ROYAUME DU MAROC

OFPPTOffice de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail

Direction Recherche et Ingnierie de la Formation

RESUME THEORIQUE

&GUIDE DES TRAVAUX PRATIQUES

MODULE 6 : REGLAGE ET LANCEMENT PRODUCTION DE SERIE

DUNE

Secteur :

FABRICATION MECANIQUE

Spcialit : TECHNICIEN EN FABRICATION MECANIQUE

Niveau : TECHNICIEN

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labor par : Nom et prnom ALBU Octavian EFP CDC Gnie Mcanique Direction DRIF

Rvision linguistique Validation - ETTAIB Chouab -

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MODULE 6 :

RGLAGE ET LANCEMENT D'UNE PRODUCTION DE SRIEThorie : 27 % Travaux pratiques : 67 % valuation : 6% 5h 12 h 1h

Code : Dure : 18 heures Responsabilit : Dtablissement

OBJECTIF OPERATIONNEL DE PREMIER NIVEAU DE COMPORTEMENT COMPTENCE Rgler et lancer une production de srie sur moyens conventionnels.

PRSENTATION Ce module de comptence particulire est enseign durant le troisime semestre du programme de formation. Il requiert en pr- requis le module N2 Conduite de production de srie et le module N6, Usinage de pices simples. DESCRIPTION Lobjectif de module est de faire acqurir la comptence ncessaire au rglage et lancement de production de srie des pices mcanique sur machines-outils conventionnelles partir dun dossier de fabrication. Il vise donc rendre le stagiaire apte rgler et lancer une production de srie sur machines-outils conventionnelles. CONTEXTE DENSEIGNEMENT Les situations pdagogiques doivent approcher au maximum celles de production relle partir dun dossier de fabrication. Des butes horaires doivent tre dfinis et respectes

CONDITIONS DVALUATION Travail individuel partir de : - Ordre de fabrication - Dossier de fabrication - Consignes et instructions particulires

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laide : - Machines outils conventionnels (tour, fraiseuse, perceuse,...) - Matire premire / Pice primaire - Outillage de contrle - Outillage de coupe - Outillage manuel de rglage - Montage d'usinage ou lments d'ablocage - lments de scurit lis au poste de travail

OBJECTIFS 1. Matriser la terminologie technique 2. Matriser la symbolique 3. Connatre la lecture de dessin technique 4. Interprter les tolrances A. Lire et comprendre L'ordre de fabrication Le dossier de fabrication Les consignes -

ELEMENTS DE CONTENU Glossaire : Terminologie utilise en production de srie Symboles utiliss dans les dossiers de fabrication : isostatisme, serrage, Rfrence au module 22 Rfrence au module 22

5. Matrise de la conduite des moyens conventionnels 6. Savoir utiliser les moyens de mesure 7. Connatre la technologie d'atelier B. Rgler le poste de fabrication

-

Comprhension des objectifs (le travail effectuer ou le cahier des charges) Identification des donnes partir du dossier de fabrication : poste de travail, temps allou, quantit Comprhension du vocabulaire Comprhension des dessins Comprhension des symboles Rfrence au module 3 Rfrence au module 23 Rfrence au module 13 Prparation des oprations partir du dossier de fabrication (fiches de rglage)

5 Mise en uvre de poste d'usinage : montage et rglage des outils montage et rglage des butes montage et rglage des montages dusinage scurit au travail Slection et rglage des frquences de rotation et vitesse davance Ralisation dune pice dessais Mise en place des moyens de contrle de fabrication Dfinition des zones de stockage Mise en place des moyens de manutention Dfinition et utilit dergonomie Principes de base dergonomie Impact des tches rptitives sur : Le comportement La fatigue La vigilance Traabilit Fiche suiveuse Notion de lots Impact dune dcision sur la suite des vnements Ralisation dun lot de 10 pices Surveillance et intervention pendant la ralisation de la pr- srie en : analysant les carts corrigeant les anomalies, les dfaillances Stabilisation du processus d'usinage (apporter les modifications ncessaire) Stabilisation du poste de travail Termes et mots techniques utiliss en ordonnancement- lancement de production Qualit des informations transcrire

8. Notions de base d'ergonomie 9. Aptitudes aux tches rptitives

-

10. Notions de traabilit et suivi de son travail

-

11. Prise de dcision

C.

