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|[pic] |Centre d'intérêt N° 7 : « La chaîne |Doc. prof. |
| |géométrique (processus de fabrication)». | |
| |Moyens et technique de production |Seconde |
| |(S2.2) |BAC TU |
| | |... /... /... | I. Introduction. L'usinage de pièces mécaniques impose le respect des caractéristiques
demandées par le client (spécifications géométrique, dimensionnelle, d'état
de surface, etc...). Ces spécifications dépendent de la fonction de la
pièce.
On trouve ces informations sur le dessin de définition fourni par le
client.
Pour respecter les spécifications dimensionnelle et géométrique, la
fabrication de ces pièces nécessite certaines précautions en ce qui
concerne :
- L'ordre d'usinage des différentes surfaces de la pièce (c'est la
chronologie des étapes de production) ; ces informations sont sur
la gamme de fabrication ou nomenclature des phases.
- Les surfaces d'appui de la pièce sur le porte-pièce ; ces
informations sont sur le contrat de phase.
Important
A chaque changement de mise en position, la pièce doit être de nouveau
située dans l'espace travail de la machine.
II. Rappel isostatisme. 1. Les degrés de liberté.
Un solide libre dans l'espace peut se déplacer selon 6 mouvements. Ce
sont les « degrés de liberté » :
- 3 translations : Tx, Ty et Tz.
- 3 rotations : Rx, Ry, Rz.
En productique, lors des phases d'usinage ou de contrôle, il est
nécessaire d'immobiliser la pièce sur la machine à l'aide du porte-pièce. III. Les porte-pièces. 1.Typologie du porte-pièces
Il existe différents types de porte-pièces :
- Le porte-pièces standard :
-étau à mors parallèles et à base tournante
-étau à mors plaqueurs et étau à mors interchangeables,
ils peuvent être lisses, striés (pour surfaces brutes) et
parfois dédiés à une forme spécifique de pièce.
-mandrin 3 mors durs (défaut de coaxialité usuel de 0,1 à 0,3
utilisé pour des reprises de pièce en général sur des surfaces
brutes)
-mandrin 3 mors doux (défaut de coaxialité usuel de 0,05 mors
usiné en fonction des surfaces de serrage, reprise sans
marquage, utilisé pour de petites séries ou pour une
fabrication unitaire)
-mandrin 4 mors (Utilisé en fabrication unitaire pour la
reprise de pièces prismatiques, mise en ?uvre assez longue)
-les mors :
1) mors durs à l'endrois
2) mors durs à l'envers
3) mors doux usinables
-montage entre pointes et montage mixte (défaut de coaxialité
usuel de 0,05)
- Le porte-pièces dédié (ou spécifique):
Les montages dédiés sont spécialement conçus pour une phase,
c'est une solution peut flexible. Ces montages sont coûteux,
ils doivent être amortis par le nombre de pièces à usiner. On
rapporte des éléments standards (éléments norelem...) sur un
élément moulé ou soudé.
- Le porte-pièces modulaire :
Les porte-pièces modulaires sont réalisés rapidement à partir
d'éléments complémentaires et adaptables, pour une durée de vie
définie. Ils conviennent pour les fabrications de petites et
moyennes séries (pas de limites de dimensions et de formes des
surfaces de reprises) et également pour les prototypes.
- Montages particuliers de pièce :
Collage pour le contrôle de piéce sur MMT (Machine à Mesure
Tridimensionnelle)
Dépression (vide d'air, aspiration)
Plateau magnétique (plutôt pour rectification) Le rôle du porte-pièce est double :
- La mise en position (MIP) : on supprime les 6 degrés de liberté de la
pièce. On définit ainsi une position unique de la pièce dans l'espace
machine. Cette notion de «fidélité de mise en position » est
importante en fabrication en série.
- Le maintien en position (MAP) : C'est le bridage. La pièce est
maintenue plaquée sur ses appuis durant les usinages afin de
s'opposer aux efforts de coupe ou contrôles.
IV. Installation de la pièce dans le porte-pièce.
La mise en position et le maintien en position correct de la pièce
dans le porte-pièce sont représentés sur un document appelé le contrat de
phase. Ce document comporte toutes les informations nécessaires au montage.
Afin de ne pas représenter l'intégralité du montage, on utilise une
symbolisation normalisée : des flèches. Chacune de ces flèches supprime 1
degré de liberté.
