9-usinage

February 20, 2018 | Author: Zakaria Wasfi | Category: Machining, Drill, Production And Manufacturing, Tools, Technology
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usinage...

Description

GPA-210

Éléments de fabrication mécanique Plan du cours „ „ „ „ „ „ „ „ „ „ „

Dessin industriel: Un rappel Tolérances dimensionnelles et Ajustements Tolérances géométriques États de surfaces Cotation fonctionnelle Cotation au maximum de matière Procédés d'obtention des pièces brutes Procédés d'usinage Isostatisme Transferts de cotes et d'orientation Rédaction de gammes d’usinage

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GPA-210, Éléments de fabrication mécanique

Plan du chapitre „ Introduction aux procédés par enlèvement de matière „ Usinage : les machines outils : „ „ „ „ „ „

Les perceuses Les fraiseuses Les tours Les scies La découpe laser Les brocheuses

„ Conclusion

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GPA-210, Éléments de fabrication mécanique

Procédés par enlèvement de matière – introduction „ Beaucoup de pièces produites par moulage, forgeage, laminage, etc nécessitent des opérations complémentaires pour être utilisables. „ Procédés par enlèvement de matière : „

Usinage

„ But : précision dimensionnelle et géométrique „

Interchangeabilité

„ Il s’agit de bien choisir qu’est-ce qu’on obtient par usinage, ou par moulage, formage, etc

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Procédés d’usinage „ Enlèvement de matière „ „ „ „

Par découpage Æ poinçonnage, cisaillage, Par copeaux Æ usinage (perçage, tournage, fraisage, etc) Par abrasion Æ meulage, rectification, rodage, polissage Non traditionnel Æ électrique, chimique, optique

„ Avantages de l’usinage : „ „ „ „

Profils internes, externes pas possibles en formage, moulage Reprise après traitement thermique Plus économique Précision

„ Inconvénients : „ „

Perte de matière Demande plus d’énergie et de temps que le formage, le moulage Î réduire les opérations d’usinage au maximum

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Procédés d’usinage „ Découpage, poinçonnage :

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Procédés d’usinage a) b) c) d) e) f) g)

C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\pliage_de_tole.VOB rtsp://srvmedia1.cslaval.qc.ca/CDP/H264/sciage_Gr.mov

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Poinçonnage Découpage Crevage Encochage Grignotage Arasage Détourage

Procédés d’usinage „ Électro-érosion :

C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\electro_erosion.VOB

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Usinage : les machines-outils (MO) „ But : générer des surfaces élémentaires „ Principe : enlèvement du métal sous forme de copeaux „ Fonctions principales d’une machine-outil : Supporter les outils et les pièces Î positionnement et maintien „ Assurer un déplacement entre les outils et les pièces : „

„ „ „

Mouvement de coupe Mc (vitesse Vc) Mouvement d’avance Ma (vitesse Va) Vc >> Va

„ Caractéristiques principales : Espace de travail utile „ Puissance utile (vitesse, couple) „ Précision (rigidité de la structure, guidage, stabilité thermique, vibrations, usure …) „ Coût de fonctionnement „

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Usinage : les machines-outils (MO)

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Usinage : les machines-outils (MO)

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Usinage : les machines-outils (MO) „ Influence de l’angle de coupe γ : „ „

Avantages de γ Négatif : Améliore la résistance de l’arête de coupe Inconvénients de γ Négatif : augmente les forces de coupe Æ déformation de la pièce lorsque l’épaisseur de matière est faible

γ

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(source : Catalogue Stellram pour les outils de tournage)

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Usinage : les machines-outils (MO) „ La profondeur de passe est limitée par : „ Limite supérieure : „ „ „

La puissance de la machine-outil La rigidité de la pièce et de l’outil (efforts de coupe) Autres : nature du matériau à usiner, géométrie de l’outil

„ Limite inférieure (copeau minimum) : „ „ „

Finesse de l’arête tranchante (r) La forme du bec de l’outil Autres : nature du matériauγ,àβusiner et l’état de la machine

„ Valeurs données par le fournisseur des outils de coupe : voir catalogues ou site web

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Les matériaux pour les outils C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\outils_de_coupe.VOB