Raliser une prsrie -

12. Pouvoir s'exprimer oralement dans une terminologie technique et approprie 13. Savoir transcrire des informations claires et rigoureuses D. Lancer la production

-

-

6 Information et formation de l'oprateur de production sur la scurit, contrle, production au niveau du poste. Suivi et assistance aux oprateurs Rendre compte sa hirarchie : Oralement ou par crit

-

SOMMAIREN CHAPITRE 1 1.1. 1.2. 1.3. CHAPITRE 2 2.1. 2.2. 2.3. CHAPITRE 3 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. CHAPITRE 4 4.1. DESIGNATION E TYPES DE DISPERSSIONS DISPERSIONS LORS D UN USINAGE. DFINITION. DISPERSIONS DE REMISE EN POSITION DISPERSIONS SYSTMATIQUES COTES DE RGLAGE CALCUL D UNE COTE DE RGLAGE. EXEMPLE EXEMPLE PRATIQUE MTHODE MOYENS DE RGLAGE LIMITES DE PRCISION DES TOURS GNRALITS LES TOURS LIMITES DE PRCISION SUIVANT LE TYPE DE LIAISON MISE EN POSITION DE LA PICE DANS UN PORTEPICE MISE EN POSITION DES CHARIOTS PAR BUTE LIMITE DE PRCISION DES FRAISEUSES GNRALITS 9 9 9 10 11 11 14 14 16 16 16 16 18 18 18 18 PAG

7 4.2. CHAPITRE 5 5.1. 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 5.6. 5.7. 5.8. 5.9. 5.10. 5.11. 5.12. 5.13. 5.14. 5.15. CHAPITRE 6 6.1. 6.2. 6.3. 6.4. 6.5. 6.6. LIMITES DE PRCISION SUIVANT LE TYPE DE LIAISON LA PREPARATION DES FABRICATIONS PRINCIPES DE RECHERCHE DES GAMMES DE FABRICATION. DEFINITIONS ELABORATION DES GAMMES DE FABRICATION DES PICES PRISMATIQUE ELABORATION DES GAMMES DE FABRICATION DES PICES CYLINDRIQUES EXEMPLES FICHES ENTITEES LE CONTRAT DE PHASE RGLES CONCERNANT LORDONNANCEMENT DES OPRATIONS ANALYSE TEMPORALE DE PHASE LA COUPE DES MATRIAUX ET LES CONDITIONS D USINAGE .PARAMTRES DE COUPE GOMTRIE DES BRISE- COPEAU MATRIAUX OUTILS FLUIDES DE COUPE USURE DES OUTILS OUTILLAGE POUR OPRATIONS DE TOURNAGE OUTILLAGE POUR OPRATIONS DE FRAISAGE LES PORTE- PICES ETUDE DES DISPERSIONS DIMENSIONNELLES GNRALITS LES CAUSES DES DISPERSIONS VALUATION DES DISPERSIONS. CONNAISSANCE DES DISPERSION EXEMPLE D ANALYSE DES DISPERSIONS DISPERSIONS DIMENSIONNELLES (TUDE STATISTIQUE) 19 19 19 20 31 41 50 56 56 59 63 64 65 66 67 68 69 84 84 84 85 85 85 86

8 CHAPITRE 7 7.1. 7.2. CHAPITRE 8 CHAPITRE 9 9.1. 9.2. 9.3. 92 92 92 106 112 112 113 117

APPLICATIONS RAPPELLE : MTHODE PRATIQUE POUR RSOUDRE LES CHANES DE COTES EXEMPLE ETUDE STATISTIQUE DU TRAVAIL DE SEIRE EXEMPLES DES ELEMENTS DE REGLAGE DES MACHINES ELEMENTS DE REGLAGE POUR LE TOUR UNIVERSEL CONCLUSIONS SUR LES TRAVAUX DE SERIE EN TOURNAGE EXEMPLES POUR LE FILETAGE EN SERIE

