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, /1 1 génie méCanique productique mécanique
C. Barlier B. Poulet
1_
C
•
El.- ..http://technologipro.blogspot.com/
1
Benoît POULET Professeur agrégé de génie mécanique
Claude BARUER Professeur agrégé de genie mécanique Docteur de l'ENSAM
,
MEMOTECH Génie mécanique productique mécanique Deuxième édition
Collection A. Capliez
Éditions CASTEllLA - 25, rue Monge - 75005 PARIS
Préface L'enseignement de la productique mécanique a pour objectif la formation aux méthodes et aux techniques destinées à assurer la qualité et la compétitivité des produits fabriqués et, pour ce qui concerne les fabrications mécaniques, aux méthodes et aux techniques qui leur sont propres. Dans ce domaine, l'assistance informatique se développe de plus en plus à travers l'utilisation de la FAO (Fabrication assistée par ordinateur). Mais, parallèlement, il s'avère indispensable de disposer d'ouvrages écrits, toujours à portée de la main, aussi complets que possible, qui permettent de trouver en temps réel les éléments nécessaires aux décisions à prendre. C'est à ce besoin que répond le Mémotech Génie mécanique, Productique mécanique. Il facilitera la tâche des enseignants et des élèves qu' il prépare au baccalauréat technologique, série Sciences et technologies industrielles, spécialité Génie mécanique, option Productique mécanique. Il constituera également un livre de référence largement utilisable dans les sections de techniciens supérieurs en Productique et les départements de Génie mécanique des IUT. Fidèle à la démarche productique, il réunit, sous forme de banques de données, de guides de choix et de fiches de calcul, les informations indispensables au bureau des méthodes et à l'atelier. En construisant cet ouvrage avec clarté, logique et méthode, les auteurs ont assuré sa complémentarité avec l'informatique; ainsi, plusieurs progiciels "base de données, sélection et calcul" permettent, à partir des éléments mis en place dans ce mémotech, de recourir à des formes de calcul que seul l'ordinateur permet d'appréhender rapidement. Claude BARLlER, agrégé de génie mécanique, docteur de l' Ecole nationale supérieure d'arts et métiers, est professeur des écoles des Mines. Il est responsable du OESS "conception de produit" mis en place à partir de l'ESSTI N (université Henri Poincaré), dans le cadre d'un partenariat avec l'École des Mines d'Albi-Carmaux et l'École des Mines de Nancy. Il a créé et dirige le CIRTES (Centre d'ingénierie de recherche et de transfert de l'ESSTIN à Saint-Oié-des-Vosges). Benoît POULET, agrégé de génie mécanique est professeur de chaire supérieure en classes préparatoires aux grandes écoles au lycée Henri loritz à Nancy. Il enseigne également le contrôle, la métrologie et la qualité en classe de ONTS CFAO Prototypage rapide. Nous les remercions pour la grande qualité de cet ouvrage, fruit d'une compétence pédagogique et professionnelle reconnue de tous.
A. CAPUEZ Inspecteur général honoraire de l'Éducation nationale 3
Note des auteurs
Cet oovrage a été conçu dans -l'esprit prodllCtique". Il lait wite aux oovrages Mémotech Productique, "Matériaux et usinage" et -Conception et dessin", il s'apptJle également SlX les développements des logIciels UC3 "Utilitaires de coupe" et ACMU "Aide à la conception de montages d'usinage". Il profite de ces nombreuses expériences et a demandé un travail d 'éqlJipe très soutenu. Nous avons également Intégré la présentation et l'utilisation des logiciels CESAR. MESTRID. EFI-CN OUAUSTAT, véritables références dans l'enseignement tedY1ologiqœ.
et
Nous tenons à dédier cet ouvrage et ainsi exprimer nos remerciements les plus sincères à : Didier PRAT. IPA-1A, dans l'Académie d'Aix-Marseille, et à son équipe pédagogiq.H!, en particulier, Roger BESSARD. Gilbert CARLO, Fernand HONORAT et Jean-ClTistian ROYON, professellfS au lycée Jean Perrin de Marseille. polJl' leurs conseils et pour l'autorisatiorl de publi catiorl des f~hes d'opérations standard. üoneI GIRARDIN, professeur au lycée Henri loritz de Nancy, pour ses conseils, en liaison avec le Mémotech Productique "Matériaux et usinage-, Marc GABRIEL, professeur d'université à l'ESSTIN (Université de Nancy1 ), pour la relecture du c hapitre "Maintenance", Jean-Pierre GONDOUIN, prolE!SSeU' au lycée Astier d 'Albenss, pc:!U' la relecture du chapitre -Méthodes" et pou' la présentation du logiciet ER-CN, François MIHE, professeur au lycée Hem; Lorm de Nancy, pour la relecture des chapitres "O\Jtiis d'analyse des spécifications" et " Métrologie", MSlIrlce PILLET (CFPIM), professell" au département OGP de l'IUT d'Annecy, pour ses conseils lors de l'élaboration du chapitre "Gestion de produclion ", Pierre SOUVAY, professeur au lycée Pierre Mendès-France d 'Epinal, pour ses conseils lors de l'éIaborntion du chapitre "Oualité" et poor ta prêsentation dtJ logiciel OUAUSTAT.
Tous les dirigeants et ingénieurs des sociétés et centres tedvliques dont les référe0ce5 figurent en fin d 'ouvrage, pcul8U'S informations et pour la qualité des docIJments foomis, particlllièrement à : Jean FAIESS, Président direclelJl' généfal de la Société REALMECA. Jean GUIOT, Directa.r études et recherches de la Société ALCERA GAMBIN, Georges HEGELE, Gérant de la Société MAHR MESURE, M. LEUENBERGER, Présiderrt directe.... général et à Jacques BENOIT. Conseiller tecmiqœ de la Société FRAISA en Suisse, Dominiqll8 ANTOINE, Chef de produil Division mécaniq ue ROCH France SA, de la société BROWN and
SHARPE. Jean-Emile PFALZGRAr, Président directeur géoêral de la Société EPS, Pierre RAYE, Directeur général adjoint et Jean-Marc MULLER, Respoosabte du cerrtre technologique, de la Société STELLRAM en $lJlsse, Marc ROSENBAUM, Direct8llr commercial de la Société RENISHAW, Adrien VOLPI, Directeur des ventes et Michel GIRES, Responsable teclYlique de la Société NORELEM.
A Pierre-Aiain GRESSET pour la réalisation des dessins et figures en DAO. A nos collègues du lycée Henri Loritz et de l'ESsnN à Nancy, pour leurs suggestions et critiques très constrlJC'liveS.
A nos élèves et étudiants.
C, B, Naxy, septembre 99
4
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SOMMAIRE
1
1
1.
Outil d'analyse des tolérances dimensionnelles et geomêtriques
2.
Préparation des documents de fabrication (Méthodes)
35
3.
Coupe
B5
4.
Outils - PorttH>utiis - Conditions de coupe
133
5.
Procédés d'usinage - Machines-outils
19S
Porte-pièces
22S
7.
Métrologie
279
8.
Ouallté
369
9.
Gestion de production
419
7
1
16.
10. Maintenance
463
o.
~ ~ @] ~ ~ ~ ~
lGp] rM:1 1
, 1
Annexes - Index des références - Index alphabétique
47S
1
ŒJ 5
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1, Outil d'analyse des tolérances dimensionnelles et géométriques
Ir81
Banque de DONNEES
W
r::Tl F;ct>e
Gu;ded.
de
llJ CALCULS
~CHOIX
1.1. ClassifICation des tolérances dimensionnelles el géométriques 1.1.1. Classification et désignation 1.1.2. Exemple de classification
--------1--
8 8 8
1.2. Inventaire des mobilités - - - - - - - - - - - -_ _ _ _ _ _ _--1__ 1.2.1. Préliminaires 1.2.2. Mobilités et nombre minimal de mesures
9 9 9
1.3. Démardle d'analyse d'une tolérance dimensionnelle ou géométrique _ _ _ _--[_ _
10
1.4. Exemples d'appliœ tions _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _--1__
1.5. Tolérances géométriques - - - - - - - - - - - - -- -- - - - t - - 1.5 .1. Principes 1.5.2. Tolérances géométriques de forme 1.5.3. Tolérances géométriques de position 1.5.4. Tolérances géométriques d'orientation 1.5.5. Tolérances géomél nques de banement
-------- ---t--
1.6. Tolérances d'état de surface (ondulation - rugosité) 1.6.1. Averlissements , origines des travaux 1.6.2. Définitions 1.6.3. Spêcifications sur les dessins 1.6.4. Abrévi ation des diflérentes fonctions 1.6 .5. Abrêvîation des procêdés d'élaboration 1.6.6. Défauts de surlace dassés par nature 1.6.7. Principaux paramètres liés à la ligne moyenne 1.6.8. Paramètres liés aux motifs 1.6.9. Séparation des défauts de surface 1.6.10 . Données générales 1.6.11. Ancienne désignation : oorrespondance
11
,. 12 12 14
19 22
24 24 24
25 25 25 2. 27 28 29
30 30
1-__
1.7. Tolérances el ajustements _ , -_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1.7.1. Prindpauxcascourants 1.7.2. Ecarts - position des écarts - qualité 1.7.3. Ecarts fondamentaux
31 31
32 33
7
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1.1. Classification des tolérances dimensionnelles et géométriques
œ Tol.
1.1.' . Classification et désignation Rectitude ToIém"""
de lonne
propres
Tolérances dirnensioonelles
à une surlace
Cy1inOOci1é
0
M6
1
Tolérance d'oodulation Tolérance de rugosité
ToNrances
IJ 0
"<=>
Tolérances
._.....
\
Circularité
~
$
.t
Tolérances de position
géorriéb Iq .....
Tolérances
symétrie ConcentricitélCoaxialitê
Inclinaison
X'
1
Tolérances de ba ttement
lj
..
L.
Cole de longueur Cote angulaire
Battement simple
Banemenl lolal
-'
,•
.,
Rugosité
Localisation
Parallélisme
Tolérances
Exefl1)le :
Ondulation
PefP8ndicularité
dimensiomelles
Bielle de compresseur à air
Dlamèlrel Angle dun cône
Code ISO (f.MI ... )
-
L
1.1.2. Exemple de classification
ligne quelconque Suriaee quelconque
a
Tolérances dorientation
M ire sutlaœs
Planéité
~
DesSin parti el de défin ition
f.// ~
1ffi'i ...EJ.
~- ~
-El
~', ; ~
': L,~~"'I ,.. ~ ~1,1 Classffiœtion
Tolérances propres â une surface Forme
10 1 01,51A 1 ' 09"" 1C710,05] 025 Hl
1.1. 100.051C 1 1 :: Il.5 ID 1 018 H7
lLŒ!l Ra ,. 1,6 t ....
8
Il.m
Tolérances entre surfaces
~~~~~~~~~~ ~~~ ~1---~=T~~~~r=~--~ Dimension
ruoosilé
Dimension
Position
OrIentation
ToIéranœ de battement
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1020
{t ]ITo,
Inventaire des mobilités
1.2.1. Préliminaires
Exemple
Remarques
~[WI' 1A 1 1 1 ~. ~
Chaque tolérance dimensionnelle el géométrique peul s'aMlyser en terme de translation et/ou de rotation, explicite et/ou implicite. dans un repère lié à la pièce. Explicite: valeur en dair dans la spécificati on. Implicite : valeur sous-entendue à œ lculer.
• Les tolérances dimensionnelles et de position (tolérances entre surfaces) précisenl explicitement une ou plusieurs rotations entre les surfaces concernées. On noiera T pour lranslation et A pour rotation. (la notation entre parenthèses, voulant signifier qu'il s'agit d'une mobilité implicite) exe~1e : (Rl
• Les tolérances d'orientation précisent une ou plusieurs rolslions explicites uniquement notées R.
• Les tolérances dimensionnelles el géométri ques propres à une sur1ace et la tolérance de battement ne peuvent être définies par des mobilités de translation et de rotation (il n'y a pas de référence).
1 l1~~
1
",
l~ 'T
1//1 , 1A 1
!eITJ
T, 'R><) ,Ry)
,,03oÎ
~
~
;
"" Ry
"
b- =1
~
Hypothèse d'analyse : jX)Ur ce type d'anatyse.1a su~=~étèrerœ de la tolérance sera coosidérée œmme parfaite; Toute la tolérance sera ainsi re su la SOOace étudiée.
1.2.2. Mobilités et nombre minimal de mesures : exemples types T olérallC8S ..
t
Mobilités et
Nomb
Tx Ty
,,-
-
Position
pian/pian
"el....
p"" "el "el pan plan p'" plan planiplan
0
0
Cote
Orientation
~~(;Angle plan/plan
plar.'pIa1
0
0
Mobilités"
0
T, Ax
(0)
(0)
Ay
(0)
(0)
A,
0
0
0
(0)
(0)
0
0
0
0
(0)
0
0
(0)
"On Indiquera emre parenthèses les mobilités impliciles: eKe~ (0)
9
1.3. Démarche d'analyse d'une tolérance dlmensionnalle ou géométrique lIustration Donnêe
_.
Siene de compresseur
• Dessin de définition.
"
• Noones sur les loIêrances dimensiomelles et géométriques (cf paragraphes 1.5.2 à 1.5.5)
Besoin
.
Valeurs des Imites maxi admissibles
des IoIérarœs en terme de mobilité. (lx,Ty,Tz) (Rx,Ry, Rz)
Ay :: ?
Tx= ?
coaxialilé
la loIéranœ dimeosiornelle ou géométrique à anaJyser, la dasser el la désigner.
2. Corner la définition littérale au sens de la nome.
(Az) =?
Tolérance de position
1. Installer un repère (D,x,y,z). Extraire du dessin de définition
Analyse
à air
2. L'axe ; È\ :loit se trouver dans un cylindre partait de D 1,5 dont ,'axe est celui du cylindrer,3; et de longueur 1(hauteur de
@)
3. Représenter graphiquemenlla zone de tolérance.
=~.~
3.
_L
J"Obl."'A-r.....BI
Calcul
4. Faire l'inventaire des mobitités ~ à la toIérarce étudiée. (en respedanl le repère pièce)
4.
5. Représenter sur la liglXe précédente la surface étudiée afin de visualiser ses positions limites.
5. VOÎr figu re cj.
6. Déterminer les val eurs limiles maxi aanissibles de la tolérance en terme de mobilité.
6.
-
(Rx)
(Rz)
Tx = O± .. toI6f8rIce :::: Tz
•
avec fana '" "
lol~rance
(Rz):: (Rx) (AtlenClotl 1 leII mobilités
ne peweflI pa.
prenœ. leur valeur maxi ~rm*anknent) Résultat
7. Dooner l'expression rumérique de x '" Tz = O±O.7S ! (Rx)" (Rz) " 0" ces valeurs limiles.
10
Remarque: TX;Tz; (Rx); (RI) ne peuYef11 être toutes maxl.imu~t
:ttwC\al'l(~ 1
1.4. Exemples d'application Donnée
Exemple 1
. •
œ
ToI.
.....,
---
- - •,
... 's+.J J ~
il
.,
'"l
1
1
x('t ~ z
..L
cil Analyse
1
•
~
~.5
• Représentalfon graphique
• Tolérance é tudiée . 25 ± O.3 • Définition : toutes les distances mesurées entre les plans A et B) doivent être comprises entre 24,7 et
",
:-----~ "
~I'
25,3. Rem • • q ... : $eS din-lslons de ou de, el6ments
/'
/'
sont celles de l'élément étudié (lçl Al.
r Calcul
J
• Mobilités : T y: (Ax); (Az)
Ty:25.l tr.! (Rx) = 0"l.r1
avec lan (1 = 1= 0,6=4% 1 t5
=7~~ -
(RZ) = 0"!f2 avec tan r2 = : 0,75% Remerque :Ty; IR.); (Rz) ne peuvent ' tre mllxi sirnunanêment
Résultat
Ty::25l. 0.3
Donnée
Exemple 2
(Rx) '"
(AZ)
=O"±arctafI~'
~
r
8~--
1 !r ... ~
Analyse
• Tolérance étudiée :
I.LI
00,2
• Définition : ,'axe du cylindre
-0
rt!--.--
'OOd).S
,1
1..0 '
cD\
-
,
~"
• Représentation graphique
fi)
doit être
compris dans un cylindre parfait de 0 0,2 perpendiculaire à la surface de référence
\'
( A' .
1
Résultat
Ay '" Az '" 9O":t. r1
fit~ 1'''
'Ç81....
• Mobilités : Ay; Az Calcul
-t
avec tan r1 ""
0> 99,5
- 0,2%
R emarque : les défauts AV d Az r'Ie doivent pu lITe mut aimutlanément.
Ay '" Rz = 90 Hlfctan( 0.2 ) 99 ,5
11
1.5. Tolérances géométriques
I~ I T01 . F=;
1 NF IS08015 E 04-601
1.5.1. Princi s PrIncipe de l'enveloppe NF E 04-601, ISO 8015 zone de tolërance
Symbole
i.l,m_ fC:--~-~~ __ -5~
....... '
Interprétation
Exemples
- ~~~.
~H .---1- ~ ËfF ·~t Oirnotnû>n 1oc.1e
~~ «)
EnvelOppe de IOODe panaile
~T
2;
ci,
~
le symbole Entre l'enveloppe de forme parlaite deS dimensioos au maximum de matière et les dimensions locales au minimum de matière.
Elément de rêréfence Soilla surface déja identifiée oomme référence, soiI l'une ou ral1lre surface aJtemalivemenl.
® doit être placé près du cartoud'le du dessin ou à la suite de la
tolérance linéaire de
,'élément Domaine d'application Particulièrement adapté pour les pièces devant s'assembler.
""a
Permel surabOndante,
considéré. Il peul être fait référence
Aune norme
• La surface cylindrique ne OOit pas dépasser l'enveloppe de forme parfaite à la dimensioo maximale de 0 150. • Aucune dimension locale ne doit ê tre inférieure à
....... '
0 149.96.
\~fTfF" ~7
bl el b2dirrl9l'1s1oosIoc8IessWnulées
appropriée.
co tation
simple
"
000
Permet une démarche de cotation au maximum
de matière. Permet un contrôle simple avec des calibres au maxilTUm de malièfe facile à délioir. Ne peut pas convenÎf aux élements de grande longueur relative.