Se référer aux cours sur l'isostatisme V. Les surfaces d'appui. Pour choisir les surfaces qui vont servir de surfaces d'appui (« surfaces
de références »), il y a différents critères à prendre en compte. 1. Étendue des surfaces. Pour une meilleure stabilité de la pièce sur le porte-pièce, on choisit
de mettre un maximum d'appuis sur la plus grande surface.
Par exemple : - Pièce avec une grande surface plane : je mets 3 appuis sur cette
surface plane (liaison ( appui plan.
OU
- Pièce avec un cylindre long (cylindre ou alésage) : je mets 4
appuis sur ce cylindre long (liaison ( centrage long). 2. Les surfaces de référence. Dans la plupart des cas, le premier critère ne suffit pas au choix des
surfaces d'appui ; on a souvent plusieurs mises en position possible.
Du coup, c'est la cotation de fabrication qui va nous permettre de
choisir entre ces différentes solutions ; les surfaces pour lesquelles les
spécifications ont un intervalle de tolérance serré (dimensionnelles ou
géométriques) seront nos surfaces de référence et donc nos surfaces
d'appui.
En effet, une spécification avec un I.T. faible est difficile à
respecter. Pour faciliter le respect de l'I.T., l'idéal est d'usiner les 2
surfaces sans démontage. Quand ce n'est pas possible, on place un maximum
d'appuis sur la surface de référence de cette spécification (liaison appui
plan ou pivot glissant).
3. Exercices d'application.
Exemple 1 : proposer, pour chaque cas, la mise en position permettant de
respecter la cotation.
[pic]
Exemple 2 : proposer, pour chaque cas, la mise en position permettant de
respecter la cotation. 1er cas
2ème cas 3ème cas
Liaison porte-pièces / machine lardon de centrage cône pour mandrin
pige alésage pour mandrin VI. Liaison porte-outil / machine (standardisation) 2 Notions de circuit géométrique
Montage d'une fraise à alésage à entraînement par tenons sur fraiseuse
conventionnelle - défaut de coaxialité1 : axes Porte-Outil / Machine
Sa valeur dépend de la qualité des contacts dans la liaison (pas
d'impuretés, copeaux). - défaut de coaxialité2 : axes Outil / Porte-Outil
Sa valeur dépend de la nature de la liaison géométrique entre Outil et
Porte-Outil. Dans l'ensemble ci-dessus, elle dépend du jeu sur le centrage
court. (défaut de coaxialité usuel de 0 à 0,02) - défaut de coaxialité résultant : axes Outil /Machine
Coaxialité = coaxialité1 + coaxialité2
Remarque : le défaut de coaxialité entraîne des imprécisions pour certains
usinages (ex : rainurage
à la fraise 2 tailles). 3 Liaison porte-outil/machine et outil/porte-outil en fraisage
Liaison Porte-Outil / Machine :
Maintien du Porte-Outil sur Machine :
- sur fraiseuse conventionnelle avec tirant de serrage et d'extraction.
(Exemple précédent)
- sur centre d'usinage et fraiseuse conventionnelle à
commandes assistées par serrage pneumatique à l'aide d'une pince.
Remarque : utilisation d'une lunette pour la liaison d'un arbre
porte-fraise long (fraisage horizontal).
Liaison Outil / Porte-Outil :
Fraise 2 tailles à queue conique :
Mise en position Outil/Porte-Outil : centrage long sur cône morse.
Maintien : Outil/Porte-Outil : avec tirant de serrage. (défaut de coaxialité inférieur à 0,01) ________________________ Fraise 2 tailles à queue cylindrique :
Mise en position Outil/Porte-Outil : centrage long sur queue cylindrique.
Maintien : Outil/Porte-Outil : par pincement (serrage pince).
(défaut de coaxialité égale à 0,01) ________________________ Fraise 3 tailles :
Mise en position Outil/Porte-Outil : appui plan sur face F, centrage court
sur alésage.
Maintien : Outil/Porte-Outil : par serrage axial en bout, entraînement en
rotation par clavetage. (défaut de coaxialité dépend du jeu du centrage court) 4 Liaison porte-outil/machine et outil/porte-outil en tournage
Liaison Porte-Outil / Machine :
Tourelle fixe et porte-outil interchangeable :
Ce dispositif équipe les tours conventionnels (cholet).
Chaque Porte-Outil est équipé d'un outil préréglé.
Dispersion (?) de reprise Porte-Outil :
? = ± 0,01
______________________________ Tourelle porte