Module Techniques D Usinage Mécanique Les Bases PDF

 

Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases

Index Les sujets de formation Les bases de l’enlèvement des copeaux  . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 La géomé trie etent lesde angles angles de ur cou coupe des outil outils s . . .sur . .r .un . . burin . . . . . .. .. .. .. .. .. .. 3 Le géométrie développement développem la chaleur chale etpe son évac évacuation uation su 3 Les forces et les mouvements dans l’enlèvement l’enlèvement de copeaux . . . . . . . . . 4 En comparaison comparaison,, les forces forces de coupe dans le sciage sciage . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Les angles angles de coupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 L’us ’usur ure e . . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . .. . . . . .8 La formation formation des copeaux copeaux et son contrôl contrôle e . . . . . . . .. . . . . . .. . . . . . . .. 9 Les types types de copeaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Les formes formes de copeaux copeaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Les matières matières de coupe coupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Plaquettes réversibles (classification (classification selon le code ISO) . . . . . . . . . . . . . 17 Les vitesses de coupe et le calcul des fréquences de rotation rotation . . . . . . . . 18 Table des fréquences de rotation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

Percer/chanfreiner/aléser/tarauder  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Le perçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  Vue d’ensemble des différents procédés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Les perceuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Les perceuses à main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Les perceuses d’établi à colonne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Le travail travail du perçage perçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Les perceuses perceuses à colonne colonne modernes modernes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 La sécurité au travail  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Le serrage des pièces  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Les mandrins mandrins et pinces pinces de serrage serrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Les outils hélicoïdaux de perçage. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 28 Les forets 28 Les angles du foret hélicoïdal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Les différe différents nts outils outils de perçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Les pinules pinules (Zentrofix) (Zentrofix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Les palpeurs palpeurs d’arêtes d’arêtes digitaux digitaux 3-D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Les procédés de perçage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Le perçage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Le chanfrein chanfreinage age . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 L’alésage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 L’usina ’usinage ge d’un alésage alésage ø 10 H7 (avec des des outils HSS) HSS) . . . . . . . . . . . . . . 40 Le taraudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Conseils pour le taraudage à la machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Le chanfreinage d’un taraudage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table des filetages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Table des valeurs de coupe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 Table des valeurs valeurs de coupe coupe à remplir remplir . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

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 Version pour apprenants, n° d’art 2103f  Version pour instructeurs instructeurs et maîtres d’apprentissage, n° d’art. 2603f

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Les sujets de formation

L’affûtage des forets hélicoïdaux  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 L’affûtage de la surface de dépouille . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Les possibilités d’affûtage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Les erreurs d’affûtage possibles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

L’entretien et les soins d’une perceuse  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Les plans de travail pour le perçage  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 La préparation du travail  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Explicatio Expli cation n des termes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57  

Questions d’examen  . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Les forces et les mouvements dans l’enlèvement de copeaux Lors de l’enlèvement de copeaux, les forces qui sont à l’oeuvre enlèvent de la matière. Ces forces dépendent principalement : – de la résistan résistance ce du matériau, matériau, – des a angles ngles de coupe, coupe, – de la section section du du copeau. copeau. Les forces sur le tranchant d’un outil : La force d’enlèvement de copeaux F est la résultante de toutes les forces individuelles qui agissent pendant le processus p. ex. sur les burins, sur les dents des fraises ou des scies.

Fa Fc Ff

force active force de coupe force d’avance

forces actives dans le tournage

F Fa Fc Ff  Vc  Vf

Fa Fp F

force active force passive force d’enlèvement

forces d’enlèvement dans le tournage

= for force ce d’ d’en enlè lève veme ment nt de des s cop copea eaux ux = force active = force de coupe = force d’avance = vitesse de coupe = vitesse d’avance

forces d’enlèvement dans le fraisage

En comparaison, les forces de coupe dans le sciage

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Les angles de coupe La forme de base de tous les outils de coupe par enlèvement de copeaux est angulaire. Plus l’angle est pointu, plus il est tranchant, mais moins il est solide. Entre ces deux extrêmes, il faut trouver un compromis adapté aux matériaux à usiner.

g

b

d

a

a + b + g = 90° 

L’angle du taillant b (beta): L’angle depour taillant doit être choisi de manière à donner au corps angulaire une solidité suffisante l’absorption des forces de coupe.

De l’angle de taillant dépendent :

F

b

– l’effet d’enlèvement des copeaux et du mode d’usinage, – l’évacuation de la chaleur, chaleur, – la résistance du taillant.

Plus le matériau à usiner est tendre, t endre, plus l’angle du taillant doit être petit.

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases L’usure L’usure sur l’outil se produit là où la surface usinée et le copeau sont en contact. Deux endroits sont particulièrement touchés : L’usure de la surface de dégagement est produite par le frottement sur la surface usinée (A). L’angle de dépouille α devient plus petit L’angle ( α’ = 0°) : il en résulte davantage de frottement et des forces de coupe plus élevées.

 A a a’

Désavantages : – profondeur de coupe plus petite, – précision moins bonne, – état de surface moins bon.

g b b’

 

L’usure de la surface de dégagement (cratère) produit par le frottement du copeau (B).

g’

 Agrandissement de l’angle de coupe g et diminution de  b (il en résulte b’ et g’).