• L'enlilé dimensionnelle est définie par tes surfaces A et B distantes de b . • l 'enveloppe de forme parfaite est définie par 2 plans parallèles distants de b + 1.,. - les dimensions locales simulées définies comme les distances entre tout point de la surface B et un plan tangent à la SlXface A , doivent avoir des valeurs comprises entre b et b .... EJcBfTl)le 3 (cas amportanl uneexigence spédfique) :
~'œ
Peut englober les tolérances de rectitude, de planéité, de circularitê et de cylindricité.
Si ces tolérances géométrÎQues sont spêci-
fiées, elles sont obligatoirement restrictMis par rapport à la tolérance dimensionnelle. N'a ffecte pas l'orientation, la poSilioo et le battement, ceux-ci deVant faire l'Objet d'une indication partiwlière.
IOlo,oG
-~
~H ·_·-}
---+:;;"
l'
\)
,~r;
~~ - les exigences de l'exemple 1 s'apptiquent avec une exigence cofTlllémenlainl de fomle (défaut de circularité), obligaloifement restrictive par rapporl à la tolérance dimensionnelle. • l 'écM de circularité sera contrOlé localement.
12
150601$ NF E 04---561
Tolérances géométriques (suite)
[§ Toi.
Principe de l'indépendance Définition de la zone de
tO~.IInce
ChaQue exigence spéciliée sur un dessin pour une loIérance dimensionnelle ou une tolérance gêomélrique doit être respectée en elle-même.
- ---- I-f 101~:: 1
~[-I I\urune
indication particulière
Domaine d'application
Interprétation
Exemple
Symbole
~
~œ,_~
-E-+--31
Ce principe est destiné à coler les éléments non destinês à s'assembler et les éléments de grande longueur. Il ne permet pas de maitriser facilement les ajustements el les empilages Iooctionnels de pièces. Ce principe ne s'applique pas lorsque I~ dimensions locales n'existent pas.
Principe du
maxl~m
/ O.œa:.ndo_ .......... Chaque dimeosion locale cIoiI être comprise GOrre '" 150 el '" 149,96. Le défaul de rectitude des ~alriœs ne doit pas excéder 0,06. le dél'aIA. de arwlarilé ne doit
pas excéder 0,02.
de matière Symbole
Principe Ce principe est basé sur la dépendance enlIe les tolérances géométliques el les tolérances
I-L loo.t@ A h
climensÎOnnelles
.
La loIérnnce de perpendicularilé est de 0 ,1 quand '" 20 est à sa plus gœnde
~ _I-_(,"~_m" - - matière)
@
Domaine d'application
Interprétatio n
Exemple
- -.:J.-
Ele esl de 0,2 quand 0 20
'il est à éwIue avec ~ -IOIérance __ _ . rêtal do mUsa plus petlle dimeo-
A
Ce principe est destiné â coter les élément devant s'assembler, Upermet: • une approche el une analyse fonctionnelle optimale. • une cotatioo trés rapide et sans calcul.
'il
La
le pièce hJ mum de matière 10 k)Ié. renet! géométrique est le somme de la l oIé
~
"". ,
~ ~ -[::3~
• de définir les gabarits de cootrôle. • d'optimiser les tolérances de fabrication. Mintéresse parliculièrement les conditions de
ciliée au melCÎmum de matière et de r intervalle de IDIérance de rélé!nenl
montage interchangeable.
Etal yjrtuel (déflnltlon) la dimension virtuelle est la dimension qui délinitl'état possible (l'un élémen t.
Pour un élément contenu, c'eslla ~mite maximale de dimen-
Pour un élément contenant, c'est la
sion augmentée des tolérances géométriques.
dimension diminuée des tolérances gêométriques.
11- loo.2@ - --
-
C G
0'
~
~
,
11- loo.2@
Bo<
100/,7
Vir1 ue1l
i( i-P~rod
-_ ..... --
~ ~U A3
0
, Rélftœncc..O
.. 19.9 __ .20
au maxm..m de mBlotoe .ro
;wne de loIér8nce gêomoltrique
. ro2 .. 0.2. ..0.3
0
~, • '4Y// /"" .i:c!
_.....
-I ~' - _ I ' {~ - 1
>-iEJ AI /l A3
C G
"
,
~o
-.
(imensicns au.......mum (limerw;ion YirtueIe
zone œ
minimale de
~
Pf~ ~
-
~mite
'" 20,4 ..• .20,5 de mBlièra .. 20,4
lOIémnœ géomêtnque
. "'2 .. 0.2 .. .0.3
13
l NFE04-11êl Toi.
Tolérances géométriques (suite)
-1.5.2.
To~ances
géométriques de forme
Symbo&e
Zone de tolérance
- 1 ,
Une lignequelronque deI!! SUffaœ St.pi--
1 10.11 1 1" h1
rleure. parallèle au plan de pn:ljedim 0006 lequel t lndicetion est donnée. dol être contenue entre deux droites parallè-
D I
/
1
les dislanles de 0,1 . Leur longueur es! celle de r élémel1l.
1-
1 1°.11 1 10.1f-c ~--4I
La zone de tolérance, dans le plan COI'I!;idérê, estli'nitée pat ~ droilespamllèles. distanfes de l Se Ioogueur est celle de t/!lérnent spéci-
~~ i-B-I
~ de lOIêmnœ est limitée par un peralléteplpède do section 11 • t2 Se IonlPW" est celle de rét&nool spécifié (seuf Indœlion particulière).
!SI
3 4
W
0
1 1°.1/200 1 . 1 10,1/200h
17~ 1 ~
fié (llaUI inI:iœ\ion particulièm).
.
Interp retatio n
i-
~
/
ExempMi
Convne prOOéOenmenI mais unique--
~~
-El
EtJ
: 1 10., 1 1
1 102 1
1
1
l''C.2 !-r
~, I 1- : ::1.. 0.081~ . ! 1
:rFlî
la :rone de toIéfBroce est ~mi1oo par un cylindre de diamètre t. Sa ~ es! celle de rélément
1
1
f-
La ~one cie IOIérence. dons le plan CCJOSi. déré esl limitéeper ooux cercles œncentriques et distants de L
14
les
8~es
des dewc trous doivern être
COIll)Ii:s dans la même :rone cyindriQue de diamètre 0,08.
~ 1
Symbole
de
L'sl«I du cylindre relie au cadre de la tol&ance doit être corTlIris dans un cylif>. dre de 0 ,2 de diamètre.
,. '
spécilié (saul indicotion particulière) .
""""""0 Zone tolérance
L'axedeleberredoilêlre~dBos l.n
parellélépipèdc de largeur 0,1 dans .. direction VOOicaIe e( 00 0 ,2 dans la direc· tiorl hOI'Izonlale.
J
1 100,2 1
'-J
ment sur une partie quelconque ayaN: une klI'9..eur de 200.
~
1 1°,11
1 1°0,08 1
Comne procédemment mais uniQuement sur la partie de longueur x limitéf. par le trait m ixte.
Exemple
Interprétation
1010,11 10 10,,17
~- -(fJ
Le pourtoor de chaque section droite 11! cylindre extêrielJr doit être compris entre
dewc cercles coplanaires conœntri~
distants de 0. 1.
I
Tolérances géométriques (suite)
a
Cyllndrlcité
Symbole
ZOne de tolérance
-l
---j-
( ~ E::-~\Q \ J.. . - - - _\-'-.~.' - - -~
[0[0,1[
La zone de toleranoo, dans le plan consi-
déré. est Hmitée par deux cylindres con· ceolriques et distants de t. sa IonguetJr est celle de " élément spécifié (sauf irdicalion partîcUière). ReveIoppe ou le prirdpe de T~ _
Interprétation
EIlO[ 01f---,
- - ~"
:=J;
~ ToI.
Exemple
[0[ 0,1 [
è<
\
NF E 04-552
- -
-- ---JI~[o"r
La surface considérée doit être comprise entre deux cylindres cooxillox dislantsde 0 ,1.
Comneprécédemment maisUliquemwl sur ta partie de longueur x limitée par le trait mixte.
X
[0[0,1120[
[0 [ 0,1I20 [~
-OJ-
_I~-
Commeprécedemmeot mais U'liquemeot sur une partie quelconque ayant une Iongueur cie 20.
0
Planéité
Zone de tolérance
Q
Symbole
Exemple
Interpretation
[O[O,OS[ [o~,oil ---,
-1
B -[}-
la zone de tolérance est limitée paf deux pOlS paraHèIes. (istan\s de l , son élen-
due est celle de rélémem spécifié (sauf irdiœlion pa rticulière).
,
Remarque : Bk! englobe la \DIétance du rectitude.
- - -1
'en-
r=4~f
Elu peul êùelr>duire dan!; le pr;ocipe de V
la surface doit être comprise entre deux plans parallèles distants de 0,08. La positioo de la tolérance se rapporte uniquement â la surface; dans les deux cas la pièce est correcte.
~\ E:J~-\
Tolérance de fonne d'une ligne quefconque rZone de tolérance
~
Symbole
HO,04[
Exemple
['-' [0,01 1
la~ooede tolérance est ~mitée pardeux
0
lignesenveloppesdes cerclesde diarnéIre 1dont les centres sont Situés sur uoe
ligne ayant la fDmlS géométrique spécifiée, sa longueur est celle de ,'élément spitcffié (saut irdîcatioO parrulière). Tolérance
El
Le prol~ CCIf'lSideré doit être comprisentre deux ligies envelopJes des cercles de diamètre O,02doot lescootres sonl situés sur une ligne ayanl la forme géométrique spécifiée.
de forme d'une surface quelconque co,
Zone de toléf"ance
~ ~
-..---
La zone de loIéranceest Ifflitée pardeux
surfacesenveloppesdes sphèresdec:iamètre 1 dont les centres soot situés sur une Sl.I1aœ ayant la forme géométrique spêcirtée, son étendue est celle de rélémenl spécifié (sauf i'ldicalion particuIiere).
Interpretation
Symbole
[o
[0,03[
Exemple
Interprétation
l ol o'~ 7
Y
La surface coosidérée doit être comprise entre deux sorIaces enveIoppesdes sphè-
é::"l
resdedlamètre 0,03 dont lescefllressont Situés sur me sul1ace ayant la fonna géométrique spédliée.
0 15
Tolérances géométriques (suite)
1
i§)IT
NF E 04-552 1
01
1.5.3. Tolérances géométriques de position
f-toca.lsadon$ Symbole
ZOne de tolérance
o _. 1
ot
[$ [00.3 [
j
Intefpréœ tlon
Eltempl c',...,-------,
1$100,
Le pont d'inletSeCtioo 00it se trower dans un œroIe de 0 0,3 donIle œnlre coincidB 8\IOC la postt;on ~
""•.
exade du pain! d'Ïfllersection oonsI·
La zeno de tolérance est limilée par un cercle da (1 1 dont le centre est dans la position lhéotiquemool e~acte du point
$100,' lAlB Les axes des trOU!; doWent être lXflllris dans des cylir"d'eI; de (1 0, 1 danlies lllOeS sont dans les pœiticn; lhéOricjuemert exactes spécifiées par rawort alDC SUf1a. ces de réléronce Aet B.
••
La zone de tolérance est lim~ée par l,j'1 cylirdre de (1 t dont ra)!e est dans la position 1h~1 elQlClede la ligne oonsidérée. SEllongueurestcelledo l'é!é(l'8lt spécifié sauf indication partlcUière.
Les a_ des lrOuS dcM!n1 êlfe compris dans des cylindres de Q 0 .1 (JJand les trous sont au rnexlrnurn de malière (IO), el de CI 0,2 quand ils sonl au minimun de
malière (10,2). Les axes des cylindres sont dans les positioos théoriquemenI eKaCteS spécifiOOs par rapport aux sumces de référence Aet B •
~II g~tf l~,,~ ~ ,,~~~ -~-
6
""cr"~' ''' - -'
:
,
1
I$"", ~A~~
,
La zone de loIérance est limitée par un cylindre de Q 1 danI l'be 861 000s la position théoriquement eKaCle de la igle considérée. Sa hauletM' est celle prescrile après le s91fl P. elle englobe l'élément ou seulement son proI
{}1
La zonede lOIéfance est ~nWIée pal deux plans parallèles disIants de 1 et disposés symétriquement par rapport à la position théoriquemeoI exacte de la svrlace COll"
........ 16
10..'- -
~
compris
(79,9). Les a>eOS oos cyIi'Oes sont dans .. _ _ _... """œ ....
cifiées pal rapport il. faxe de référence A.
:;"''''''......... 30 ....''''. . . ''''''''''
l ,o,osl A
la Stlrtace oblique doit être comprise enlrlldeultplensPMIllèlesdislantsde O,OS et
Tolérances géométriques (suite)
"* , po"
~~
,4:
1
.
eslllmtée par un ~ de ~~. Il • 12 dont
Ir....~~~,.,,~ , .
,
'
deu~ droites patllHèIes distantes de O,OSet dlsposées symétriquementpar rapport à la posil iOllI,l_OCle de la ligne spécilille par rapporl li la surface de référence A.
..
191 0.051
LV
Chaque tigoedait êlroCOl'l'Jlrise entre
~
'.
OCIflSicIè"ée. si que dans un seul p6an. cele de rélémeol spécifié.•
, ~~!~
~
+rl
l''i' o,.;....'
1$1021
I~ ~ ~, X 1
. ~ longueur es! oeIle de
't'
,
,1
't"
des axes des huit 1
~I
ou1
Sauf indication
,
~e
,
-1 tt~ ,,
1-=-1 o.""
A.•' lAI .
r- b,O!lA-: 1
;S~qJ
La:rone de tolérarce, lorsqu'elle est projetOO dans un plan, eslllm~ée par deux droites parallèles distantes de t el disposées symétriquemeot per rapport li taxe ou au plan de réMrence. si la loIéfanœ n'est p«:!aCrite que dans uoe setJle droctlon. Sa ~ est œIIe cie
L
,
l '8JC& du trou doit être ~ entre deullpiansparallèlesdislat'ilsdeO.06 el di&pœéI; symétriquement par mpport au plan médian de référenœ AB.
'
.
1] La zone de toIéfa~ esl limitée par un pataIIéI6pIpèOO de 6ectIon Il . 12 dont
raxe coïncide avec raxe de référence. si la IDIémnce est prescrite dMs deux ci'ections perpeoOCuIalres. sa longtJeul ~,
doo1
rlQuemenl exade dJ trou considéré.
.
-=-
l-
~.~2.:~:,::.::: ~:"''' ':
Remarque: les tolérances de localisation sonl obhgalOiremef1l positionnées ou orier1l00s par une COle r.néaire angulaire encadrée.
""",
01.
1fi) 10.05 AI
,,
l "'."
m:r:
Exemple
~I l+ ' ,
1 NFE04-552
1=1 0.,1e.ol
[Cl
èl o,1Ic-ol
''1 -' ,.-I_lo,o~ A.B I Tf, Cl ,
·. 1
T ~~+ 1 [A
@J--H
B
L'exe du trou doit être compris dans un~delafgeurO.1dan5
le diredioo horizontaleelO,05dBnsla directionverticalo. don! r8JI:eooit'Ode avec raxe de réléfenœ fomIé par rintersectioo des plans médians A -B
et C-O.
17
Tolérances géométriques (suite) _ 1.....) Symbole
Zone de tolérance
NF E 04-552
Exemple
Interprétation
b':=rClI -=-10,008~ A
Le plan médian de la rainure doit être GOrJllris entre deux plans parallèles distants de 0,08 a l disposés symétriquement pa r rapport au plan méOOn de référence.
-
Le plan médian de la rainure sur la !oogU6Uf
pn:;etée doit être compris
antre deulC plans parallèles disposés symétriquement pal rapport eu plan médian de référenœ et listanls de 0 quand A et la rainure sont au malIimUll de matière (30 et 10, 1).
La ronlH,lekllérMœestlmlOOpardooK plans parallèlesdislantsde 1 et disposés symétriquementpar raçport à raX80V au plan médian de référa'lre. son élenckJe est œIIe de rélémenl spécifié:
$'
Symbole
ZOne de tolérance
©Iloom l A
Interpretation
Exemple
©I 1 .001 A
~
A
. . . \! .
La zone de toIérnnœ est limitée pal un cylindm deo 1 dont l'axeoofrx::ide avec le point de référence .
Coaxial"
~T01.
-
\ '.
1
Le centre du cercle donl la COle &SI reliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cercle de diamètre 0 ,01 , concentrique au œnlJe de rél&~A.
@
Zone de tolérance
Symbole
Interprétation
Exemple
il© 10, a,aBIA.BI
~. ~ 1
-
- - ""::'L
~r
,1"g. eO.C6g.11 ~ 0 .05 ~ j doit "~"I~~BI~ITr-[I ~.@~~~~=~~~--:"~~~"~d~"]"'~"'~"~B:-~'~·~"":·~%:'1 dans une :rooo 1(1
la zone de IOIéranca est limitée par un cylindre de t dont t'axe coincide avec t·axa de référ~. Sa 1ong.Jeur est calle de 1·é\éme1t spécifié.·
°
Remarque: Las IoIéranœs de co:\lÔalilé
r-- -."
o~ ~
.,
et de concentriCité ne
ne s'appliquent jamais fi une sur1aoo mais miqUement fi son axe.
1B
L'axeducylindredonlla cotaeslreliée au cadre de tolérance doit être compris dans un cylindre de diamètre 0,08 coaxialàl'axade réfèrercasnulécommun au cylindre 1 at 2.
o~
--
. -
~
- ili! ."
reliée au cadre de tolérance être compris de toIémnœ cytindrique dont raxe coincide avec celui de A, ~ dont la diamètre varie de 0.05 à 0.2 selon que A et B sont au maximum de matière (o 20alo40)ou au minimum de matière (0 39,9 et
039.95).
CCflCernent que des éléments associés. Eles
1·
sauf h dication contraire.
Tolérances géométriques (suite)
1
NF E 04-552 I I~ITOI.
1.5.4. Tolérances géométriques d 'orientation Perpendteularité Zone de tOlérance La zone de tolérance projetée ~ un plan es!