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CHAPITRE 1 : TYPES DE DISPERSSIONS 1.1. DISPERSIONS LORS DUN USINAGE. DFINITION Lors dun usinage, on ralise presque toujours des sries de pices. On constate, lors des contrles des dimensions obtenues sur chaque pice, des carts variables par rapport la cote vise. Ces diffrences proviennent de deux types des dfauts: les carts de remise en position des diffrents lments intervenant dans lusinage; les drives dues au fonctionnement de la machine et lusure des outils. 1.2. DISPERSIONS DE REMISE EN POSITION Au cours de lusinage dune srie de pices, il nest pas possible de garantir une position parfaitement dfinie et reproductible de chaque pice sur le porte- pice. Ltendue des positions relles se traduit par la notion de dispersion. Une dispersion est lexpression de la variation dans le temps des carts entre une valeur cible recherche et les valeurs relles obtenues. Plus les carts sont grands, plus la dispersion est importante. Lors de lusinage dune pice, on distingue deux principaux types de dispersion de remise en position (voir figure 1.) le dfaut de positionnement de la pice dans son porte- pice, qui introduit les carts les plus importants (suivant les tats de surface, la prcision dimensionnelle et gomtrique de la pice, la qualit du porte- pice, la variation des efforts de bridage, etc.). Pour certaines pices prises sur une surface brute de fonderie, par exemple, cette dispersion peut atteindre plusieurs diximes de millimtres;

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Fig. 1 : Dispersions de remise en position lors dune opration de tournage le dfaut de remise en position du point gnrateur de loutil : cette dispersion de remise en position est beaucoup plus faible car elle dpend directement de la qualit de la machine (prcision des guidages et de lasservissement en position, etc.). Les autres dispersions de remise en position intervenant dans lusinage peuvent tre considres comme ngligeables (montage dun porte-outil dans le nez de broche en fraisage, par exemple). Ces dispersions sont dites alatoires, car il est impossible de prvoir la valeur exacte dun cart (les causes sont nombreuses et difficiles matriser). De fait, il suffit au technicien de connatre la valeur maximale de la dispersion correspondant un cas dusinage matris pour savoir sil peut prvoir, dans une situation analogue, une ralisation sans risques. A noter que le changement dune plaquette sur un corps doutil nengendre pas de dispersion particulire. 1.3. DISPERSIONS SYSTMATIQUES Ces dispersions sont souvent prvisibles et proviennent de causes physiques lies la machine et son fonctionnement. Dispersions thermiques de la machine, notes Dt Lors de sa mise en route, il faut attendre un certain temps avant que tous les organes de la machine atteignent leur temprature optimale de travail (glissires correctement lubrifies, bonne temprature de lhuile du groupe hydraulique, dilatation des lments de la structure et de la broche, etc.). Si lon recherche une grande prcision, il est ncessaire dattendre lquilibre thermique de la machine et il faut viter de travailler dans des conditions extrmes de temprature. Dispersions systmatiques de loutil, notes Ds Ce type de dispersion, illustr figure 2 est d lusure de loutil lorsquil travaille. On distingue trois phases dans lusure dun outil:

11 la phase de rodage, en dbut dutilisation dun outil neuf (aprs rafftage ou changement de plaquette). Durant cette courte priode, la partie active de loutil sadapte aux conditions de coupe et peut ne pas produire le rsultat attendu; la phase de fonctionnement normal, pendant laquelle loutil suse de faon rgulire et produit une surface dont la position est matrisable; la phase de fin de vie, durant laquelle lusure est trs rapide, ne permettant plus de produire un tat de surface acceptable. Dans la pratique, on cherche matriser la variation de dimension produite par lusure de loutil en travaillant dans la zone de fonctionnement normal. On admet alors que cette usure est rgulire, ce qui permet de prvoir sa valeur en fonction du temps dutilisation. La figure 2 montre, en lamplifiant, lvolution dune cote de longueur en tournage lors dune opration de mise longueur par usinage dune extrmit (opration de dressage en ngligeant les dispersions de remise en position).