B

La formation de cratères commence derrière le taillant (flèche).

Conséquences : Conséquence de A : développement de chaleur plus élevé. Conséquence de B : évacuation de la chaleur moins bonne. • le taillant se calcine et s’émousse.

usure sur le taillant d’une fraise

• affûter les outils HSS avant que l’usure de A et de B se cumulent.

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Le taraudage Par le taraudage sur des tours, perceuses et taraudeuses on produit des filetages dont l’axe correspond parfaitement à l’axe du perçage. Grâce aux vitesses de coupe largement supérieures comparé au taraudage à la main, les durées d’usinage sont considérablement raccourcies. Les tarauds

La profondeur du filetage, le type de filetage, le matériau à usiner et le fait que c’est une pièce unique ou une série, tous les paramètres décident du choix de l’outil adéquat.

choix de taraud et des moyens de contrôle

le taraudage

Tous les tarauds machine, à rayure droite ou en hélice, produisent des filetages terminés en une seule opération. Grâce à une entrée en hélice meulée supplémentaire on obtient une performanc performance e d’enlèvement de copeaux supérieure.

Rainure de copeau droite avec entrée d’hélice meulée. Evacuation des copeaux par l’alésage. Pour perçages traversants et borgnes.

Rainure de copeaux hélicoïdale. Evacuation des copeaux par l’alésage. Pour perçages traversants et, si l’entrée du taraud est courte, aussi pour perçages borgnes.

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Rainure de copeaux légèrement hélicoïdale. Evacuation des copeaux par l’alésage. Pour perçages traversants et, si l’entrée du taraud est courte, aussi pour perçages borgnes.

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Les tarauds avec une entrée en cuillère sont utilisés pour les taraudages traversants dans des matériaux produisant des copeaux longs. Les copeaux sont évacués vers l’avant.

taraud machine avec entrée en cuillère pour taraudages traversants

Les tarauds à rayures hélicoïdales sont utilisés pour les matériaux produisant des copeaux longs (acier). Avec la rayure à droite, cet outil est utilisé pour les taraudages borgnes. Les copeaux sont évacués vers l’arrière du perçage borgne par les rayures.

taraud machine à rayure hélicoïdale pour taraudages borgnes

• Selon le matériau à usiner, il faut respecter les codes couleur !

couleur

H = dur 

type

matériaux

W

matériau tendres (weich)

aluminium 

N

matériaux normaux

acier de construction 

H

matériaux durs (hart)

laiton 

N = Normal 

W = tendre 

• Les codes couleurs sont différents d’un fabricant à l’autre.

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Module Techniques d’usinage mécanique – Les bases Les plans de travail pour le perçage Exemple : pièce percée 1 Ra 6.3

Ra 0.8

A-A

1

Z+ Ø  6 H7 Ø  10

Ø  6 H7 M  8

   8  .    0    a     R

Ø  5.5

Ø  10

   8  .    0    a     R

Ø  5.5

 

ZY+ 53 27

X+

X   7

   0    1

   0    4

   5    2

B

A   B

A

   5    1

   3    4

10 23 40 57 70

YB-B Ø   10 H7

Ø  10 H7    8  .    0    a     R

   8  .    0    a     R

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Questions d’examen 1.

De co comb mbiien de deg degré rés s es est l’a l’an ngle de po poin intte sur sur un fo foret hél élic icoï oïda dale le pou ourr l’a l’aci cie er ?  A   o B   X  o C o D o E o

2.

140° 118° 80° 130° 108°

Pourquoi faut-il chanfreiner les avant-trous de filetage ? Pour que ...  A   o B o C o D o E   X  o

3.

correction

les copeaux ne se coincent pas. la sortie du filetage soit plus courte. ce soit plus facile à lubrifier. l’on puisse tarauder des filetages dans des trous borgnes. pour que le taraud amorce mieux.

Pourquoi alèse-t-on les perçages avec des alésoirs ?  A   o  A cause de la grande performance d’enlèvement d’enlèvement de copeaux des alésoirs. alésoirs. B   X  o Pour produire des alésages fins, précis. C   o Parce que les alésoirs sont des outils robustes et bon marchés. D   o Le temps d’usinage est plus court par rapport au perçage ou tournage. E   o Pour pouvoir travailler avec des données techniques élevées.

4.

Pourq rqu uoi le les s alé lés soir irs s doiv iven entt-il ils s po pos ssé séde derr un nom omb bre pair de tr tra anch chan antts et une denture inégale ?  A   o B o C o D   X  o E o

5.

Pour la rotation à l’envers. Pour une production simplifiée. Pour permettre des fréquences de rotation plus élevées. Pour la précision du diamètre et la diminution de broutages. Pour permettre des avances plus grandes.

Jusqu Jus qu’à ’à quel dia iam mèt ètre re le les s per erça çag ges tr tra ave vers rsa ants et bor org gne nes s peuv uve ent êt êtrre percés directement dans le matériau plein ?

Jusqu’à environ 12 mm 

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