-w tr
Symbole
[1- [0.00
A
Exemple
[
limitée pB r detn< dnJiIes
peralêles distanle!; de t et perpeodiwIaires â III droite de référence. se Ioogvevr est cell e de
[1- [ o.o~
Interprétation A
hr
rfJ~
EJ
rélérnent spécifIé.
L'axe du trou
~
doit ëtre compris
enlie deux plans paranè4es distants 00 0,06, perpeodicUlaire5 à r a)(B de réfé.. ~A .
Lazonecletolérancepro-
Jetée sm un plan est
limitée par deu)c droites parallèles distantes de t
[1-10 , 1
el perpendiculaires eu
plMderéférenœ. Sa IongutlUf est œle de réfé. ment spécifié .•
~
la:rone de IoIérance esllirniIée pel' un parallélépipède de section Il .t2 perpen
0\
-~~ n
11-1 0., 1 • [1-10..,1 A 1
~ ,-~JL~jl
[1-1""..,1AI [1..] 00.01 1
P, ,
~
[1-I ""ij A1
La zone de toléfance est limitée pal un qtrdfedediamêtle 1 perpendiculaireau
IÂ" de référence. Sa longueur est oeIlede rélmJeot spécifié.
u~
.1.
0.08 A
A I~
1ÎiJt 11- lo.o~
A
11- l o.o~
A
La lCflOOO IOIérance est lirnitée pilr deux I*ns pilrallèIes cIiSlanls de t et perpeodoJairœ l le Otite de réfétenœ. Son !lIendue 1)1;1 œtle de rélëment spécifié:
[tn.$~ La:rone de I~rance est limitée pilr deuIc parallèles distants de 1 et pI!fJ)efIdl;:tkireslllJ plen de référenve. Son élanILe est œIIe de rélément spécifié." ~
1-1 0." A
H Eï
L'axe du cylindre relié au ClIdre de k:lIérance doit être 00fl'l)Iis enlredeux droiteS pemllèlesdislanlesde O. 1 perpeodicuIaires à le surface de référence A.
l 'axe à.J cylindre doit êlre ~ dans un perallélépipèdedeO, t "0,2 perpendiruIalfe à la surlace de référence A.
l'a~e
du cylindre relié eu cadre de talé-
rarx:e doit être compris dans un cylindre
de 0,01 de diamètre peq>eOdictAaire à 18 sut1ace de réfél8fXle A.
L'axB du cylindre (kjt être 1Xlrf1)!ÎS dans un cylindre de D 0 quand B es. maKimal (20) et de 1) 0,1 QUand B est ~mal (1 9,9), perpendiaJlakes l ta sorlaœ de rélémnce A.
La 6ur1aoo totémncoo doit être r:;or1l)rioo entre deux ptans parallèles distants de 0.08 el peIl)eO(Iicutaires Il le surtace de rétérenceA
La su r1ace l oIérllncée doit litre r:;or1l)rise M tre deux plans parallèles distants de 0,08 et perpendculllire /1 le StKfaœ da réle.ence A.
Remarque : La tolérance de p8fpef'(1lClIIarité peut englober les tolérances de rectitude et de planéité . Elle n'est pas implicite sans indication. etle n'est pas Jiée au~ tolérarces dirTl8rlSlOOflelIe6 et de position.
1·Saur indica tion contrai re. '9
Tolérances géométriques (suite)
NF E 04-552
i§ Toi.
ParalléH. . / / Symbole
Zon e de tolérance Lazoredelolémnceesf limilée par deux droites
'f ,
.--:;:::J
11/1 0.• 1A ~
liTo,lT A
~ el JSaIIéIes il la droile de rétérence projetée wr I.fl plan si la toi()..
1
l'axe loIéfancé doit être COrTllOS enlre dewc droilesc!istantesooO, 1, paralèles. taxe de réléf"enoe A el placées dIWls le
•
~ n
..-""""œd"
='~
Interpré tation
Exemple
plan vertical.
~- ~ IM:E!n'estprllliOiteQtJe Ir,c;r-,-, 1 ~ ~ns l.rl8 se\J1e direc1 0, 1 1 A 1 ~
...
lion. Sa longueur es! œllede l'élément spéci-
11/
L'axe tolérancé doit être IXlfTlIris ootre deux droites distantes de 0, 1, peralèles Il taxe de référence A et placées dans le plan hOOzootal.
I!! I 0.21 1 A
Il 1 0.1 1A
La zcne de lOIirance est limitée par un 1 de section t1 , 12 paral-
~
Ab 111/10.,1 AI r l.-~ ~ IOIérancé être ~ parallélépipède. de x
l
1
1èIB.laâoilederéf~sila ~
A
œns
es! poŒQ1Ie deux plans perpendiculaires rl6l /1: l'autm. Sa Iooguel.- es!
c8Ie de rélérne-tl spécifié.
-o-~ --'
// 10:;1 A
I//IO.OI~~~
/
la zone do lOIéJanoe est limiIée par un de diamètre 1 pel8l1è1e à la c:mte de réfétenœ si la valeur de le loIéraoœ est précédée ~ signe 0 , sa Ioogueur 1!6( celle de rélémoot spécifié.·
- L'axe
-é
~ /o.,e
/1 1o.d e
~
et B 9Ofl1 ev maximum do malière. S'ils ne sont pas dans œI étal. la loIérnnce peul êlflI dêpas9!e.
~
- E} - J==jj
.
lë=::H-
La sur1aœ toIérano6e doit être canprise entre deux pI3n6 dislanls de O. t et parallèles /JI raxe do référence C.
1// 10.•1a 1 IIIl o·' la .~/ï~"~-T~~ 1
plansparalèlesdistantscle t etpllrallèles " au plan de référence.Son éllllldue est cele de l'élément spédfié.·
~
l '8JO:elOlérarcédoi1 êtrecompisdans lrt cylindre de diamètre 0, " qu est paralèle Il l'axe de rélérenœ A.
(jamètres A
III ki@~(ijj
Lazone de tolérance esllim~ée perdeu" planspallllèlesOstanlS de t et parallèles Il la droite de référence. Son étendue es! œlle de rélément spêcnié:
~
l'sxeOJ Iroudoil êlTeCOfT1)ÔS entredauX plans distants de 0.1 et parallèles /JI la surface de rétérenœ B.
1 0.1 1 0
[711 0.•1a 1•· 1<
la SUr!ac6 loIérancée doit être comprise entre deux plans parallèles distants de 0,01 et parallèles /JI la sortaoo de rélé-
renoaO.
Remarque: La tolérance do parahèlisme peul englober les IoIéf8l'lCEll; de rectitude el de planéité. Elle peul ê tre lnà.Jile dans le prioclpe de renveloppe 00 de Taylor.
20
dans 0 ,1 qui es!
Comme précédemmenI, mais quand les
~.
la ZOledo tolérnnceest limilée pardeux
0 ,2
paralèle il taxe de référence A.
~
y
doi1
~
1"Sauf irdcalion porticulièra.
1NF E 04oSS211gj1T01.
Tolérances géométriques (suite) Inclinaison L Zone de
'Olb' 'jzg:
Exemple
Symbole
Interprétation
I LlooœlA o ~ 1L lo.O~A.a r,* •
\100:1
!cJ3='~ @
Lal'OO900 1oIémoœ, projetOO lM"un piao, est limitée par deux droites parBlIè4es distanles de t el inr;linées de range spédlié par rapport li. la droite de rélé«mce , Sa
l '8X6 du trou Oblique doit être 00fl1)ris entre deux plans parallèles disIanIs de O,08,eI inclinés de 60" par rapport à ra_a de référerœ A·B.
Ionjpeur est celle de l'élément spécilié:
IL l ooœ l A o ~
ddJ
1L lo;oliA-S1 "
'"
L'8l
,-.
~ej/p~"@
La zone de tolérance s'applique Il la projectic:n de la ligne considérée sur le plan oonteoan1la droite de réfémnce 1,1\ parallèIe Alli lqIe considérée. SalonguetJr est cele de rélémenl spécifié. ,
IL I~œ
0
à:J
La zone de loIémnce es!
~mitée
""~'F >; 'i[ CV :M l
par un
incIinéede rangie spédflé pa' rapport à la droite de réfé~ Ionguetx est celle de réll.'!menl ~edediamtltrn t.
~
IL lo,œ l
~,
-I!JJ ,
..i
la zone de toIéralceesl ~m~ée pal deux p9\s pe.ral1èIes distants de t 61 indinés de tangle spécifié par rapport à la droiIe de n!férefICe. Son étendue est c::eIIe de félémErlt spéOIié. •
~i.'\ . lit lO"edelOlérance esllîmilée pa. deWc pWls parallèles distants de t et indflés de l'angie spédlié par rawort à la droite de ,été:~ ~endue est ooIIe de rélément . : Remarque;
1 [ Llo,o~
,
la .rone de loIérance, projetée sur LI1 plan. 81;1 limitée par deux droil es p&rallèIe$ distantes 00 t el indiné6s de l'angle spéd6é par rapport au pIar1 de réIé1 :':;'s.:"élefIOOeeslcelledetélérneot
' ,<:
A
~
ILl
0, '
11 A
A
1
0
r-
~r ~
r,...c I
O.l I A
I
}p$
1
ILlo,cal A
1 4~;'" )
nom raxe de réference. doitêlJe COI1l)I'Is entre deux droites parallèles distantes de 0,08 et inclinées do SOO par rapport à l'axe de rélé ranœ A-B.
L'axe w trou , doit être compris dans lin cytindre indiné de 60" par rapport a taxe de rélérence A-B . Ce cylindre est de CI 0,08 quand A et B sont au ffi&)limum de motière (JO.l et2O, 1), etdoO,2l)Jard ils sent au minimum (30 et 30).
L'axe du trou doit être compris enlre deux plans parallèles distants de 0,08 el inclinés de 6Q'> par rapport à l'aX(! 00 réléreooe A.
La surtace inclinée doi1 êlfe comprise entre 00Ux plans parallèles distants de 0, 1 el inclinés de 75~ par rapport li raxe de reléfenœ A.
la surface inclinée doIl être a:Jrll)rioo Mtre deux plans parallèles distants de 0,08 el ifldif'lès de 45° par rappo!1 à la sur1aoo de référenoe A.
i±J
La IoIérance d'ildinoison peut englober les toIêrances de rectitude el cie planéilé.
·Saul indicallon partîaJlière
21
Tolérances géométriques (suite)
NF E04-552
[[§J To
1.5.5. Tolérances géométriques de battement
Batt...... _
.....,
1
--
Symbole
Zone de tolérance
Exemple
I! 1o+ - ~ Il lo.' IA-Bh
~ - -
lr p~
La zone de loIér
1
0.2 A 111021AI~
lfiquesdislantsde i doflileccnlmcofncide
Sym bole
-~--
!
fi - -
c.......... _
Battement slmpJe oblique
~ il~
Le baltemefll axia l ne doiI pas dépasser 0, 1 dans chaque position de mesurage pendant une révolutiQn complète autour de r axe de réf&en:::e
D.
Symbole
--
>r ---
La zone de tolérance est timitée sur cha· que cline de mesurage par deux circon· férences distantes de L Chaque cône de mesurage a ses génératrices dans la direction spéciliée el son axe coincide avec raxe de référence
Interprétation
7
RB-
"'-""-
./
Exemple
Il 10.11cl 1110.11c
ri)( -)
T,,.,.._
1
Zone de tolérance
22
11 10.11D H
0.1 1 D
La zone de loI6rance CSI limitée poor chaque posilÎOI'1 radiale. par deux cirC
InterprétatiOfl
Exemple
•
'/.
A-B.
1
Zone de tolérance
'-
t:aJ\.
-....:.~
Battement simple axial
,
mesurage pendant une révolutial pIèIe autour de raxe de référence
mais peul être limité à une portion de révolution .
' '
avec raxe de rélOrence.
dépasser 0, 1 dans chaque plan de
Le battemeol s'applique génémlefTml 11 des révolulionscorrplètesautOUfderaxe,
~
diculaireA raxc patdeux œrdes conceo-
~--
InterprétaUon Le bauemeol simple radial ne doit pas
Il 10.1 1cl
1
•
-l' -
~
0.1 c~
~-
I l 10.1 1c fr Il 1011cl
1
~
Le battement oblique dans la direction de la flèche sur chaque cône de mesurage ne doit pas dépasser O. t pendant l.I"Ie révoll.llion C()Il1p1ète autour de raxe de rélérence C .
Le battement obI~ue dans ta direction perpendicutaire à la tangente de la sur· lace incurvée ne doit pas dépasser 0,1 pendant une révclulion complète autour de raxe de réléreoœ C.
f
Jl
Le bat1ement oblique dans la diredion spécifiée par rappor1 à la surface. ne doit pas dépasser O. 1 pendant une révolution comptète autour de raxe de référence C.
1
Tolérances géométriques (suite) Battement total radial
--
Zone de tcMérance
Symbole
_d _
- _=-=:t
~
,
_--
Il'
-
b
...
IT
01.
Interprét.otlon
Exemple
IlI lo.·1A Il
.~
"-- .
04-5521~
IlIlo .1AI
1
•
NF E
lj
_
r-
-1 _
'-1---
d
'---
A
Lazonede tolérance esllimiIée pardel.JlI su1aces C)'Iindriques, dislailles de t .
-
la surface de télOment IOIérancédoil être comprise entre deux cylindres coaxiaux. dislants de D, l , doMl tes IIxes coïncident avec ,'axe de .éférence A.
ayant pa..1 axe commun taxe de fêtérvrœ. Sa longueur est celle de r06éIT!eI1l spécilié (saur indicatioo contraire).
Battement total axial
li Symbole
Zone de totérance
Exemple
Interprétation
• ••
Ilii 0,.101 1
1
"":"'"1- 1"' - ~~
r-
IlI lo.l l 0 ~
I ~L, - = . I""-C "
i x.
't.
~B=J-
l,_-
---
,..-d.j
li
Zone de tolérance ____û
~~ ' -- - I
----
être c:on-pise entre ~ plans distants de 0 ,1. perpend;cdaires li raxe de référenœ D.
~
la zone de tolérance est ~mitée par deux pI<...s parallèles dislants de t , perpendlwlaires t\ taxe de référence, sa longueur es! cele de rélérneri: spécifIé (saut in6catia'I CO'lttaire).
Battement total oblique
la sut1ace de rélément loIétanoé doit
Symbole
IlIlo.·1cl -.-C-
1
b;"r- 4.,
. - j8--
Exemple
Interprétatton
IlIlo,1c 7
~o~
La surface de télémenl lolérana'! doit élre ~ enlre deuK c6nes. distants de 0.1, d'angle de 80", coaxiaux à raxe de rétérenc::e C.
la ZU16de I06érarceest ~lTitêe par deUl( su1acesderélloluliondlstantesde t ayam pou lIX8 0Clfl'II'l'Ur1 raxe de référence et dcnIle proI~ es! œIuî ru profil thôorique spéciM. Sa lo!"OJeur est cele de rélément spécjlié (saul indicatiorl cootrail'e).
23
1.6. Tolérances d'états de surface (ondulation - rugosité)
œl Tol.
1.6.1 . Avertissement, origines des travaux. L'état de surface d'une pièce a une large incidence sur lXl grand nombre de ses aptitudes, en particulier : • ses aptitudes au frottement, à rusure, à recevoir un revêtement ". oses aptitudes à résister à la corrosion, à la fatigue .,' Le tJ.Jreau d'élude doit être en mesure de spécifier le plus précisément possible cet étal de surlace. Les pliocipaux doœments el lableaux des pages suivantes sont issus: • des nonnes françaises NF E 05-015 el 05-016; • des normes CNOMO (Comité de Normalisation des Outillages el Macnines Outils). Ces dern ières sont mises en places à partir des travaux de "ISES (Institut Supérieur d'Etats de Surfaces à l'ENSAM dt! Chalons-sur-Marne) el à partir d'éludes pratiques menées en commun au sein des groopes automobiles PEUGEOT SA el RENAULT.
La nonne NF E 05-015, sous 'orme elCpérimentale depuis septembre 64, est en concordance 8\IE!C l'ISO pour les paramètres de rugosité liés à la ligne moyenne (Ra, Rp" •.). Elle prévoit également des paramètres ~és au motif (R el W) qui ne fi{1Jrent pas dans ,'ISO. Lesdocuments CNOMO proposentl'uti~salion de ces paramètres liés aux motifs qui seuls tiennent compte de roowlation et du prolil total. Ils ne retiennent pas les critères de l'ISO liés à la ligie moyenne, en particu~er pour les raisons suivantes : • ces aitères statistiques ne donnent pas une idée physique du prolil, - le calcul de ces ait~s nécessite le choix crun filtre passe-haut et le choix d'une longueur de base. - ces critères ne qualifient pas l'ondt.ilation. Les industries mêcaniques petJv ent largemem s'appuyer s ur les travau x du CNOMO. Le choix des crilères crêtals de surface, au bureau crétude, doit être fait à partir des nécessités lonctionnelles des surtaces
éludiées. le choix des valeurs limites (SOlNent maximales) aHectées à ces critères peut s'effectuer : - expérimentalement, • par analogie avec des cas semblables ou pour des pièces semblables. Les mesures qui par suite valideront ces spécifications devront être indépendantes de l'opérateur et du moyen crexploratioo. POlx cette raison, les références de captage devront être indépendantes des surfaces mesurées. Le matériel actuel permel, à raide de calculateurs, de séparer rugosité , onduLation el proliltotal. Ces mesures et f obtention crun étal de surtace en usinage sont développées dans le Mémotectl Productique "matériaux et u sinage " éditions Casteilla. 1.6.2. Définitions Etats de surface
1
1 défini par :
Géométrique Ecarts géométriques Classés sous quatre numéros d'ordre
1
Physico-chimique (1) OOlérentes caractéristiques de la couche superfICielle.
mesuré par : l 'étendue globale ou limitée d'une s urface .
- l 'étendue globale ou limitée d'une surface; . l a longueur totale o u partielle d'un profil.
1 déterminé au moyen de : - Comparateurs; - Madlines à mesuter sans calculateur ni enregistreur; - Appareils électroniques avec caiculateur eVou enregistreur; - etc. (1) Ce chapitre traite uniquement de rétat géométrique des wrtaces.