Fig2 : Dispersions systmatiques dues lusure de loutil CHAPITRE 2 : COTES DE RGLAGE En travail de srie a position dun outil, par rapport au support de pice, est dfinie par une cote de rglage Cr calcule pour obtenir le plus grand nombre possible de pices bonnes pendant la dure de vie pratique dun outil. Afin de faciliter le rglage, la tolrance sur la cote de rglage doit tre la plus grand possible.

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2.1. CALCUL DUNE COTE DE RGLAGE Calcul de la cote de rglage pour un outil dresser Les dimensions obtenues sur les pices successives dune srie dpendent essentiellement : dune dispersion alatoire Da, fonction du matriel utilis, dune dispersion systmatique Ds, fonction de lusure de loutil, des dfauts gomtriques Dg de la machine. Effet de la dispersion alatoire (Ds = 0, Dg = 0). Mme si lusure de loutil est ngligeable (cas dune faible longueur de coupe), la dispersion alatoire fait que pour un rglage donn, les dimensions obtenues sur les pices varient dans un intervalle Da centr par rapport la cote thorique de rglage. Il en rsulte que la cote minimale de rglage doit tre gale la cote minimale de la pice Cp min plus la moiti de la dispersion alatoire Cr min = Cp min + Da/2

Effet de la dispersion systmatique (Da = 0, Dg = 0). Pour le cas tudi, lusure de loutil augmente les dimensions des pices dune valeur maximale Ds. Il en rsulte que la cote maximale de rglage doit tre gale la cote maximale de la pice Cp max

13 moins la dispersion systmatique : Cr max = Cp max Ds.

Effet des dfauts gomtriques de la machine La machine-outil a un dfaut gomtrique qui sexprime par une tolrance Dg, lintrieur de laquelle les erreurs gomtriques que lon obtient sur la pice restent contenues. Il en rsulte une rduction de la tolrance de fabrication Tf par rapport celle de la pice Tp Tf = Tp 2 Dg.

Effet cumul : On obtiendra le plus grand nombre de pices bonnes en ayant une cote de rglage aussi prs que possible de la cote minimale de la pice Cr min = Cp min + Dg+ Da/2

14 Lusure de loutil et la dispersion alatoire font que la cote de rglage ne pourra tre suprieure : Cr max = Cp max ( Dg+ Ds + Da/2)

REMARQUE : Si lusure de loutil diminue les dimensions des pices, par exemple dans le cas du dressage de la face F de la pice ci-dessous, on a : Cr max = Cp max (Dg+ Da/2) Cr min = Cp min + Dg + Ds + Da/2

2.2. MTHODE PRATIQUE Pour des fabrications en petites sries, il arrive que lon ne connaisse pas les valeurs des dispersions Da et Ds. Dans ces cas, on peut prendre, titre de premire estimation : - si lusure de loutil augmente la cote Cp de la pice : Cr min = Cp min +Dg +Tp/3

15 Tolrance de rglage Tr = Tp/5

- si lusure de loutil diminue la cote Cp de la pice : Cr max = Cp max (Dg +Tp/3) Tolrance de rglage Tr = Tp/5

2.3. MOYENS DE RGLAGE 2.3.1. Cales de rglage Le rglage dun outil est ralis en interposant une cale entre une surface de rfrence du support et loutil. On distingue essentiellement deux types de cales : les cales tages, les cales pentes (prcision possible pour le rglage: 0,01).

2.3.2. Montages de prrglage Le prrglage dun outil consiste mettre en position larte tranchante de loutil par rapport une surface de rfrence du porte-outil. La position du porte-outil est lie, par ses surfaces de rfrences, la machine. En principe, chaque poste de travail possde un double des porte-outils ncessaires avec des outils monts affts et prrgls on rduit ainsi le temps dimmobilisation des machines lors des changements doutils. Les montages de prrglage sont trs divers en fonction des outils, des porte-outils et de la prcision recherche.

