces en bauche, finition et finition (exemple cas de
ralisation dun de tolrance H7)
4- Etape 4 : mise en position de la pice
Attention, la pice est en cours dusinage, dessiner la pice correspondant aux usinages raliser :
dans la phase 10, les appuis sont sur du brut
dans la phase 20 : les appuis sont sur des surfaces usines
Phase 10 Phase 20
Processus de production
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5- Etape 5 : rdaction de la gamme dusinage
Gamme dusinage
Ensemble : Vrin Pice : piston Matire AU4G
Nom : Prnom : Groupe : Date :
Phase 10
Machine : tour conventionnel
Oprations Outils Dessin + mise en position
- Dressage de A en
finition
- Chariotage de B en
finition
- Perage bauche de
G
- perage finition de
G
- alsage de G
Outil dbauche carbure
Foret centrer
Foret ARS
Alsoir
Phase 20
Machine : tour conventionnel
Oprations Outils Dessin + mise en position
- Dressage chariotage
de C, D, E en bauche
- Dressage de E en
finition
- Dressage de C en
finition
- Chariotage de D en
finition
- Alsage et dressage
de F, H
Outil dbauche carbure
outil alser dresser
carbure
Processus de production
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Contrat de phase
Processus de production
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ANNEXE
Processus de production
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Processus de production
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Processus de production
78
Processus de production
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BIBLIOGRAPHIE
*Technologie Professionnelle Gnrale
Auteurs : (A. DUPONT, A. CASTELL)
*Fabrication mcanique
Auteurs :(R.BUTIN, M.PINOT)
Edition : Foucher
*Production mcanique
Auteurs :(P.PADILLA, B.ANSELMETTI)
Edition : Dunod
*Guide pratique de lusinage 2.tournage
Auteurs :(J.JACOB, Y.MALESSON, D.RICQUE)
Edition : Hachette
*Technologie professionnelle pratique pour le tourneur
Tome 1
*Le tour et son outillage
Auteur : L. goupil
Edition FOUCHER