24
- Appare ils optiques; - Appareils électroniques avec calculateur et enregistreur; - Appareillages chimiques; - Appareils à rayons X ; - etc.
Tolérances d'états de surface (suite)
NF E
05-
1.6.3. Specifications sur les dessins L'état de surface prescrit corresp:lfld à l'etat final du produit ou. dans certains cas, l'étal précédanl lmmédiatement une opération qui nécessite un état de surface défini (dépôt électrolytique, peinture, etc). Symbole de base : Il est constitué de deux traits obliques de longueur inêgrue et d'un trait horizontal.
Exemple
Symbole de b ase
,
1 : abréviation de la fonction 2 : symbole(s) et valeur(s) numériQue(s) du (des) critère (s) choisis 3 : abréviation du procédé d'élaboration 4 : spécifications complémentaires (oondilions de mesurage ... ).
v:
"
A~
1.6.4. Abréviation des différentes fonctions Avec assemblage
Avec déplacements relatifs
Sans
fu<.
Avec
Fonction
FG
Abréviation
FA
RM
FF
ED
AC
ES
AD
RE
DE
ME
EA
OC
1.6.5. Abréviation des procédés d'élaboration
Adl. Procédé d'élaboration
Abréviation
f
1
al
b, lm
"
c .2
•
•
J , ..
lm
po pl
Procédé délaboration
-ot ::
~
d,
g'
de l e!
,b ,cp
'"
,d
10
.1
éé
po
si
sas sah
.~
i
op lgns lgna l es
el · fi
10 ga
lai
1
mocma
2'
1NFEOS-
Tolérances d'états de surface (suite) 1.6.6. Dêfauts de $ur1aces classés par nature
SURFACE SPECIREE
w
ΠQ ΠQ
oeS.GNATION
ILLUSTRATION
Denln d 'exécut ion
Slgntficatlon par rapport à Ja
fonction ECART DE FORME
1
Exemple : Ecart de - rectilude
- circularité
• etc.
Ecart de forme et de position
Direction généfale du profil
~ Profil
Influent sur : GEOMETRIQUE (voir N F E 04-552)
SYMBOLISATION
Direction
?~
2
ECARTS
GEOMETRIOUES
3
R
U G
0
4 ~.
~~
S 1 T E
STRIE. SIUON (périodique ou "",udopériodique)
Arrachement Marque d'outil, lente, piqûre .•• (apériOOique)
PROFIL TOTAL
~~
= E ~~
~.
5 6 26
4" ordre
~ ~
d'outil Amtchement
D~
Us créent :
• une usure. • un grippage.
Ils diminuent :
Direction gérlérale (voir N F E 05-016)
0[5 ~~~
- e lc.
• le durée de vie des
Ou 2- au Prolil anamotphosé
dynamique et statique. • le rêsultat des
mesurages, DES
_a~
du profil
• le froltemenl de glissement et de
roulement • la résistance au malage • • rétanchéité
ana
ONOULATION
Les 1- elle 2- ordres
PRESCRIPTlQN
0"""".
• e lc.
les 3" et 4° ordres influenl sur : o
"êcoulemenl des fluides,
o
"étanchéité dynamique el slatique,
· 'e revêtement, o le dépôt électrolytique " la résistance aux eflons alternés ... Il ne sert à rien Ensemble des d·aHiner la rugosité si défauts de surface dont fanalyse permet "écart de fonne et fondulation ne sont cie déterminer leur pas réduits au niveau inftuence spécifique admissible pout" une sur une lonctlOn fonction donnée donnée.
Profilana~hosé
STRUCTURE CRISTALLINE
RESE AU CRISTAlliN
Elal physicochimique : • matériau • IraÎlemenl thefTTliQue - procédé et condilions d'usinage
• Phénomènes mécaniques : " usure, " grippage, -elc.
· Phéromène, electrochirriques :
" COfTOSion,
" etc.
Tolérances d'états de surface (suite) 1.6.7 . Principaux paramètres liés
NF E 05-01 5
rf"1Toi.
à la ligne moyenne
Remarques : Les paramètres sont déf..,is sur une looguet.Jr d'évaluation L ql.i compclI'Ie n lon(P.JetJrs de base 1. Par eKempie cinq longueurs de base 1. Les paramètres qui ne sont pas isSUS de l'ISO sonl ~ en ilalique.
Symbole
Rt
Intitulé et définition
Ilustration
Hauteur maximale de rugosité : At C'est ie plus grand des Ry
avec Ry : distance entre la ligne des saillies et la ligne deS creux pour une Ioogueur 1.
Rmaxi
>-
Maximum de la hauteur des irrégularités du prolll : Rma1fl C'est le plus grand des Rmaxij
Rmaxij
avec Rmax. pâs entre une saillie et uncreux consécutifs
Rp
Hauteur maximale de saillie: Rp
RP ",~f
RPi
n J- l
,
avec Rpj, distance enlIe la ligne des sail6es et la ligne moyenne pour une loogueur (1)
Ra
Ecart moyen arithmêtique du profil : 1
Rai = l n
Rz
J pldx
1
Ra "'n
LY~. LY.
(Tp}c
Ra
>-
Ln
J _ ~aj
Hauteurs des irrégularités sur 10 points : Rz avec Ypi '" Yp, ...• YpS : hauteur des cinq saillies les plus hautes Yvi '" Yv , ... , YVS : profoodeur des cinq creux les plus bas 5 5
Rzi = Li"0..1. 1 -,~I~.w1'5
>-
'(
""
Ln .
t Rz _ _ Rzi n j. l
Taux de longueur portante: (TP).
>bl
'ARmaxij
bi
c
1- '(
(Tp) '" llP , L
avec llP = tl l +b2+ ... bn
27
Tolérances d'états de surface (suite)
NF E 05·-015
~
Toi.
1.6.8. Paramètres liés aux motifs Remarques: le tableau suivant regroupe les para mètres dont la définition esl liée il celle des motifs locaux e l des motifs caractéfistiQ~_
Ence qui C()IlCf)me l'ondulabon,les motils IocaUK et caractéristiques soot déterminéSen subslituanl la IigneenvelOR)E! supéneure au profil. les paramètres sont mesurés perpendiculairement ou paraUèJemenl à la ci rection générale du profil.
Symbole Intituié et défi nition Pa ramètres de rugosité
R
Illustration
A2
A3
rÜ\NM AA
A
AI:.
o< AAt >
Profondeur moyenne
'< ARi >-
PolIr n motifs caractéristiques sur la longueur d'évaluation L
A =,-f RI m j=1
Pas moyen
AR
Pour n motifs caractéristiques sur la longueur d'évaluation L
=.!.n f,i .. tARi
Profondeur maximale R'max
R'maxi : plus grand des Rj
Ligne
Paramètres d'ondulation
~.-
supérieure
W
V;
'(
Wj+l
'(
?(] vLV ~ " -<
Profondeur moyenne
~/
"\ )\>
Pour n motifs caractéristiques Sur la longueur d'évaluation L
W= ,- f Wj m j= 1
Pas moyen
AW ~ ~ f.
Pour n motifs ca ractéristiques sur la longueur d'évaluation L AWi
n J '" 1
28
Profondeu r maximale R'maxi
Wmaxi : plus grand des Wj
Profondeur total e W't
W I distance entre le point le plus M U! et le point le plus bas de la ligne enveloppe supéri eu re.
r
CNQMO
Tolérances d'états de surface (suile)
EOO. 14.010 . N.
1.6.9. Séparation des dêfauts de surface
--
li ToI. -
Ce document est Îssus des recommandations GNOMO (Comité de Normalisation des Outillages et MachtnesOuIils). Il porte la référence recommandations C NO MO E 00. 14.010. N, II propose la séparation des ordres de grandeur en limitant le pas des différentes irrégularités . Ce projet a été établi dans un souci de liaiSOfl pratique entre les ordres de grandeur et leur ongine, en particulier en usinage.
N°
1
Type d'irrégularités
Origines possibles
Croquis
ECA RT DE FORME
Défauts :
Ecart de 10ffl'I8
- de planéité - de rectitude • de cylindricité
- etc.
-
~
A
Profil gêométrique théorique
2
ONDULATION
0 ,5 < pas S 2,5 mm Irrégularité géométl"iques telles que la distance entre deUI( pics de ces irrégJlaniés soit cornprise entre 0,5 et 2.5 mm
3
• Oualité de la madline - Fixation imparlaite de la pièce ou de ,'outil - Déformation en cours de travail de la pièce ou de ,'ouli!.
A7\
• Vibrations de basse IréQuence de la pièce. de t'outil ou des
deu,. - Avance par tou" de fraise quand celle-ci est comprise entre 0.5 2.5 mm
RUGOSITE Irrégularités géométriques telles que la distance entre deux pics de ces irrégularités soit cornprise entre 0 el 0,5 mm.
->
1'"
0< pas S 0.5 rrwn
~~
Tracé géométrique de routil • avance par tour en tournage ou avance par dent en fraisage si celles-ci sont comprises entre 0 et 0,5 mm • Irace des grains de meulage, de grenaillage, etc.
PROFil TOTAL Direction générale du profil Somme des écarts
L~=
Ensemble des écarts de profil donll'analyse permet de déterminer leur influence spécifIQue sur une ou plusieurs fonctions don~
29
:JiiE:
Tolérances d'états de surface (suite) 1.6.10. Données générales Valeurs normalisêes des critères :
Ces valeurs sont eKprimées en ~m et sont à Choisir dans la série Renard R1CV3 (en caractères gras dans le tableau) ou à défaut dans la série Renard AI 0 (caractères
•l'' ' '
v...... 10,0 8,0 6,3 5,0 4,0 3,2
40 32 25 20 16
12,5
2,5 2,0 1,6
0,63 0,5 0,4 0,32 0,25 0.2
1,25
1,0 0,8
0, 16
0, 125 0,1
Valeurs de rugosités recommandées: En l'absence de données plus précises, les valeurs sUÎvantes donnent une bonne base de départ. Il faut toutefois rappeler que la valeur d'un critère d'état de sur1ace doit avoir une origine fonctionnelle. Les 1 suivantes seront dooc utilisées pour connaître les limites possibles en fabrication.
; S.
; deRa,
. QuaIOé
nominal
5·6
6-7
7·8
8-'
1. 3
0,20 - 0 ,32
0,32 - 0,63
0.25 - 0,40 0,32 - 0,50
0 ,40- 0,63 0,50 - 0.80
0,50 · 0,80 0,63 - 1,00
0,63 - 1,00
3- 6 6 - 10 10 · 18
0.40 - 0,63
0.63 - 1,00
0,80 - 1,25 1,00 - 1,60
0,40- 0,80 0,50 - D,BD 0 ,63 - 1,00
0,80 - 1,25 1,00 - 1,60 1,00-1 ,60
1,25 - 2.00 1,25 - 2,00 1,60 - 2,50
0,80 - 1,25 1.00 - 1,00 1,25 - 2,00 1,60 - 2.50 1,60 - 2,50 2,00 - 3,20
0,63 - 1,00 0,80 - 1,25 1,00 - 1,60
1,25 - 2,00 1,25 - 2,00 1,60 - 2,50
2,00 - 3.20 2,50 - 3,20
2,50 · 4,00 2,50 - 4,00
2,50 - 4,00
3,20 - 5,00
1,00 - 1,60
1,60 - 2,50 2,00 - 3,20
3,20 - 5,00
!:~ : ~:~
.. (mm)
18 - 30
30· 50
50 · 00 80 -120 120 -160 180-260 200 -360 360 ·500
' :25 - 2,00
•" 1
3,20 - 5,00
9 - 10
2,50 :· 320
5,00 - ~:~
rr
--
2
4
8,00 - , ~ , : 10,00 · 12,'
rv
'{j
"V
~
10 < Ra < SO
"V"V
~
3.2 < Ra < la
\lVVV
- .r
630 6,30.•- ~~~ .
'SO 1.302
V V
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400 . 4:",! - ~:~
EOS - 016
VVV
28
<7
: '~ : ~':::'
;, • """""' . ,el, ,
dà"
'SO·
, n.; . , ';';
1.6.11 . Ancienne désignation : correspondance
30
;de R
1
Non défini
.. Usinage interdit ou surface bruie
Surface usinée par enlèvement de
matière O,8 < Aa < 2
0, 1
I[§ ToI.
1.7.Tolérances et ajustements 1.7.1. Principaux cas courants
" ~~~~~~q~q~~~~~~~~*~~~~~~~~~~~~~~@~~*~~~~~~l~li~~~~ " ;0
", 0
"
'<':!:
~~~~w~,~~~~lil~~~Ij!~Ij!~~~·~~If:l~~*~~;*;~~~~~~~~~~~~~~~f;!~~~
~ ~ ~,~ ~ ~ ~ ~ ~;";,, ~ ~ ~ ~ ~ ~'~ ~"~ ~ ~ ~ ~;:: ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 0;
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..
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co
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C>
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l?C> ~
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~ ~~~~~~.!~!~~~~~~~~~~~~~~~7~q~q~q~~~~~~~~~~~~~~~~~~
..
~
7~~~~~ ~~~~~~~~~~~ ~~~ ~~--~-~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~
C>.C>~C>.C>;C>;O~C>~C>.O~C>~O~C>~C>,C>19°,C>~C>, C>,C>,C>,C>~ C>~C>~C>,C>,
~
;.~~ç"""~,~,~,~~~~$~!~!'!'~'~ê!ê!ê!!~!!I~~~!~!~
~
~O~·~·~·~'~~~~~~~~~~~~7~~7~7~~~7~~ ~~~~ ~~~~~~~~~~7~
~ ""'"
~~~~7~~Y~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~e~e~e~~~~~~~~~~~~~ +. . ' , ' • • • . ,..,.,..,....... • ....
~
<:>.., 0't' 0.,. o~bop 'o'P" ;;: ,o;;:<:>~<:> ~b ~ <:> ~o;> ~ C> ~o~ =~,<;> ~ ., !i:<:>~O~<:>l'il 0:ço~ coli'
~y~~~~~.~.
~
~7 ~.77~~~~~ ~;~;7;··~··'··
·
...
eo~ .".r~<:>:'!!<;>,:'!!01;;::;; <:>;::;; O;>l(;l0~ <:>~<;>~ 0:q ~ ~~ S!~g~g ~'!. J~~~ ~~~~ ~ ~.;.~ ~~ ~I~~ ••• . . . . . . . . 1-l-l1-1-., ... 'l''l' ~~
~
, '7, ":"",'7.'7,'7,'7
31
~
WI
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Ecarts· définitions
u... CIlla ISO al CI~ 1*'" COle ............ sa pOsiriDn, sa ~ . EIIII peut 6IrD tr.ldUte par u... !lei lmiIN ""'**'... _Fil......". «ara quI.....r _ 1* raœar1t III
COM lICII'NIIIlIe _
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Positions des écarts donnés par les tableaux .rbres k
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J.
J
K, N, N
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Les tableaux donnent en général l'écar1 le ~us proche de la cote nominale.
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3
,,6U'!
, -, - ,
! ~
c:
•-
Cl.'U
• OOG 1I0Il
~;:;::
•
c,4U
. na ",.
~
Tolérances de~l èces lisses ( micron,s) - qualité
10
~ ,
Q
o
1
~ ~
ai:
~ .!!!. c::
~!
1
La pos~1on des écans par rapport à la cote oomlnale est signifiée par une ou lettres. majuscules pour les arbres, minuscules pour les alésages.
•• 1
"1
, "
["11
9
el T
ig
.,.i.··.·",·
!III.
"
t;f-
v
few' ."'*""'
n. D _ - O _ . El . rr
Eoar1_ .. ftjt.gt : tl . O__ DI'OIIIi.... . ES_rr
fr""\
.IO;"T"T
11
1
0
go
il
1. . • . . '
~;' ~._~ ~~
!
IJ l,p
illI[l...,
MM'(IIe : 20 H B • 20 -<1.033
«:an
~
111111
..."
l'ICIfIIkII/e • l!cafI iIII*Ie\j,
Pcurun~ :
~ ~
~
COMI'IOII'inaII.
-
Position des écarts - limites
,~
"
n
~
52
"
':10
2,0
320
&21l
"0
,3
,.
25
:II!
51
89
100
2XI
38[1
170
1IiIC
ta
20
~40
&3
111.56250
400
6XI
t7!I
Izz 'Tl 'Tl mm
Ifl lfl
-l18
Il~
I~~ ~
Tolérances et ajustements (suite)
A
Il =lI 1 01
1.7.3. Ecarts fondamentaux
1• 1•
HI,'ol'I ·I'
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l, ' ! f:
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. 33
2. Préparation des documents de fabrication (méthodes)
l'!§il
Banque de
I..J;;;;;;;I DONNEES
rn ...