„ Tableau page 146 des notes de cours

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Usinage : les perceuses „ Les perceuses : „ „

Mc : mouvement de rotation de l’outil Ma : mouvement linéaire de l’outil Calcul des vitesses de coupe : page 155 :

Ma Mc Avance de coupe : page 157 :

Pièce

Copeau

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Usinage : les perceuses (suite) „ Genres : „ „ „ „ „

Sensitive : le mouvement d’avance (Ma) est contrôlé manuellement A colonne : plus puissante et performante, pour pièces de grandes dimensions (grande hauteur de colonne) Ma A têtes multiples : tout sur un bâti Radiale : pour pièces volumineuses Mc Multi-broches : jusqu’à 20 outils simultanés

„ Caractéristiques : „ „ „

Pièce

Copeau

Machine de base : simple, pas chère Pour surface de révolution : perçage, lamage, chanfrein, taraudage, finition à l’alésoir, chambrage Précision moyenne (qualité 10-11 ISO)

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Usinage : la perceuse sensitive „ Perceuse sensitive d’établi, Avance manuelle http://www2.cslaval.qc.ca/star/IMG/mov/841-h.mov

Carter (Poulies étagées)

Poulies étagées Manette d’avance Manette d’avance Nez de broche Nez de broche

Mandrin Moteur

Mandrin Foret

Table Colonne

Table Socle

Socle École de technologie supérieure Génie de la production automatisée Gilles Foucault

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Moteur

Usinage : la perceuse à colonne „ Utilisable pour des pièces de grandes dimensions, grâce à la grande hauteur de colonne

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Usinage : la perceuse radiale „ Pour pièces de grandes dimensions „ La broche est montée sur un chariot coulissant le long d'un bras pouvant pivoter avec la colonne comme axe. „ Avance automatique

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Usinage : la perceuse multibroches „ Travaux de petite série „ Pièces avec un grand nombre de trous par face

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Forêts à centrer

„ 2 types d’utilisation „ „

Pour percer un trou avant de tourner une pièce dans un tour à contrepointe Pour percer un trou de centrage afin de guider le perçage d’un trou de diamètre important

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Usinage : les fraiseuses „ Genres : „

Fraiseuse d’outillage à tête universelle : „ „ „ „

Verticale Horizontale 4 axes, 5 axes Spéciale : duplex, fraiseuse-raboteuse

„ Caractéristiques : „ „ „ „ „ „

Permet des travaux extrêmement variés Capacité variable, mais pas pour des très grandes pièces Bonne précision (qualité 7-8 ISO) Usinage de plusieurs surfaces simultanément (train de fraises) Possibilité de reproduction Automatisation de cycle (carré, cubique)

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Usinage : Fraiseuse horizontales et verticales

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Usinage : fraiseuses „ Fraisage par reproduction :

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Usinage : fraiseuses „ Fraiseuses 4 axes „ „

Fraiseuse 5 axes

3 translations x,y,z 1 rotation

„ Fraiseuses 5 axes „ „

3 translations x,y,z 2 rotations

„ pour pièces complexes „ Commandes numériques

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Types d’opérations de fraisage n

Opération Outil typique Surfaçage Le surfaçage c’est l’usinage d’un plan par une fraise. Fraise à surfacer Plans épaulés C’est l’association perpendiculaires

de

2

plans

Rainure C’est l’association de 3 plans. Le fond est perpendiculaire au deux autres plans.

Poche La poche est délimitée par des surfaces verticales quelconque (cylindre et plan). C’est une forme creuse dans la pièce.

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Fraise coquille

Fraise en bout

Fraise en bout Fraise disque

Fraise en bout

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Types d’opérations de fraisage

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Les outils de fraisage

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Les outils de fraisage

Avantages

Inconvénients

Plaquettes Vitesse de coupe maximale Pas besoin de réaffûter Rayon de coin précis

Coût initial élevé Moins de lèvres Demande plus de puissance et rigidité

Carbure taillé dans la masse Rigidité (contrôle de la déflection latérale) Vitesse de coupe élevée Longue durée de vie

Coût élevé Coûteux à réaffûter Diamètre change après lorsque réaffûter

Acier rapide (HSS) Versatilité Economique Réaffûtage économique

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Diamètre change après lorsque réaffûter Vitesse de coupe limitée Moins rigide