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CHAPITRE 3 : LIMITES DE PRCISION DES TOURS 3.1. GNRALITS Les normes prcisant les conditions dessais des machines-outils travaillant par enlvement de mtal sont aussi appeles normes Salmon du nom de leur promoteur, en France. La norme E 60-1 00 donne les dispositions gnrales pour le contrle de la prcision et dfinit le code dessais des machines-outils. 3.2. LES TOURS Les conditions dessais des tours sont prcises par les normes suivantes : - E 60-101; tours parallles dusage gnral, - E 60-102; tours parallles commande numrique, - E 60-103; tours monoblocs tourelle revolver, commande manuelle, semi-automatique ou automatique. 3.3. LIMITES DE PRCISION SUIVANT LE TYPE DE LIAISON Les diffrents types de liaison sont prciss sur la figure 1 et les carts tolrs sont donns par le tableau, figure 2.

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Fig.1

Fig.2 3.3.1. Liaison broche- poupe (3 avec 2). Le faux- rond entrane un cart de mise en position de llment porte- pice 9 dans le cas montage et dmontage sans retouche. 3.3.2. Liaison chariot- banc (4 avec 1). Lcart de paralllisme entrane une variation de cote diamtrale sur la pice. Sur les tours copier cet cart na aucune influence; cest la position du gabarit qui dfinit cette caractristique gomtrique. 3.3.3. Liaison coulisseau- chariot (5 avec 4). Lcart de perpendicularit entrane un cart de planit sur le dressage des faces et une variation de cote sur lpaisseur de la pice. 3.3.4. Liaison tourelle - chariot (6 avec 5). Lcart de positon sur les longueurs entrane sur les pices des variations de cotes, entre elles. Leffet dcart angulaire peut tre neutralis en plaant larte de coupe perpendiculairement au plan du dfaut.

18 3.3.5. Liaison outil- tourelle (7 avec 6). Les carts de mise en position, lors des montage et dmontage des quipements porte-outils, sont fonction de la technologie utilise pour la liaison. Ils entranent des variations de cote entre pices. 3.4. MISE EN POSITION DE LA PICE DANS UN PORTE- PICE Les carts de mise en position sont dus la morphologie de la pice usiner et aux dformations engendres par les organes de maintien en position. Le tableau donne les valeurs des carts de concentricit relatifs aux appareillages de reprise. Ces carts peuvent se traduire par des dfauts cumuls de cotes sur la pice :

3.5. MISE EN POSITION DES CHARIOTS PAR BUTE Les incertitudes de mise en position des chariots lors de lutilisation de butes sont fonction de nombreux paramtres. Le tableau figure 4 donnes les valeurs admises par les constructeurs de machines-outils pour les principaux types de butes.

N. B. : Les carts de position dus la flexion de loutil et lchauffement de la pice sont lis la rigidit de loutil et leffort de coupe.

19 On admet : l= (T1 -T0) x L / 1000 CHAPITRE 4 : LIMITE DE PRCISION DES FRAISEUSES 4.1. GNRALITS Les conditions dessais des fraiseuses sont prcises par les normes suivantes: E 60-111 : fraiseuses table de hauteur variable, broche horizontale ou verticale. E 60-112 : fraiseuses table de hauteur fixe, broche horizontale ou verticale. (Voir aussi : NF E 60-100, pour les dispositions gnrales concernant les machines-outils.)

4.2. LIMITES DE PRCISION SUIVANT LE TYPE DE LIAISON

TABLEAU RSUM DES VALEURS TOLRES POUR DIFFRENTS

20 TYPES DE LIAISON

CHAPITRE 5 : LA PREPARATION DES FABRICATIONS 5.1. PRINCIPES DE RECHERCHE DES GAMMES DE FABRICATION 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. La chronologie de la dmarche de conception des gammes de fabrication permettant daboutir au document darchive est prsente figure 5.1. 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.

Fig.5.1. Chronologie de la dmarche dindustrialisation

21 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. 5.2. ELABORATION DES GAMMES DE FABRICATION DES PICES PRISMATIQUE 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. 5.2.1. Construction du projet de gamme de fabrication La figure 5.1. 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.

Fig. 1 : Recherche dun projet de gamme pour une prismatique. Etape 2P : Identification des formes gomtriques de base En fabrication, il est souvent possible dassocier plusieurs surfaces lmentaires afin de les usiner

22 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 5.2. 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 5.2. Base de donnes des formes gomtriques de base. 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.). 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 et la fraiseuse. Linventaire correspondant ces deux machines est fourni sous forme de fiches. 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 5.3. donne un exemple de fiche dentit et des indications concernant son contenu.