Guide de
CHOIX
1J
V
1 F""e de
CALCULS
2.1. Elaboration d'un avan t-projet d'étude de fabrication(APEF) - Généralités 2.1.1. Définition 2.1.2 . Méthode de recherche d'un Avant-Projet d'Elude de FabricatÎon (APEF) 2.1.3. Cahier des charges de production : inodence sur le chOix
36
36 36 37
2.2. Principaux termes ut ilisés dans tri APEF; opérations élémentaires d'usinage 2.2.1. Définitions et commentaires 2.2.2. Nature, rôle e t caractéristiques générales des opérations élémentaires d'usinage 2.2.3. Critères à pre ndre en comp te pour déterminer le nombre d'opérations éfémentaires d'usinage
40
2.3. Méthode générale de recherche d'un APE F 2.3.1. Oémarche de recherche d'un avant-projet 2.3.2. Conseils en vu e de l'élaboration d'un APEF
42 42 43
2.4. Méthode générale: e xemple de démarche
44
2.5. Méthode de recherch e d'un APEF par "groupement en familles" 2.5.1. Présentation gënêraJe de ta Technologie de Groupe( notée TG) 2.5.2. DéfinitiOns 2.5 .3. Démarche de recherche d'une gamme spêcifîque en TG 2.5.4. Exemple de système de classification des pièces : CETIM·PMG (Pièces de MécaniQue Générale)
42 47 49 49 50
2.6. Exemple d'application de la méthode par "groupement en familles" - Démarche
51
2.7. Rchier d'opérations standard de tournage
38 38 39
54
2.8. Symbolisation des prises de pièces 2.6. 1. Symbolisation géométrique (élimination des degrés de liberté) 2.8.2. Symbolisation tedtnOlogique (éléments d'appui et de maintien) 2.8.3. Symboüsation complémentaire de départ de cote à partir d'un palpeur 2.8.4. Nahon d'Isost atisme dans la liaison pièce/porte-pièce 2.8.5. Démarche de recherche d'une mise en position isostatique théorique 2.8.6. Exemple
60 60 62 65 66
2.9. le contrat de phase
69
2.9.1. Renseignements figurant sur te contrat de phase 2.9.2. Démarche d'éI aOOrabon d'un contrat de phase
67 67 69
70
2.10. L'étude des temps en fabrication 2. 10.1. Types de tem ps à prendre en compte 2. 10.2. Simogramrne
71 71 71
2. Il . Assistance informati'que : lOgiciel EFI-CN version 3 2. Il .1. Présentation générale 2.11 .2. Exemple de documents du togiciel EFI-CN
72 72 74 35
2.1. Elaboration d'un avant-projet d'étude de fabrication - Généralités 2 .1.1 . Définition
Avant-Projet d'Etude de
•
BM
Dossier prévisionnel evoiutif élaboré au bureau des méthodes consignant tout ou paoia des informations suivantes : - phases, sous-phases, opérations classées dans l'ordre d'usinage,
fabrication
- croquis de phase où figurent:
(noté APEF)
· la mise en position de la pièce (symbOlisation géométrique ou de préférence technologique), · la cotation de fabrication , · la visualisation des surfaces usinées. - machines-outils utilisées, - outillages de coupe utilisés. Nole : Une fois flrVal'll-pro;et d'étude de fabrication vat;cIé par une SimIA!Ü:ln d'usirIage, ~ est éIabaé \Ifl projet d'étude de
fabricalic:r'l.
2.1.2. Méthodes de recherche d 'un avant-projet d 'étude de fabrication
...
Données
-
L'....aIyae est ba86e aur l'étude du cahter dee chargea., du de"'n de définIdon du produit et eur une large expérience proIeNIonneile acqulae en analpe de fabrication. - dessin de définitiOn du produit,
- cahier des charges (programme et moyens), - expérience industrielle ...
Prindpe
-
Cette méthode consiste à appliquer des règles de décision permettant l'élabora~ tion d'un avanl~proiet puiS d'un projet d'étude de fabrication bâti sur une parfaite connaissance des moyens de fabrication et sur le savoir-faire du gammiste.
,------::-;,-
pa.
l '_1y8e est baa6e sur la conn ......nce de gammee de fabrk:atIon stabllt..
groupement on f - .... (gamme type) réporId.-tt à dee problèm_ semblablea tt-n..... 1Ondamaflnlea de P'k-)' famiHee" ga........cype
Données
Principe
36
.. dessin de définition du produit, - cahier des charges (programme et moyens), - système de codification mOrphO-dimensionnel (OPITZ, OIA, TNO, COPICBAISCH, CETIM-PMG ... ), .. banque de données de "gammes type".
Cette méthode consiste, dans un premier temps, à déterminEll' le code d'une noLNelle pièce à étlXl'iEll' puis à rechercher (maooeUement ou informatiquement) la gamme type associé à ce code. Dans un deuxième temps, le gammiste modifie cette gamme pour l'adapter aux spécfficités de la pièce considérée.
Elaboration d'un avant- ~roJet d'étude de fabrication - énéralltés (suite)
iil BM
2.1.3. Cahier des charges de production : incidence sur le choix Quantité de pièces (série) Nombre
de séries
Le cahier des charges fixe le nombre de pièces dans la série et le nombre de séries envisagées dans le temps (ex : 50 pièces/moiS/3 ans).Ces données ont une influence directe sur le choix des moyens de fabrication (MO et ouUllages) . Elles conditionnent "investissement. Les délais sont fi xés de manière précise dans le cahier des charges. Ils
,-
............
Délais
ont également une incidence sur le choix des moyens de fabrication. L'augmentation de la cadence eIJou l'augmentation du nombre des postes et/ou l'augmentatiOn des temps de production sont des moyens de réduÎre les délais.
do
Caderce
Coût de production
Elle résulte de la quantité de pièces à produire dans un temps dOflné (délaiS) . Elle doit également prendre en compte les coûts de stockage et les taux horaires des moyens qu'elle induit. C'est l'étude de marché du produit et l'état de la concurrence qui imposent les coûts cie fabrication maximum. les moyens de productien des ateliers de sous·traitance spédalisés et leur taux de charge pelNent permettrent une rêduction importante des coûts de production.
Rl!lTWlrqUC! : La gestiCf1 de productiOtl ladtitB la mise BO ŒtiV!'B des moyens de productioo, pour assurer la fabrication du produit darlSte respect de la qua/lté. des délais el pour un coût maximun damé.
........ do
pnxIUCIIon
Parc machines
le parc MO peut être imposé (atelier Intégré) et/ou à définir (acquisition de IlOlNeaUX moyens 00 appel à la sous-traitance). l es machines sont identifiées par : - les possibilités cinématiques, . les capaci tés limites, - les capabililés en termes de volumes usinables et de précisions possibles. l'implantation des machines et leur taux global de charge dans l'atelier sont à prendre en compte dans la mise en œuvre des moyens de production.
Equipements el appareillages
Les différents équipements et appareillages, en particulier les montages d'usinage, les modules de préh ension, de manutention et de stockage son t chOisis en fO nction de la qualité des pièces à obtenir et en fonction du programme de fabrication imposé.
Outillages de coupe et de contrôle
Le choix des outiHages de coupe est également lié à la qualité des pièces à obtenir. II a une influence directe sur le temps d'usinage et sur les coûts
Moyens humains
d'usinage (optimisation des conditions de coupe).
La qualification des opérateurs est étroitement liée à la complexité des machines et équipements. l etauxhoraire des machines-outils prend en compte les moyens humains. le choix des moyens matériels est par conséquent lié à l'existence et à la disponibilité des moyens humains correspondants.
Remllrque : LB choix des moyens de production est directemenl lié au prog-amme de labriCalioo.
37
2.2. ~~~IPaux termes utilisés dans un APEF; o rations élémentaires d'usinage
ii BM
2.2.1. Définitions et commentaires
Commentaires et Illustration.
Définitions
Tennes
Ensemble d'opérations (éventuellement groupées en sous-phases) réalisées sur un même poste de travail. On entend par poste de travail une machine équipée pour réaliser un ensemble d'opérations sur un lot de pièces.
Pha se
l es phases sont généralement dési· gnées à partir du type de machineoutil sur laquelle sont réalisées les différentes opérations.
Exemple : phase 10 : TOURNAGE phase 20 : PERÇAGE
Ensemble d 'opérati o n s démontage de la pièce.
réal isées s ans • Sous-phase A : mandrin 3 mors durs
Exemple :
~~
Sous-phase A : réalisation des surfaces en trait fort
\-
---
!
Sous-phase
r
PUiS retournement de la pièce
J Sous-phase B : réalisation des surfaces restantes
-··- -f
• Sous-phase B: mandrin 3 mors doux
-
..-
, - , , '---.
-_. =
~
Réalisation d'une ou plusieurs surfaces élémen- Opération a : surfaçage et dressage taires sans démontage de la pièce et en ne simultanés mettant en œuvre qu'un seul mouvement relatif I Pièce/outil. l§-
Opénotion
Mn
0
VI/~
..
~
6
Remarque: dans le cas général, - rusinage 6Ur madlina·OIJtiI COI'lV(Ir1Iiorne1Ie d'opéIatioIlS eoIraÎna un grand nombre de phases comportant peu d'opérations;
. l'usinage sur m~1 à commande numérique enuaine un petit nombn:! de phases nombre d'opératic:ns.
38
~ Ufl
grand
Principaux termes utilisés dans un ~PE~j opérations élémentaires d'usinage suite
[Fi SM
2.2.2. Nature, rôle et caractéristiques générales des opérations élémentaires d'usinage Nature
Caractéri stiques générales
Rble • Elimine j'excédent de matière.
• Présence d'une couChe superficielle bruie comportant des défauts physiques et géométriques liés au procédé d'élaboration : moulage, forgeage, laminage. • Présence d'une surépaisseur d'usinage dont la valeur est fonction de la gamme d'usinage et des différentes contraintes technologiques du processus d'élaboration des bruts.
Ebauche
E
• Grâce à une meilleure tenue des outils (homogénéisation des caractéristiques du matériau).
• Prépare la finition.
• Grâce à une première correction des gros écarts de fOrme (rêgularité des surépaisseurs d'usinage) et de position.
• Corrige les défauts, résultant d'une "grosse" ébauche.
• En assurant une surépaisseur constante et faib le pour la finition.
à
• En assurant la préciSion géométrique de position (cas d'un alésage).
Demi-finition
F/2
• Réalise une panie des spécifications liées une surtace.
Termine toutes les spécifications imposées par le dessin de définition du produit.
AnlUon
• Permet d'obtenir, pour la surface usinée : · la forme, · la rugosité · la dimension
F et dans cenains cas l'orientation et la position.
AemartjI.J'eS : - Une opéraliQn élémentaire d'Usinage peut être réalisée en ' plusieurs passes'. On poona rêaliser une grosse ébauche en trois passes. - Si l'outinage le peomet, un même outil peut en une seule operation assurer rétat de surface, la dimension et la position de la surface usinée. On poona par exemple réaIiset directement en finition un alésage H 8 au gain d'alésage.
39
Prlnc~ux termes utilisés dans un APEF; opér ions élémentaires d'usinage (suite)
il BM
2.2.3. Critères à prendre en compte pour déterminer le nombre d 'opêratJons élémentaires
D6r.nitlOl . . . canM:t*lltIquea
Typee
Sp6ctIIcaIIono
Plus la spécification est précise. plus le nombre d'opérations élémentaires augmente.
C,
du desstn de
........
déftnition du
~ E
,
'/2
Intervalle de tolérance
..
Rugosité
Qualité
IT > 0,05
rr .. 0.5
IT < 0,5
,
E
,
.
Ra > 0,8 IT S C,OS
E
12
• 9
"
10 Il
6 7
E
E
Ra .. 6,3
, , , ,' /2 , '/2
RasO,8
Ra < 6.3
E
,
E
,
'/2
Plus le VOlume d'excédent de matière est important, plus les défauts de
Ikut
C,
torme risquent d'être conséquents ce qui enlraine une augmentation du nombre d'opérations élémentaires.
Note : Pour certains procédés d'élaboration du brut (laminage. moulage, forgeage) d'autres critères sont à prendre en compte : - la présence d'une croûte superficielle plus dure (de 0,5 à 2 mm) , - les problèmes de déport (variation du copeau, travail au d'loc ... ), . la présence de dépouilles (variation du copeau).
Caract6ristiquea
_noèques
C,
Plus la pièce est fragile et déformable, plus le nombre d'opérations élémentaires augmente pour minimiser les défauts.
Note : la déformation de la pièce peut être due : - aux variations de l'intensité des forces de coupe, - à l'intensité de la force de bridage, - à la rigidité cie la pièce, - aux libérations des tensions internes dans le matériau.
40
Types
D BM
un,~
~
1 ._ •
Définitions et caractéristiques
C,
La nature et la forme de l'outil influencent le nombre d'opérations élémentaires.
C,
Les oullls de linition doivent attaquer ou déboucher sur des surfaces saines (donc écroûtées).
Nature de l'outil
Exemple : alésage d'un cylindre de diamètre 12 H 9 en pleine matière Centrage
~ --
------
Alésage
Perçage
-~ {- ~~
~ Note: - La lorme du foret aléseur (pas de coupe dans la partie centrale) oblige à réaliser une opération d'ébauche en perçage. - Un chanfrein d'entrée sur une surtace brute facilite la tenue de l'outil de finition en alésage.
En Iravail de forme , il faut augmenter le nombre d'opérations élémentaires.
C. Mode de
Exemple : réalisation d'un épaulement (les deux plans ont des étendues très différentes)
génération Travail d'enveloppe
Travail de forme
Mo
MOC~
l
Il
vi1;JJJ
§I-~
l
jI
j
Note: En travail de forme , la longueur de contact arête de coupe/pièce étant importante, il sera nécessaire de multiplier le nombre d'opérations d'ébauche afin de minimiser les problèmes de flexion d'outil, d'usure, d'échauffement et de vibrations. 41
2.3. Méthode générale de recherche d'un APEF 2.3.1. Démarche de recherche d 'un avant-projet
Données
BesoÎn
+
Analyse
- Dessin de définition du produit fini. - Dessin de définition du produit brut. - cahier des charges : · le programme de fabrication (série, cadence, délai .. ) , · le parc machines, · l'outillage de coupe, _les appareillages, · les moyens humains.
Doc ument d'o rdonn ancement des phases, sous-phases, opératio ns (éventuellement). 1. Analyser le dessin de définition du produit à fabriquer 1.1. Installer un repère orthonormé direct sur la pièce 1.2. Repérer les surfaces bruies (qui resteront brutes): 1.3. Repérer les surfaces usinées; codage:
plan
®
cylindre
@)
autres
Œil
@
2. Réaliser le graphe sagittal et établir le tableau d'étude des surfaces brutes et usinées. 2.1. Menre en évidence les codes de liaisons aux bruts par axe (X, Y,Z). 2.2 . Menre en évidence les spécif ications délicates, à savoir : IT $ 0,05; qualité $ 7; Ra $ 0,8; 1. , /1 ...$ 0,05 % 2.3. Définir les groupements de surfaces. 3. Ordonnancer les phases et sous-phases d'usinage à partir des conseils donnés (page suivante) 3.1. Déterminer les premières surfaces qui seront usinées (elles constib.Jeront le premier référentiel de reprise) . 3.2; Déterminer la première mise en position permettant la réalisation des surfaces usinées déterminées en 3.1. 3 .3. Déterminer les phases et sous-phases suivantes à partir du : - choix d'une machine-outil , - d'loix du référentiel de reprise à partir des surfaces usinées en phases antérieures. 4. Remplir le tableau d'analyse des différents APEF possibles. 4.1. Indiquer la machine-outil utilisée et l'appareillage mis en œuvre 4.2. Donner le référentiel de mise en position 4.3. Enumérer les surfaces usinées. 5. Choisir un APEF à partir d'une comparaison au niveau : - du nombre de phases et sous-phases, - de la complexité des moyens de reprise, - de la complexité des outillages de coupe, - des dispersions sur les cotes fabriquées.
Résultat
42
Document d'av ant-pro jet d'étude de fabri cation.
Méthode générale de recherche d'un APEF (suite) 2.3.2. Conseils en vue de "élaboration d 'un APEF
@ eoomooo.._ laoulespenllèl.
surraces à usiner ?
@ @ @ @
--,
CoormoooI_ los
dO "
"".....-,
"""'-'-
@ @ @ @
@
Cooownont_
_ "--. " '" -..... "_do
-' CDnITIa$
~ncipal
pour la suite des usinages.
La première surface usinée (ou groupement de surfaces) cIoiI présenter une bonne stabilité de reprise. La première surface USinée (ou groupement de surfaces) doit poLNOir recevoir un abIocage efficace. Dans le cas où lecl'loix esl possible entre un plan et un cylindre long, choisir plutôt le plan.
En première phase, la mise 00 positioo de la pièce doit si possible s'effectuer sur des surfaces bruies restan! brutes après "usinage complet de la pièce. Ces
surfaces doivent être de bonne Qualité. CT enir compte des dépouillles, plan de joint,
@
........,
La première surface usinée (ou groupement de surfaces) doit servir d'appui
dépon ... )
1U'faceI; de mtse loYI
_
œBM
@ @
@ @
En première phase. la mise en positiOfl de la pièce doit permettre lX! balançage correct de la matière autour des usinages pou' la phase 5ÜVante.
En première phase, la mise en position de la pièce doit permettre de garantir une bonne stabili té sous les forces de coupe.
Deux surfaces liées par une ou plusieurs spécifications délicales doivent êlre réalisées dans la même sous-phase.
La tet'ldarx;e actuelle est d'usiner dans la même sous-phase (ou évenluellemenlla même phase) toutes les surfaces accessibles par l'outil en fonction du type de mact1ine-outil. Certaines surfaces ne peuvent être réalisées séparément, elles sont groupées par obligations technologiques (rainure, Larnage .•. ) .
Dans le cas oùdeux surlaces (ou groupes de surfaces) appartenant àdes phases différentes sont positionnées entre elles (spéciticatioos de position,orientation ... ) el réalisables l'une par rapport à l'autre, il faut réaliser en premier la (ou le groupement) surface qui offre la meilleure stabilité de reprise et qui permet un ablocage correct Eviter les reprises sur brut au delà de la phase JO. Il faut repousser le plus loin possible, dans La suite des j1lases, l'usinage des surfaces fragiles, précises et celles qui aflaibNssent la pièce (filetage. rec1îfication, rainurage ... )_
Rechercheruneprîsede pièce "judicieuse" (stable et fiable) permettant la réalisation de la pièce en un minimum de phases (utilisation du plateau tournant : axe B el de la broche indexable : axe Cl Réaliser l'usinage de plusieurs pièces du même lot dansdes positions différentes sur le même momage.
43
œBM
2.4. Méthode générale: exemple de démarche Données
!
• Dessin de définition Nom de du produit fini: . la pièce
• Dessin de défi nition du produit brut:
1
Mode d'obtention
Matière !~es l
""""""'"
noyauté) • Programme de fabrication :
1 SérÎe
• Moyens disponibles:
1
Parc
Analyse
1 • Repérage des slSfaces du dessin de définition
"L
Dépouilles
d'usrnge
""" I ~ I
cadencel Outillage de coupe
machines
1
SuépaJsseus
Traitements
Mode de livraison
('ou
1
Awa<_
1
Moyens humains
1.2 Surfaces brutes
1.3 Surfaces usinées
@@
ŒJ
@
2 - Analyse du dessin de définition
Graphe sagittal : Surfaces usinées Pièce
'---",
~
~ ~~\\' /::1.zx2 (;a. '(
xi)
j
Sur1aces fonctionneUes
1IDI , iê1i ~
Surfaces brutes
-
/ Soédficaliono
_de -
Tableau d'étude des surfaces bruies el uSinées : Repère de
la surface
-...."'" ....... de
Acce ssNité
(bon"" mauvaise)
~
Cylil"(lre toog
Som.