C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\nc_milling.vob C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\Rim-SLC-DMU60T-0.m

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Usinage : les tours „ Mc : mouvement de rotation pièce „ Va : mouvement d’avance linéaire de l’outil Tournage avec outil à arête unique

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Usinage : les tours „ Genres : „ „ „ „ „

Tour Tour Tour Tour Tour

parallèle (d’outilleur) révolver (plusieurs outils, (semi-)automatique) à reproduire : pour surface de révolution à génératrice spéciale verticale : pour pièces volumineuse multibroche

„ Caractéristiques „ „ „ „ „ „

Toute surface de révolution Surfaces usinées intérieures/extérieures Filetage et taraudage Capacité variable (passage sur banc – distance entre points) Bonne précision (qualité 6-7 ISO) Machine de production économique

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Usinage : les tours „ Usinage de formes (a) alésage

(d) chariotage

(e) Défonçage (création d’une gorge)

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© dressage

(b) perçage

(f) copiage

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(g) filetage

Usinage : les tours C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\tournage.avi

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Usinage : les aléseuses „ Alésage : mise au diamètre précis d'un trou déjà existant Mc „ Les aléseuses : „ „

Mc : rotation outil Ma : linéaire pièce (outil)

„ Genres „ „ „

Horizontales Verticales (à montant fixe ou mobile) Multi-broches

„ Caractéristiques : „ „ „ „

Formes de révolution intérieures Grande dimension Très bonne tolérance dimensionnelle Peut être utilisée en fraiseuse (aléseuse-fraiseuse)

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Ma

Usinage : les aléseuses

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Usinage : les aléseuses

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Usinage – les scies „ Les scies „ „

Outil

Mc

Mc : mouvement linéaire, rotation outil Ma : mouvement linéaire, quelconque pièce/outil

„ Genres „ „ „

Ma

À ruban Alternatives Circulaires

„ Caractéristiques „ „ „ „

Mc

Machine simple, pas chère Pour toutes surfaces réglées Usinage intérieur Æ soudage ruban Précision moyenne (qualité 10-20 ISO)

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Pièce

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Outil Ma

Pièce

Usinage – les scies http://www2.cslaval.qc.ca/star/IMG/mov/843-h.mov

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Usinage – les scies

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Usinage – les scies

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Usinage – les brocheuses „ Les brocheuses Mc : linéaire outil „ Ma : „

Brochage intérieur Outil

Mc

Pièce

Brochage extérieur Mc

Outil Pièce

„ Genres : Verticales „ Horizontales „

„ Caractéristiques : „ „ „ „ „ „ „

Usinage ébauche-finition en une seule fois Outil très cher, sauf lorsque la broche est standard (clavettes, etc) Très bonne productivité Pour grandes séries Mouvement hydraulique Bonne qualité Machine simple

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Usinage – les brocheuses

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Usinage – les brocheuses verticales

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Usinage – les broches

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Usinage – les brocheuses

Formes obtenues par brochage intérieur

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Formes obtenues par brochage extérieur

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La rectification plane C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\meulage.VOB

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„ Les ponceuses à disque et à ruban

http://www2.cslaval.qc.ca/star/IMG/mov/842-h.mov

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Usinage : la découpe laser „ La découpe laser : laser avançant parallèlement à la surface usinée „ Genres : trajectoire laser 2D et 3D C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\hpmavi.mpg

2D 3D

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Usinage : la découpe laser „ Caractéristiques : „ „ „ „ „

Très grande productivité : vitesse d’avance jusqu’à 15 m/min Épaisseur de découpe jusqu’à 25 mm (puissance de 4 kW environ) Pour tôles de très grande dimension Découpe de tubes à section carré et cylindrique IT de environ 0.2 mm pour une tôle mince

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Usinage – les machines-outils „ Conclusion : Grand nombre de types de M.O. „ Pour un type donné, les caractéristiques suivantes sont variables : „

„ „ „ „ „ „ „

„

Puissance Vitesse de coupe, avance Capacité dimensionnelle Précision géométrique et dimensionnelle Productivité Coût d’achat Coût d’exploitation

Le nombre de facteurs intervenant dans le choix d’une M.O. est très élevé

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