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Figure 5.3. Les entits dusinage. Illustration sur un exemple des prcdentes tapes Soit le dessin de dfinition dune semelle de micro- perceuse (pice prismatique; figure 5.4.) reprsentant le contrat de dpart. La premire partie de lanalyse conduit, comme nous lavons vu, au reprage des surfaces (figure 5.5.). 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 5.7 permet, aprs lanalyse des spcifications propres chacune des surfaces lmentaires, la dtermination du nombre doprations ncessaires lobtention de la qualit souhaite.

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Fig. 5.4. Dessin de dfinition

Fig. 5 .5. Reprage des surfaces

Fig. 5 .6. Fiche danalyse des surfaces lmentaires

Par convention : une opration : finition; deux oprations : bauche puis finition; trois oprations : bauche, demi- finition puis finition. La figure 5.6. 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 5.2.). A chacune delles correspond une fiche dentit, fonction de la

25 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 5.7. 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.

Figure 5.7. Avant-projet partiel de la semelle de micro- perceuse. 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;

26 dordonnancer ces phases et de choisir les surfaces de posage permettant galement le maintien en position de la pice compte tenu des usinages effectuer.

5.2.2. 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 5.8. 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 5.8. Elments conduisant au choix dune solution. 5.2.3. 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 : - 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, la gamme dusinage devra limiter le nombre de fois o la pice sera pose sur la machine (voir figure 5.9.).

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Figure 5.9. Linfluence des dispersions sur IIT 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 suis antes. Regle1 : 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, etc., des machines-outils et des outillages. Cela montre limportance des dossiers machines. Cet aspect complmentaire amne la deuxime rgle. Rgle 2 : 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. 5.2.4. 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 posage de la pice. Rgle 3 : La qualit du posage doit tre le critre prpondrant pour la mise en place de la pice sur la machine-outil. Rgle 4 : 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.

28 Rgle 5 : Le posage doit se traduire par une ralisation du porte- pice la plus simple possible. 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. Rgle 6 : 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 d isostatisme; 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 5.10. 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, donne souvent des possibilits de maintien en position trs simples.

Figure 5.10 : Algorithme permettant le choix du rfrentiel de posage.

29 Toutefois, la dmarche propose nexclut pas, en fonction de la morphologie de la pice traite, dautres possibilits de mise en position. 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 R 6) permet de trouver un processus parmi plusieurs possibles avec, comme souci principal, le prix de revient. Son application conduit privilgier laspect 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 un 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. 5.2.5. Avant-projet de la semelle de micro- perceuse Lapplication de ces rgles permet de proposer lavant-projet figure 5.11. 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 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, une fraiseuse (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.

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Figure 5.11 : Avant-projet la semelle de micro - perceuse.

31 5.3. ELABORATION DES GAMMES DE FABRICATION DES PICES CYLINDRIQUES 5.3.1. Construction du projet de gamme de fabrication La figure 5.12. 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 5.13), auxquelles viennent sajouter des surfaces complmentaires qui peuvent tre des plans, des rainures, des trous, des taraudages, etc. (voir figure 5.14).

Figure 5.12. Recherche dun projet de gamme pour une pice 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

32 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 pas tre nglig comme facteur de diffrenciation, le classement des pices cylindriques peut se concevoir selon un aspect morpho- dimensionnel. 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 peuvent tre aisment rpertoris.

Figure 5.13. Surfaces lmentaires composant une pice de rvolution

Figure 5.14. Exemple de pice cylindrique La relation existant entre la morphologie gnrale dune pice de rvolution et un processus de production va permettre dlaborer pour chaque famille morpho- dimensionnelle 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 et une approche technico-conomique sur les moyens de ralisation des surfaces de nonrvolution 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 5.15). Afin de classer les pices de rvolution en familles morpho- dimensionnelles, 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.

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Fig.15.

Figure 5.16. Pice axe .

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Soit le dessin de dfinition partiel de la pice cylindrique axe figure 5.16. Examinons le tableau figure 5.17. 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 5.17.Codage rang n 1. 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).

35 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 L/D est gal 76/20 = 3,8