@
Plan
Bonne
de,"""" ••"bruIs (par axe) Néant
Y 20
• FR e N : Fraiseuse à Commancle ~ CU H : Centre d'Usinage Horizontal
44
'0.51 81
Groupements Machines- Remarques outils u tili sables
~"""" Néaot
Néaot
Plan de joint
avecCY2
FRCN-
N_
CUH
[Il BM
Méthode générale: exemple de démarche (suite) Inventaire des spécifications délicates
propre à une surface
Type de spécification
forme
entre surfaces position
dimension rugosité
orientation battement
Inventaire
des spécificatiOfls
P1 1° 10,03 1 C2
020H7
°lf
Pt
10
~O, 02
;. C2
Définitions des groupements de surfaces
1
G1®
I@@
@
@
1
I~
G3
1
Analyse (suite)
3 ~ Ordonnancement des phases et sous-phases 4 . Etablissement du tableau d'analyse des différents APEF 5 - Choix d'un APEF yse critique
Nomenclature des phases et sous phases
Phase
Phase 20
Phase 10
Inconvénients
ges
~
Tour à eN mandrin 3 mors ~
•0
simple
important.
du" Appui plan sur BI
-e"
etc.
etc.
liénaire rectiligne
- Porte à faux
"eCl
• Problème de vibrations
,",82
§
@
--..;:
Tour à eN Mandrin 3 mors durs ~" . '-0
""e : 1
.m " 0-
""
etc.
Appui plan sur BI
linéaire annulaire sur B4 Note : Vous trowerez à la page suivante la trame de Cf.! tableau d'MaIyse <{
Avant-projet d'étude de fabrication 1 Ph~es
Résultat
5 ;
,
30
~;
Fraisage
&"eaudes ~ méthodes
' 3
Schéma de phase
Centre d'usinage horizontal 00
"'"
, ~.
______Pe",,;,~
~r rn
45
• '""
-<
Nomenclature des phases et sous-phases
-.
Phase 10
- --
-
Machine-outil . Appareillage
i
Désignation des surfaces usinées
"c: !
' l• : ~
Référe ntiel :
..
,-
Phase 30
Phase 40
Avantages
'"CroquiSde phase avec
~
"~
;:0
•"
CD 10
•
~
Inconvénients
~ ~
of
CI.
et-
• ::s "•• ~ 0
la symbolisaliol'l gécmétrique
'"
Phase 20
Analyse crttlque
il 3
~
m
;;m
-n ~
~. ~
E 3 CD ••
'a
CD
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~
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"" (1)
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i
lU m ;:
2.5. Methode de recnerche d'un APEF par "groupement en familles" 2.5.1. Présentation générale de la Technologie de Groupe (notée TG)
D6llnltlon (NF X 50-310)
Prindpe
Concept de regroupement qui permet d'identifier les similitudes entre des éléments et de les redasser en familles. en vue d'optimiser les traitements ou les actions les con-
cemanl La Tectmologie de Groupe consiste à grouper des pièces, des produits, des opérations, des procédés aux différents stades de leur élaboration: conception, production, industrialisation, montage, afin de profiter avantageusement de leurs similitudes pour les industrialiser économiquement. BE
Elaboratiorl des avant-
Soucis de standardisation el limM~du~ede~
projets-
IlOlNeIles.
BM
Elaboration des documents méthodes.
Réduction du nombre de gammes et de leur temps de préparation, standardisation des pro-
cessus, uniformisation des outillages de labricaUon et de contrôle.
""""'....
Technologie GP
d'.ppUcadon
Diminution du nombre de dos· siers à gérer, meilleure exploîtaloodes moyens, simplification
Piloter les flux de
matière.
de
de l'Ofdoonancement, réduclÎoo
groupe
des en·cours. ImplanlaUon des Création d~1ots de production moyens de p-oduction. et de cellules flexibles .
AA
Notations :
BE SM
GP AI' AA
Achats et commandes des références.
1
Umitation du nombre de rété· rences à gére, donc du nombre de fournisseurs, gain sur les priXpardesrommandesdepius grandes quantités.
: Bureau d'étude : Bureau des méthodes : Gestion de production : Atelier de production : Achats - Approvisionnements
Face à une évolution rapide des produits demandés par les clients (voir les graphiques cidessous), la TG est la démarche préalable indispensable à toute automatisation et informatisation du système de production. Variété dœ
produits 1
"""!':""1 ~ » années produits
1970
1960
t990
1 ~s, "=0-'---==-::::='-~,
-
""'"
...
do
~
\
- 1970
1980
1990
»- années 47
œBM
Méthode de recherche d'un APEF par"groupement en familles" (suite) La TG permet d'atteindre res objectlfs suivants :
~a liste n'est pas exhaustive) • réduire la diversité des pièces el Je nombre des articles,
()btectIfs
• réduire les coûts de création des nouvelles gammes, • réduire les temps de chiffrage des devis, • réduire les en-cours, • arChiver le savOÎr du personnel (acquis technique important) .
C'est la diffic ulté majeure en ce qui conceme l'implantation de la T G dans l'entreprise. Il faut
Classification et codifi cation
rEJ
Fiche-type
avant tout défi ni' le, enté' e, de 'egm"pernenlS qui serviront à définir les familles de pièces, ceci à partir d'un échanti110n de pièces représenta- ~
__
l ives de l'entreprise. ~ Cette implantation doit impérativement commencer au B E puiS passer au 8 M et ensuite à
OUIlla
,'AP Définition : - des f!d'llers de pièces - des fam illes de pièces - des dessins types de ptèces - des familles de gammes
Fiches techniques
- des gammes types - des familles d'opêrations - des opérations types.
~rcJ
( Début )
t 1 Codification de la pièce, saisie, traitement 1
.
-
t
Modffication~
oui
d'orp .........
l
.... TG .. B M ,
~
"
BE
Sortie de la gamme type correspondante
t
ou; 1
, , 1 Adaptation de j la gamme
La gamme est-elle exploitable?
à panir de: standard équipements standard phases standard opérations
t
1
Mise à jour .d~ la ~ de données' I satSle, trnitement
'Ct
( 48
non
0r-<-Recherche de la famille de pièces "fabrication"
Fin
)
non
t
,1
Création d'une nouvelle gamme
'f 1 Elaboration
,de
~ 2.5..2. Déf init ions
..
Famille
".....
Gamme - type
:en
Id)m
l IBMI
-(sù it",
Groupements cie pièces présen1ant des analogies defonction, de conception, de morphologie
(forme. dimension, matière ... ), de mise en œuvre. Document reg roupant l'ensemble ordonné de toutes les phases et l'ensemble de toutes les opérations permettant la réalisation de toutes les pièces de la famille considérée.
Gomme
sp6dftque
Document regroupant, pour une pièce de la famille considérée, Jes données suivantes :
- la suite orcloonée des phases, - la suite ordonnée des différentes opérations de chaque phase.
2.5.3. Démarche de recherche d 'une gamme spécifique en TG
Données
• Dossier B.E. complet (au minimum le dessin de
définition de la pièce). • Programme de fabrication.
• Moyens prévisionnels de production. • Règles de codification.
~ ~
• Dossier de gammes types. • Fich es directrices.
r
-
•
._.
Be oi"
Elaborer la gamme de fabrication de la pièce et/ou élaborer un devis (éventuellement).
Analyse
Suivre l'organigramme du paragraphe 2.5. 1
~
1 - Codification de la pièce. 2 - RecherChe de la famille
à
~
laquelle appartient la
pièce étudiée. 3 - Sortie de la gamme type correspondante. 4 - ModificatÎon de cette gamme
à l'aide des fiches
d'opêrations standard. 5 - Rédaction de la gamme spécifique. 6
+
ArChivage ou non de cette gamme.
~ ~
-
-
-
7 - Chiffrage des temps. 8 - Rédaction de la fiche de devis (éventuellement).
Résultat
• Gamme spécifique de fabrication de la pièce. • Oevis de la pièce.
49
œBM
Méthode de recherche d'un APEF par"groupement en familles" (suite)
2.5.4. Exemple de systeme de class ification des pièces : CETIM· PMG (Pièces de MêcantQue Générale)
Principe
Ce système utilise une codification de base morpho-dimensiOMelle pour dasser les pièces fabriquées et les matières. Ce système est composé de 8 groupes de types de pièces (le groupe 0 matièfe, les groupes 1 à 7 5001 les groupes pièces).
N'
Groupes
0 1 2 3 4 5 6 7
Matieres Pièces élémentaires usinées de révolution
est le groupe
Pièces élémentakes usinées de non-révolution Pièces élémentaires de const1lJCtion soudée : proouits plats Pièces élémentaires de construction soudée : produits longs Ensembles et sous-ensembles en construction souciée Pièces standard de commerce Moules, matières plastiques
Chaque groupe est composé d'au maximum 15 rangs représentant les différents critères de classification (cela veut dire que plusieurs rangs peuvent être affectés à un même critère).
De plus chaque rang posséde 10 états différents possibles (notés de 0 à 9).
1 Structure
2
345678
9
10 11 12
7
8
13
14
15
1
.._.. :~
0
1
2
3
4
5
6
Rang n° 1
• \
\ Etatn O 9
"
Critères de classification 1
1 Morphologie
1
1
1
Elément
Matières
Quantité
de
el On"
cadence
forme
Dimensions
50
/
v
Tolérances
el
Traitements thermiques et de surface
œBM
2.6. Exemple d'application de la méthode par ' groupement en familles ' *. Démarche Données
• Données techniques et économiques de production: Cet arbre est destiné il équiper des pompes à eau brute (eau de mer) pour le refroidissement de l'eau douce qui sert au refroidissement des moteurs diesels marins. - Production annuelle : 35 pompes. - Moyens de production : .. centres de fraisage horizontaux (2 à 8 palettes. 25 à 120 outils) , .. centres de tournage (10 outils), ~ montages modulaires en fraisage .
• Dessin de définition
1
1
!
~ ~ ië
'.J= 1 l
I~ ~ [f
1
-
i ~ II~~
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~ ~ -=-~~ I\"rr
•
""
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1
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1
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Q.
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1
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1
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lL oI i20
1
,,
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1
It
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,
V l' : ~-
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•w ~~ ~ ~8 ~§ •, z ~~ ë
•
Il'1
I~I~
n;;11 'w Oz Uu wuO
~~ ~w
> ~
'--"'---
• Ekemple extrait du sujel du concours gànéral Fl session 1993
51
œSM
Exemple d'application de la methode par "groupement en familles" - Démarche (suite) Analyse
1 • Codification de la pièce (CETIM - PMG)
[1[2[S[O[1[S[1[ o[0 [ 3 [ 0 [ o[ 9 [ 2 ~
2 • Aedlerdle de la famille : cette pièce appartient à la famille intitulé "artlre long plein". 3 • Edition de la gamme type correspondante à cette famille.
GAMME TYPE
FAMILLE "ARBRE LONG PLEIN" "...,.
10
Oésignatiofll Opératiofl SCIAGE
Machine-outl
Qœeov-.s
Scie circulaire
L _ Lpiéce +
'mm 0 ...... L .....
20
DRESSAGE
Tour d'opératiOnS
Sous-phase A Une extrémité Un seul côté
a Dresser b. Charioter portée do mors
c. Centrer d. Percer
Sous-phase B a. Dresser
Mise à longueur
b. Centrer
c. Pe«::er 30
TOURNAGE 1er côté a Finition des sur/aces non traitées et non rectifiées b. Oemi-finitioo des surtaces trsltées rectifiées
40
Pe<çage """"
TouràCN
""""age
TouràCN
TOURNAGE 20 côté a. Finition des surtaces non traitées et non rectifiées b. Oemi-finilion des surfaces traitées rectifiées
50
USINAGES DES FORMES AODITIONNEUES
Note :
a. Finition des formes additionnelles
dame, dans le
• La gamme type
60
70 60 10090 110
52
suite logique des phases et des opéraIions Qui Ietlr sonlliées.
TT H et SABLAGE LAVAGE
AEORESSAGE RECTIFICATION DES CENTRES
Rectifieuse de
RECTIFICATION
"""'''
8. Fntion des surfaces rectifiées
120
cas général. la
EBAVURAGE
CONTRÔLE FINAL
Rectifieuse cylindrique
- Peur les cas partiruliers. cef1ànes phaseS
-et opérations
.-- .
œSM
Exemple d'application de la methode par "groupement en famllles "- Démarche (su~e)
+
Rés ultat
--- ~
4 - Modification de la gamme type à l'aide des fiches d'opérations standard (voir paragraphe 2.7)
.
Gamme spécifique de ,'arbre de pompe.
Ensemble : POMPE A EAU BRUTE
GAMME SPECIFIQ UE
Element : ARBRE DE POMPE Matière :
Phase
Désignatioo' Opération
zacNDT 18/12
Machine-outU
10
SCIAGE
Scie circulaire
20
DRESSAGE
Tour d'opérations
Observations
L = lpièce + 2mm
Sous-phase A a. Dressage d'une extrémité
b. Cootrage c. Perçage Un seul côté
d. Usinage d'une por100 de mors
Sous-phase 8 Mise à longueur
8. Dressage de l'autre extrémité
b. Centrage
c. Perçage 30
Tour àCN
TOURNAGE
TOURNAGE dulercété a. Ebauche 0 23 u 6, finition 0 22 b. Finilioo des gorges
'" 50
Mors doux + Contre-pointe
PCLN Outil à g:lrge Tour à eN
TOURNAGE TOURNAGE du 2e côté a. Ebaucl'1e du cône , 02Oj6 b. Finitioo " extérieur du M12, 0 22 c. Finitioo du filetage M 12
FRAISAGE a. Finilioo de la rainure 6H9
PCLN Outil
à fileter
Fraiseuse ver1ica!e Diviseur + Contre -pointe Fraise 2 lèvres
06
60
RECTI R CATION
Rectifieuse cylin drique à plongée oblique
a. Finilioo du cône, 0 20}6
70
a. FinitiOfl
BO
RecUflEluse cylin drique
RECTIFICATION (1
2Oj6,
(1
CONTROLE FINAl
23U6
Banc de contrôle inductif
53
2.7. Fichier d'opérations standard de tournage Ces fiches sont extraites du sujet du concours interne du CAPET Génie Mécanique option Productique session de 1993, partie intitulée : exploitation pédagogique d'un thème technologique. DRESSAGE D'UNE FACE
ACHEN" 1
Ef < 4
Surépaisseur d'usinage sur face
" ,
0 Extérieur
02
0 Intérieur
L
Longueur pièce
P
Longueur de sortie des mors (porte à faux)
IT L
Intervalle de tolérance sur L
Q
Qualité
Ra
Etat de surface (rugosité)
Cas n"3
Cas nC> 2
Cas n" 1
D""-'" •
C R
-!f~'
o
a
u 1
S
c o T
E S
IT L ::t O,15ou
O• •
ITl",O,150U
a ••
3,2 s Ra < 6.3
Ra ::t 6,3
ITL
0<9
Ra", 3,2
Eb.
Finition directe si
Ebauctle et finition
Ebauche el finition
Fin.
P/0 1 < 1,5
avec un seul outil
avec deux outils
PCLN
PCLN
PCLl'J si dressaQe seul ou voir fiche n"3 de copiage si association avec chariotage
Dressage en deux passes
Ebauche en N passes Finition " voir fiche n"3 de copiage.
o U
T
0lJ
prFN
1 L
S
o P E R
A
T
1
o
N S
Dressage
Fichier d'opérations standard de tournage (suite) Attention! si le diamètre1 est supérieur à trois fois le diamètre 2 se conformer à la fiche n01.
CHARIOTAGE
Cas n"3
C R 0 0 U 1
[~[;JPClN
e
~[;JOOJ<' ~ PCLN2
S
C 0 T E
ITL ", O,15
1
~pCLNom GJ PClN2
L
ITL :t O,15 7"Q <9 1,S ,,; Aa < 6,3
ITL < O,15 7 s: Q <9 1,6 s: Ra <6,3
outil.
Ebaudle, finition avec deux outils.
outils;
PClN
PCLN
Ebauche en N passes
Ebauche en N passes. Finition en une passe.
o• •
Ra .. 6,3
S
Eb.
Ebauche, finifion avec un seul
F• .
Ebauc::ne, finition a'o« deux
0
U T 1 L
ou PDJN
PCLN ou PDJN
S
0 P E R
• T 1
Ebauche en N passes, Finition \IOÎr fiche n"3 de
oopiago.
0
N
S
55
Fichier d'opérations standard de tournage (suite) FICHE H"3
COPIAGE AM110N
., .,
o du brut
o de chariotage (cote fabriquée)
E'
Surépaisseur au rayon sur le Cylindre 0 2 '" 0,25
El
Surépaisseur sur la face '" 0,10
LI
Longueur (cole fabriquée)
l2
longueur de garde
le
Longueur de dlariotage
1T L 1 Intervalle de tolérance sur l1 Q
Qualité
Ra
Etat de surface (rugosité)
C
R
0 0
U
1 S
C 0 T E S
Eb.
ITU <0, 15 7,,0 < 9 1,6 .. Ra < 3,2
ITL1
Fmition avec un seul outil
Demi-finition avec un seul outil. Finition en rectification cytioc:Irique al éveo-luellement plane.
PCLN ou POJN
PCLN ou PDJN
Une ou deux passes de copiage
Une ou deux passes de copiage
.-~.
0 U
T 1 L
S
0 P E R A
T 1 0
N
S
56
Fichier d'opérations standard de tournage (suite) 1 ACHE N" 4
PERÇAGE
Cas n" 1 c 0 0
u,
s
0 T E
o extérieur.
-,
o de perçage.
L
Longueur de la pièce.
P
Longueur de perçage.
,TP
Intervalle de tolérance sur P.
Q
Qualité.
Ra
Etat de surface (rugosité).
Cas n" 2
lb pI
Casn" 3
-c
R
C
IL· pl
-,
~
ou
~!j ITP:tO,15
a. 8
a.8
Ra :t 1.6
Ra .. 1,6
Cernrage.
Centrage.
Finifiofl directe par perçage.
Finition directe par perçage.
Foret à centrer ou pointeur Foret hélicoïdal.
Foret à CE!f1trer ou poIntoof
Gal (cycle de perçage).
Gal (cycle de perçage). Si P ,. 3.02, utiliser G83 (cycle de perçage avec débourrage).
Si a
<
8 (et/ou) Ra < 1,6
S
,.. , Eb.
Voir fiche n" 6 d'alésage.
0
U
T
Foret héliooidal.
l S
0
P E
R A
,
T
Si P,. 3.02. utiliser G83 (cycle de perçage avec débourrage).
0 N S
57
œSM
Fichier d'opérations standard de tournage (suite) FICHE N~ 5
1
GORGE EXTERIEURE
., N
I-
,--
- ~
~ Cas n" l C A
,
s C
.,
o à fond de gorge
L
Largeur de gorge
,TL
Intervalle de tolérance sur L
ITLo1
Intervalle de tolérance sur 0 2
Q
Qualité
Ra
Etat de surface (rugosité)
Gas n" 2
-' __ JJ] ___
j4
Cas n° 3
ç
Q
0
a
u
IL<41
o Extéri eur
-
&l .c rD __
IT L :a. O,05; Il 02 ., 0,15 Ra :t l ,6
ç ~ --
-- -
IT L < 0,05; fT 0 2., 0, 15 Ra ., 1,6
0 T
IT L lO< 0, 15; IT0 2 lit 0, 15 Ra:. 1,6
E
O••
a••
o ••
Finition directe.
Finir 1 puis 2.
Finir 1 puis 2 puis 3.
Outil de lorme pour la gJfge (largeur de coupe de ,'outil égale à L ).
Outil de ' orme pou' la gorge (largelK de coupe de rOlAil inférieure à L ).
Outil de Iofme pour la gorge (Largeur de coupe cie J'outil inférieore à L ).
Cycle de got'ge.
Cycle de gorge.
Cycle de gorge.
s Eb.
Fn 0 U
,
T L
S
0 P E
A
,
A
T
0
N
S 58
jL>s j
Fichier d'opérations standard de tournage (suite) ACHE W6
ALESAGE ET DRESSAGE
., 13 ,
p
l
·3
~L
"1"1
L
0 du brut extérieur.
13 de l'alésage (cote fabriQuée) . 13 de l'alésage brut.
Surépaîsseur au rayon;; 0,25,
El
Surépaisseur sur la face = 0, 10.
L
Longueur de l'alésage (COle fabriquée) .
P
l ongueur de sortie des mors (porte â faux)
,TL
Intervalle de tolerance sur L
a
Qualité.
Ra
Etat de surface (rugosité) .
C A
o
~
u,
" POJN
o
CKUN
s
c o
Q ••
ITL
E
Ra;" 6,3
1,61' Ra < 6,3
Ebauche et finition avec un seul outil
Ebauche et finition avec deux outils.
PCLN
CKUN
000
'"PDUN
T
ITL ~O, 15
S Eb.
Fn
o
U
,
T L
S
o P
E A
CSKN Ebauche en N passes.
Ebauche 6f1 N passes. Finition en une ou deux passes de copiage.
,
A
T
o N
S
59
2.8. Symbolisation des prises de pièces
NF E 04-013
Di BM
2.8.1. Symbolisation gëométrique (élimination des degrés de liberté) Elle est à utiliser lors de ,'établissement des documents techniques au niveau avant-projet et projet d'étude de fabrication.
, • Notions de degré de liberté : Tout soUde libre dans respace possède 6 paramètres de mouvement possibles : 3 paramètres de Iranslation et 3 paramètres de (otalion. On appelle "degré de liberté' un paramètre de mouvement. Le solide possêde donc 6 degrés de liberté.
T'I
Rx<
~z
Av
/ Tx
x
0
5
-Ty
y
3
• Elimination des degrés de liberté :
,
On élimine une poSSibilité de mowement par un appui
JX>l1Ctuel. ~~
• Normale de repérage: Le contact ponctuel peul être représenté par un vecteur normal à la surface considérée. On l'appelle ' normale de repérage', l e · symlJole de base" est représenté d·oontre (figure l a). Si nécessaire, il peut être projeté sous forme d'une surface quadrillée délimitée par un trait fin (cercle) (figure 1b) . • Position de l a normale repérage: Le symbole de base est placé, du côté libre de matière, sur la surface spécifiée, ou éventuellement sur une ligne d'attache. s'jl n'y a pas amblguité (figure 2). Le segment de droite est normal à l'appui considéré. • Cas particulier : Dans le cas de l'élimination directe d'un degré de liberté en rotation. il faut utiliser le symbole représenté figure 3 dans ses différentes projections. Cette liaison interdit la rotation figurée par un arc orienté sur la symbole.
... de_
..."" de""'''' ...-
"",,,",
l'lM S"",",
""'"
""'"
2
2
3
@
Figure 1a
Figure 1b
~-T Figure 2
cr::,
CD,
==
Er
• ,
3
--~
T
"""", .... co..
""""" Figure 3
1
Remarque: On peut limiter le nombre des symboles de base en fonction des surfaces à réaliser (figure 4) . Note : par $(lUCÎ de clarté, les traits représentant les su1aœs à réaJlset
été renforces.
on.
i:...,
-
T·
Figure 4
60
----
,T
Symbolisation des prises de pièces (suite)
NF E04-013
Il est nécessaire (figure 5): - de représenter les symboles dans les vues où leurs positions sont les plus explicites, - de les repérer dans chaque vue en les affectant d'un indice 1 à 6 disposé à côté du segment de droite du symbole.
~~
TTT. l'
Figure 5 • Symbolisation abrégée (non recommandée) Cette symbolisation n'indique que le nombre de degrés de liberté éfiminés à partir d'une surface et ne présente aucune des possibitités citées en précédemment. Elle permet simplement une desaiption rapide de la prise de pièce (figure 6) . Figure 6
En aucun cas, les deux types de symboles (flèche seule ou flèche avec calTé) ne doivent être utilisés sÎmultanément sur l.f1 même document. • Mise en pos ition isostatique Cele-d est dite "isostatique" lorsque les 6 degrés de liberté sont éfiminés par 6 normales de repérage. Chaque normale élimine un degré de liberté.
Voir exemple figure 5
• Exemple d 'utilisation
'@
'@
~
3~-
•
i,
' P3 ---
•
~
Symbolisation des prises de pièces (suite)
NFE 04-
liliil BM
2.8.2. Symbolisation technologique (éléments d 'appui et de maintien)
• Objet : La deuxieme partie de la présente norme définit les symboles reprêsentant, sur les dessins de phase, les éléments d'appui et les éléments de maintien des pièces au cours des opérations auxquelles elles sont soumises lors de leur fabriCalioo, leur contrôle et leur manutention. • Domaine d'application: l es symboles proposés sont à utiliser pour "établissement des documents techniques concernanl le processus de fabrication d'une pièce. • Principe d 'établissement des symboles: Chaque symbole est construi t à ,'aide d'un certain nombre de symboles élémentaires doot le rôle est de préciser : - la fonction de ,'élément technologique (voir tableau 2), - la nature de la surface de contact de la pièce brute ou usinée (voir tableaul) , - le type de technologie de l'élément (voir tableau 3) et éventuellement, - la nature du contact avec la surface eVou le type d'appui (voir tableau 4) . Le symbole ne comporte pas otJligatoirement les qualre familles de symboles élémentaires. Il peul étre complété par une breve indication écrite (voir exemples tableaux 5 et 6). Composition d'un symbole : voir figure 1.
Figure 1
• Position du symbole: Le symbole est placé du côté libre de la matiere sur la surface spécifiée ou sur une ligne d'attache, sa direction est normale à la surface (voir figure 2) . La norme NF E 04-013 prévoil, en outre, la possibilité de projeter les symboles des fonctions des éléments technologiques (voir tableau 2). En représentation projetée, le symbole, utilisé seulement dans la mesure où il apporte un complément d'information, est placé à l'intérieur du contour apparent de la surface.
Figure 2
Pour les autres symboles, il convient de prévoir les vues permettant de les représenter tels qu'ils sont définis dans les tableaux de la page suivante. A défaut, des indications en dair ou des schémas suffisamment explicites pourront être retenus. Prévoir la cotation (dimension, position et zone) de tous les symboles nécessitant une localisation déterminée qui n'est pas suffisamment définie par le dessin.
•
• Dimensions du symbole: Les dimensions du symbole ne sont pas normalisées. Elles doivent être adaptées au schéma sur lequel figure le symbole figure 3 . Ces dimensions ne préjugent pas des dimensions réelles de l'élément technologique.
62
Figure 3
NFEO"Ol3JjIBMI
Symbolisation des prises de pièces (suite)
Tableau 2
Tableau 1
Nature de la surface de rontact
Symbole
Symbole
des éléments technok)giques ~ise
en position
'aœ
Vue d.
<>"
de cotation
, en , Surface brute
1
aux
~, ,, . Tableau 3
Vue "oje'"
0 0 0
Surface usinée
/
Types de technologie des
Centrage fixe
~
)
Q9
~
' V
~~ ~ Symbole
éléments Appui fixe
"D1"'":7
1 0
"
Symbole
Nature du contact avec la surface aVeu du type d'appui
=c,
Contact ponctuel
Contact strié
Centrage réversible
./V'v>
Système à serrage
V1
Système à serrage concentrique
6
Contact dégagé Cuvette
vé Palonnier
Système de soutien réversible
'VV
Pointe fixe Système de soutien irréversible
V
Pointe tournante
,/ 00
9
<
> > 63
Il
Symbolisation des prises de pièces (suite)
NF E 04-D13
[[i BM
Exemples de symboles composés (tableaux 5 el 6) Dispositif et fonction
Symbole
Contact surfacique fixe de départ de
+-.j
Palonnier de bridage possédant des
~
Vé fixe de départ de cote ou de mise en position sur une surface usinée.
oole ou de mise en positiOrl sur une
surface usinée. Entralneur à serrage concentrique flottant sur une surface brute.
Contact ponctuel fixe de départ de cole ou de mise en position sur une surface brute.
Contact dCgagé fixe de départ cie cote ou de mise en position SUI' une surface brvte. Cuvette de départ de cote ou de mise
Pointe loumante de poupée mobWe de maintien en position.
~
Appui de souIien à réglage irréversi·
--7
usinée.
v-b
~
mors striés sur une surlace brute.
~
"-
Pointe fixe de départ de cole ou de mise en lXJSilion sur une surface
Symbole
Orienteur de départ de cote ou de
~
en position sur une surface usinée.
Dispositif et fonction
+---.< ~
mise en position angulaire sur une
=~ usinée avec des touches
bées.
v---r>
~e.
Centrage édipsable de mise en
~
position sur une surface usinée.
Edipsable
Vé fixe IMg de départ de cole ou de mise en position sur une sur1ace blute.
I CI=~ v. "'""
Remarque: Dans certains cas on peul compléter le symbole par une brève iodicatiOn écrite.
Exemples d'application (palier)
• .',..--
"7
'////~ -
- - - f- - - - f..-- -
V //
~
~ ~
.:. 64
f-
~
- f- --
~ t:Ztt
---
. ~
Symbolisation des prises de pièces (suite)
NF E 04-013
~
2.8.3. Symbolisation complémentaire de départ de cote à partir d 'un palpeur Objet et domaine d'application
le symbole proposé permet de représenter le départ de cole résultant d'un palpage Quelle Que soit sa Ied1nologie. Ce symbole peut être utilisé en complément des symboles de la premiere et de la deuxième partie. Représentation
1
Le symbole est représenté ligure 1. la direction de mesure est donnée par le trait. Si nécessaire, le symbole peut être projeté (figure 2) .
.....Figure 1
1
• Figure 2
L -_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
~
Exemples
,à "00111
1 le plan n'intervient pas comme dé-
part de oole mais seulement pour une spécification de parallélisme.
1
1
~/~I
3T
t
1
A
1
1
~ravail uritaire : centrage manuel au comparateur 1
. 1
l-surA
l'
I ~
1
= =
6: 1) li
il
~
=<
~
=<
il ,
-1 [il
I@ I t
1A 1
m lBM
Symbolisation des prises de pièces (suite) 2.8.4. Notion d 'Isostatlsme dans la liaison plèce/porte-Plèce
Dans lecadre de La recherche d'une liaison pieee/porte-pièce. il est nécessaire de savoir choislr convenablement le type d'appui de la pièce. Cene étude comporte deux étapes, "une théorique concemant la disposition et le nombl'e d'appuis nécessaires à prévoir, ,'autre pratique concernant le choix du matériel pour réaliser le porte-pièœ. Certaines ooles fabriquées dépendent de l'appui de la pièce. dans ce cas, il est important de bien maitriser cette liaison afin de minimiser les dispersions de reprise.
OéftnHklns
Termes
• Mise en position isostatique = Mise en IXlsition unique
_"srne
Chacune des mobilités de la liaison pièce/porte-pièce est aSSOCié à une seule surface de la pièce. • Mise en position isostatique '" Mise en position identique
,
La pièce occupe la même position si on la replace dans les mêmes ronditions de la
liaison pièce/porte-pièce. Cette notion de -fidélité de mise en posilion" est importante en fabrication sérielle.
Appui direct
La surface de la pièce qui est en appui avec le porte-pièce est la référence de la cote fabriquée à réaliser suivant la mobilité concernée.
!='\ cf2
r
VI/II
+
;;r
1
0
~.
3T2
lT
Appui indirect
La surface de la pièce qui est en appui avec !e porte-piéce n'est pas la référence de la cote fabriquée à réaliser suivant la mobilité née.
l
~
-
cfl
'1
--
-
:7 --Ensemble des surfaces de la pièce qui sont en appui avec le porte-pièce. Dans notre exemple, il s'agit des surfaces
Référentiel pièce
®=
appui plan
ï
i®
- .
-
et
@ = centrage court fjxe 66
....
~
r-
œBM
Symbolisation des prises de pièces (suite) 2.8.5. Demarche de recherche d 'une mise en position Isostatique théorique • DessÎn de définition de produit fini (avec repére direct 0, x, y, z) . • Projet d'étude de fabrication retenu.
Données
+ +
Mettre en place une solution d'appui de la pièce par phase ou sous-phase.
Besoin
Pour la phase ou sous-phase considérée.
Analyse
1 - Tracer le graphe de cotation relalff à la réalisation des surfaces usinées et faire l'inventaire des mobilités correspondantes à chaque spécification. 2 • Remplir le tableau d'analyse des surfaces "référence de la cotation", 3 - Classer les spécffications en prenant comme critere de classement la précision des spécifications à travers la valeur limite des mobilités associées. 4 - Prendre en compte d'au Ires criteres de classement, à savoir : - référentiel direct, - étendue des surfaces, - accessibilité, - possibilités de serrage, - position des appuis par rapport à la direction des efforts de coupe .. . 5 - Choisir le référentiel de mise en position de la pièce (référentiel pièce : Rp). 6 - Mise en place du référentiel de mise en position sur le croquis de phase ou de sous-phase.
Résultat
-
2.8.6. Exemple Données 1
1
Projet d'étude de fabrication
Dessin de définition de produit fini
Phase 10
tBl-Ll o,1/1CO 101
~
~"~I ...
-Π~
iL --1
,
y
z
®-
® X
!§I©I
.
•
ru c:::?f'
@ -
130,5
A,8 ,C,D,E,F déjà usinées
I~
'v:
Phase 20
Phase 30
y
,
'Y-..::;
L.
z
Réalisation de 01; 02; F3
part""'
~ .
Contrôle du brut
Réalisation de Fl ; F2
Phase 40
Réalisation de R
fIl
p_ri_se-;::s= d= r-Sym __bo_lisat __iO_"_d _e_S_ e =p=iece = ' = S::;(_S_u_ite_l_ _ _-----"JfiI BM Analyse et résultat
lUE
MISE EN
Phase : 20
TOURNAGE
Surtaœs réalisées ;
. , et
1-
... c~ bF>
Dif
®
G
~,#-~"I'
) 32", 0,2 Ty (Rx
02
ry(~
® 2
, de.,
®
... 01
@
"'~ 30 0 Tz (Rx) (Ry)
"CV
,de la ,
la surlace est eHe
Su1aoes
@oO,S Tx Ty (Ax) (Ay)
~
@
4()", o.<
,
® ®
Type de surface
?
Nombre de llOlTTlaIes
Mobilités
,
maximum admissibles
@
ou;
Plao
3
Tx (Ry) (Rz)
@
ou;
Piao
3
Ty (Ax) (Rz)
®
"0"
@)
00"
®
oui
Pla"
3
Tl: (Rx) (Ry)
4 - Autres critères de décision
3 - Analyse des spécifications
(critères préciSion/mobilités)
® 40.0.2 © 3~2 ® 30·~
~
Ry '" 0" '"
avec tanu " ~ '" 1,33%
Rx = OG"
avec lan~ = ~4
'" 1,33%
Rx '" Oo.l. avec tan).::
~à5
'" 1,25%
Ry '" 0" '" avec lanô =
~~
'" 1,25%
Le d&sornent.".
'DOC ®"", @ ou @.
5 - Choix définitif (référentiel pièce) Appui plan sur
.• ® apPUi sur @ pour respecter 32*"-" appui sur ® pour respecter 40• Stabilité d'appui : ® a une étendue supérieure à celle • Référentiel direct : appui sur B pour respecter 30 0
'e @ " @ • OppositiOn aux efforts de coupe :
Le classement est donc
® puis © el @
® puis © ou @.
6 - Résunat
®
Unéaire rectiligne sur@ Ponctuel sur
®
Nole : Les sufaces @ et @ jouent lemêmel6le. eIIes peweot donc s'ntefYeftîr au niveau du choix adopté:.
~==========~============~ , 68
•
2.9. Le contrat de phase 2.9.1 . Renseignements figurant sur le contrat de phase
Les références cie la
.
CONTRAT DE PHASE PHASE W 20 Le croquis de phase
• cotation de fabncation • OP • origine-
!ij!O!!OiJiil @21..1. I- lpî! Note : ta pièce esl dessinée
en position d'usinage. (dlapitre 2)
.,
.........
2)
a}~C2e1C3"
Eb
Pp : l'MAX S 32 U •
(chapitre 2)
CI
Pla : KNJX 1604 05 - LI
~~~~~~~r~~~~l Pla pp ::TMAXCKUN KNUX . Lll . R ~
: TMAX P PCLN - L
."
: TMAX CKJN . J
0.72
05 · 1'1 11
• te • temps de coupe li • temps improductif
de coupe (chapitre 3)
Pp " Porte-plaquetl Pla " Plaquette ... (Chapitre 4)
(chapitre 6)
œBM
Le contrat de phase (suite) 2.9.2. Démarche d 'élaboration d 'un contrat de phase
Données
Besoin
+
Analyse
• Dessin de définition du produit fini . • Projet d'étude de fabrication. • Parc machines (fichier mad1ines-outils) ; • Fichier porte-pièces. • FIChier d'opérations standard. • Banque de données de coupe.
Elaboration d 'un document de travail pour l'opérateur sur son poste
1 - Remplir l'en-tête du document.
2 • Dessiner la pièce en position d'usinage en repassant en trait fort les surfaces usinées.
: td
- I D~I
3 - Installer la symbolisation Iectlnologique de mise en position.
4 • Mettre en place la cotation de fabrication (placer l'origine programme OP et le repère pièce associé). 5 - Repérer les surfaces du référentiel de mise en position, les surfaces usinées et les coles fabriquéeS.
6 - Inscrire, dans le cadre prévu à cet effet, le référentiel de mise en position.
7 - Décrire, dans l'ordre chronologique, les diHérentes standard d'usinage.
opéralions~
S • Nommer le porte-pièce utilisé. 9 · Choisir l'outillage de coupe (pOrte-piaQuette, plaquette .. .) pour chaque opération. 10 - Choisir les conditions de coupe.
-U - [J
Il - Calculer les temps correspondants (temps de coupe ellemps improductifs).
Résult at
70
Rédaction du document intitulé "contrai de phase"
~
lB BM
2.10. L'étude des temps en fabrication 2.10.1. Types de temps à prendre en compte
-Temps
(ou temps de
co_l
Durée pendant laquelle l'outil coupe la matière.
®
".....-
Temps
-1
L et e enmm Tt en min
Temps nécessaire à la préparation d'un poste de travail en vue de la production d'une série d'articles.
tJ
Il concerne r installation d'un o utillage, son réglage. le nettoyage ... Note : le poste 00 Iravail ne produit pas mals il est .,.".,..
@ techno-manuet
1
f en mm/tr
N.f
(NF X 50-310)
~--:a
N en Irlmin
Tt =L+e
Temps de
L
Note ; on oomIXabilise généralement dans ce temps la dl6ée d'awoc:he (distance eJ de l'outil vers la pièce à usiner.
Temps correspondant à des actions combinées de l'opérateur et de la machine.
Perçage sur une perceuse sensitive
S Temps manuef Temps correspondant à un travail intellectuel Monter une pièce.
S
ou physique Que l'opérateur effectue systématiquement pour d'laQue pièce de la
série.
_.
Temps masqué Correspond à un temps manuel effectué
®
Démonter une pièce ...
pendant Que la machine travaille seule. NOIe : • n'Wltervient pas dans le temps total au
Contrôler une pièce pendant l'usinage d'une autre pièce.
2.10.2. Simogramme C'esl une représentation graphique du cycle de travail. On porte le temps (unité adéquate) sur l'axe des abscisses elles Elément observé différents types de temps sur l'axe des ordonnées. Exemple : Unitaire
10. Préparer le poste 1 • Monter la pièce 2 . Copiage fin ition 3 - Démonter la pièce 4 . Nettoyer le monlage
Ts Tm TI Tm Tm
h : heure cmin : centième de minute
500 pièces
150 cmin 100 cmin 50 cmin 200 cmin
2 ,0 h 12,5 h B,33 h 4, 17 h 16,67 h
_ SOO cmin
4367 h
TI T, Tlm Tm 1
100
1 2()()
300 400
durée du cyde (T) pour 1 pièce
J
T"""" (cmin)
T :: En + L'Ttm + L'Tm Temps série = Ts+ TK500
71
ER-CAO
EFI2.11.1. Présentation générale
EFI-CN exploite directement les dessins 20 d'AUTOCAO version 10 et Il ou d'autres éditeurs graphiques aux formais SUPPORT GRAPHIQUE
DXF et IGES. Une bibliothèque d'objets paramétrés facilite la aéation de nouveaux dessins : pièces de révolution, géométries diverses ... Une préparation automatique paramétrable permetd'exlraire du dessin les entités nécessaires à "usinage.
\1 s'agit d'un éditeur graj:flique de feuilles de phase (avant-
.nJ~ ..... ... .=a v / ' v 1
PRODUcnoN
DE DOCUMENTS
JXO;etdétudede fabrication, oonlratde phaSe, nomenclature) . Une bibliothèque paramétrée permet ta syml:x:Xisation de ta mise en position et du maintien en poSition (NF E 04-013),le repêrage et la cotation de fabrication des surfaces usinées.
EDITEUR COMMANDE NUMERIQUE
Le codage d'un programme source par un post-processeur spécifique génére le code ISO et garantit le respect des caractéristiques de la MO correspondante. Un fichier "temps· est aé simultanément Un éditeur pleine page permet la modification des programmes CN .
L'origine programme est positionnée en tournage sur une vue et en fraisage sur deux vues du dessin de pièce en 20. INITlAU SAn ON
Plusieurs origines pièces peuvent être définies pour gérer les retournements de pièce en tournage et les rotations de plateau en fraisage.
FONCTIONS ET CYCLES DE DEPlACEMENT
Les trajectoires sont dé1inies avec ou sans correction de rayon. De nombreuses mao'o-fonctions de déplacement complètent les cydes fixes standard. Les séquences d'usinage répétitives sont gérées. La vitesse d'avance peut être automatiquement oorrigée en contolKnage.
..
~EFI.CN
3
FONCTIONS AUXILIAIRE S
EFJ- CAD
.. ;t~\
~
IleS fonctions M standard et spécifiques sont soit gérées .
(gamme de vitesses
:de broche, arrêt de programme, changement d'outil. .. ) soit rolalion plateau, arrosage, i mandrin ... ) .
., ,.a~ et leurs conditions de coupe sont sélectionnés soit
01)
parmi une liste d'outils standard, soit dans
CHOIX
DES OUTILS
r
définies par l'utilisateur. La consulta-
tion de la base de doonées de coupe et des catalogues est complétée par le calcul automatique des vitesses vie des outils.
.~A.
;;;;;
~
SIMULATION
Ide
cyde ou de déplacement élémentaire. Un éditeur de modifier les cycles
, .",. et de oontrôler les déplacements effectués.
J
~
!~ ••
• • ••• •
/,;/
ln syntaxe permet de créer et d'adapter les
GENERATEUR DE POSTP ROCESSEURS
i
du direcleur de commande
jel de la ted mologie d e la machine.
Ile codage actualise les blocs en fonctioo du oonlexte.
Ile module de transmission autorise les transferts de proentre le micro-ordinateur et la machine-outil par COMMUNICATIO N
Iliaison série oonfigurable .
73
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6 . 5m~1
6.5mlnl
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1AI@I ·D,D3 1cl
IALU . D,D3 BI 1
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1 1 PALIER
Repèrel Nbr l Déslg n atio~
A-S13 Y20
Matière
_0,3 ®I C
1
A=165N/mm2A%=7 HB=5
1Observations
!li ~
ECHELLE
1:1
COMPRESSEUR A AIR
c -$10103/1993
Mise à Jour
A3H
EF k~AO
EFIDessin de
ER· CAO
3 du brut
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••E ,•
~ •• •• •
~ 24'~ 29.5 ·~
1 op«lficcll<>to
Repérage des surfaces usinées et brutes subsistantes
Codification
P2 P
Plan
C
Cylindre
X
Autres surfaces
B
Surfaces quelconques
87I--c=-lL_ __ ____ _
brutes
C3 Surfaces usinées Surtace brutes
P3i}---I
"
:3· (c,,",,\
EFI- eN
ER-CAO
~
Identification des groupements de surfaces Surfaces usinées
Groupes
Gl G2 G3
G4
Justifications
8 @ @ @ @ @ @ S @ @ @ ®
Accessibilité des surfaces Cotation: perpendicularité implicite
Cotation précise entre C2 et C3 Accessibilité outil
Accessibilité outil Répétition d'usinages identiques Accessibilité outil Association obligatoire P2, P3
Nomeru::lature des phases
NOMENCLATURES DES PHASES
~
1
INOMo
PH
DESIGNATION
10
CONTRÔLE DU BRUT
20
TOURNAGE
1
30 1
~ccco,c
~de3UP'éce, MACHINE-OUTIL
COMMANDE NUMERIQUE Groupes G 1 et G2
HES300
FRAISAGE COMMANDE NUMERIQUE Sous-phase A
CENTRE D'USINAGE AEALMECA
250H
Groupe G3 Sous phase 8 Groupe G4
40
EBAVURAGE
MANUEL
50
CONTROLE
BANC DE CONTRÔLE
76
BUREAU DES METHODES
1/
OBSERVATIONS
r~c~ :'ë'N AVANT -PROJET D'ETUDE DE FABRICATION 101 ,
.. Ercsmtit . (O'f'Il(SSRR
HatB1! ; "-S13 Y20
SOUS-PHASES (FERATIONS
SERE
~
JJ piI!œs
MACHNES OUTUAGES
SCHEMA lE PHASE
10 CONTRIl.E DU BRUT (81 CB2 CB3 CB9
lx
BUREAU DES METHODES
E'Il!mert : PALER ~ . Pi![
PHASES N'
~
EF'·CAO
3
[81
CB2 [83
• 1h0.5 • 29.s~05 • 155>(15 • 4148 maJd
0
P//~~ ~
-
ro u
C:/~)///~ 20 TOURNAGE
TOUR CN HôJ"d'tl 3
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ALESER OiAhfREHR Q G X2lG
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r-tl-1! CHARCTER [Ji{SS[R
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I@ -
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I ~//~~~ X3 -;T,-:;t ~ 1J'2
7'i
Assistance informatique : logiciel EFI - eN version 3 (suite)
-PROJET DE FABRI[A TloN
• \1 HI
"", 30
,no
SOJS RjASES
N°
ER-CAO
OPERATIONS lr:n~I'M;F
a-,
BUREAU
, PAlE'
......
DES
"'.... , ' -513 Y20
' E '" MACHINES OUTILLAGES
ii BM
r-EnœES
., """
%
SCHEMA DE PHASE
ŒNTRE D'lJSmGE
HJlIZOOAl
t"'a1Ii9!lf~
de frâs
A
CFB
ROT ATOHMETTE 0-
al
ŒNTIlEIl
bI
PERCER 4 troos (4
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o;r]lI ROTA10
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~ 4J.C'~ 1
PALEnE DE 90"
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CENTRER
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PERCER
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l ARN...ŒR Xl
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~-@
Assistance Informatlgue : logiciel ER - CN version 3 (suite) (OORAT Il: PHASE
PHASEN"
~
20
BUREAU
: PH.IR
OCS
H
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METI{)()[S
Désignation :
TCUlNAC1 (C»1ANIJE ttl1ERKU
Machne-Outi .
HES 300
[#2101 .... 1·'1 -
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-+- -
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Pp : TMfIX S 32 U - CKl..N • R Pla , KNJX 16 (JI, 05 - ln K1J
400
2450
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0.12
on
III AlESŒ (2 C3 F • 0WflUG X2 X3 CH>202f1 (FI,-17.Q35 (f5ooSI..45>03S
pp : TWJ(
500
2500
0.11
036
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300
Va:
0.15
0.104
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1,00
va:
ODS
0.72
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d QWlIJTER LHSSER P1 ef (1
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Ln
R
K1J
pp : THAX P PO.N - l Pla : GM1 - 71 K"X)
79
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EFI- eN ~TRA T
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ErœItIf : Ol'i"FlSSIl.R
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Désignation : Maehifle-OJli :
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."
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" ,'"
QI<
8T
EFI-CAO
3 PROGRAMME % 1200 sur NUM 760 TOURNAGE COMMANDE NU MERIQUE HES 300
OUTIL 1 Désignation .......... .OUTILA ALESER ET DAESSER Vitesse Brocfle (tr/min) .... 2450 Vitesse Avance (mmJtr) ...... O,30
Anosage...........
~~
. ..... 1
-
Temps d'usinage eI1 min.. 0,12 Temps improductif en min .. .O,27
-
1 DUT1L2 Désignation ........... OUTIL A ALESER ET DRESSER Vitesse Broche {tr/min) ... 2500 Vitesse Avance (mmltr) ...... O,10 Arrosage .... .. ....... .......... . 1 Temps d'usinage en min ... 0 ,36 Temps improductif en min ... O, 1
OUTIL 3 Designation ........... OUTIL A CHARIOTER ET DRESSER Vitesse Broche (tr/min) ... 300 Vitesse Avance (mm/tr) ...... O, 15 Arrosage .......... . ............. 1 Temps d'usinage en min ... 0 ,44 Temps improductif en min ... O,27
OUTIL 4 Désignation ..... .... .. OUTlL A CHARIOTER ET DRESSER Vitesse Broche (tr/min) .. 400 Vitesse Avance (mmltr) ...... 0 ,05 Arrosage .. .... ....... ....... ... . 1 Temps d'usinage en min ... 0,72 Temps improductif en min ... O,26
TEMPS D'USINAGE TOTAL en min: TEMPS IMPRODUCTIF TOTAL en min: TEMPS DE CYCLE TOTAl en min:
1,64 0,90 2,54
-
-
- j~h-
Assistance Informatique: logiciel EFI - eN version 3 (suite)
ER - CAO
lliI BM
Ustage des programmes en code ISO de tournage et fraisag e Programme de fraisage: palier phase 30 (A et B)
Programme de tournage: palier phase 20
I-----------------+---------------------~ % 1200
N 10 N 20 N 30 N 40 N 50 N 60 N 70 N 60 N 00 N 100 N I lO N 120 N 130 N 140 N 150 N 160 N 170 N 180 Nloo N200 N210 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N 200 N290 NXû N 310 N320 N330 N340 N350 N360 N370 N3BO N390 N400
(palier phase 20 (Tt : Outil à aléser et dresser Eb.) (T2 : Outil à aléser et dresser Fin.) (T3 : Outil à charioter el dresser Eb.) (T 4 : Outil à charioter et dresser Fin.)
% 1300 (palier phase 30; sous-phases A et B)
GO G52 XO lO
N 10 N 20 N 30 N 40 N 50 N 60 N 70 N 80 N 90 N 100 N 110 N 120 N 130 N 140 N 150 N 160 N 170 N 180 N 190 N200 N 210 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N2S0 N200 N300 N 310 N320 N330 N340 N350 N360 N370 N3S0 N390
T1 01 MS G97 S 1200 M42 M4 Ma G92 S2000 G95 X51.5 224 G96 X51.5 8400 G l 2 -60 FO.3 X46 GO Z24M5 Mg G52 XO ZO T2 02 MS G97 S 1200 M42 M4 M8 G95 X60.09B Z24 G96 X56 S500 G l X52.015Z17 FO.l Z - 54.45 X56.634 Z- 58.45 X48 GOZ24M5M9 G52 XO ZO T3 03 M6 G97 saoo M42 M4 MS G95 X112 Z1.7 G96 X11 2 8300 G l Xao.305 FO.t5
Z5 GO X1 12 ZO .25 Gl XSO.305 GO Z5 M5M9 G52 XOZO T4 04 M6 G97 saoo M42 M4 MS G95 X75.955 Z5_2 G96 XSO 8400 G l X79.955 Z3.2 FO.05 20 X 11 2M5M9 GO G52 XO ZO M2
(Tl : Foret pointeur 010) (T2 : Foret hélicoïdal 06,5) (T3: Fraise 2 tailles 011) (T4: Fraise 2 tailles 016) (T5 : Foret hélicoldal 05) (TB : Taraud machine MS)
%101 N 10 N 20 N 30 N40 N 50
va
GO G52 20 DO (sous-phase Al T1 01 MS G52 Y-l3Q MIl8 M3 M41 S1000 F200 MS Gat ><33.234 Y33.234 ER2Q Z2
G77 HIC! T2 02 MS G52 Y- I30 M3 MS S1960 F200 G81 X33.234 Y33.234 ER20 Z-5 G77 H101 T3 03 M6 G52 Y- l30 M3 MS S2000 F300 G81 X33 _234 Y33.234 ER20 ZB G77 Hl01 T4 04 M6 G52 Y- 130 Ml 36 (rotation palette de 90 0 )(sous-phase B) G59 X-89. 2 y -89.2(OECA.d·origine programme) GO G41 X36 Y50Z16. S M3 MS S1600 FSOO G l Y-30 GOZ100 M5 M9 G52 YOZO DO T5 05 M6 (perçage direct sanS pointage) G52Y - 130 M3 MS Sl250 F200 GSt X-23 45 YO ER50 Z20 GSO zao M5 M9 GO G52 YO ZO DO T6 06 M6 G52 Y-130 M3 M9 S538 F538 G84 X-23. 45 VO ER50 Z20 GSO zao M5 M9 GO G52 YO ZO DO M2
(Sous-programme: cycle de perçage) G2 X33.234 Y-33.234 10 JO X-33.234 Y-33.234 10 JO X-33.234 Y33-234 10 JO Gao GO Z70 M5 M9 GO G52 YO ZO DO
83
3. Coupe
~ BanQue de
ta DONNEES
Guide de CHOIX
!., !Fiehe de V
CALCULS
+__
3. 1. Paramètres d'usinage _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
86
3.1.1. Paramètres de coupe liés â la formation du copeau : grandeurs géometrîques et Cinématiques · illustrations 3.1.2. El ude fonctionnelle de ['outil pendant son travail · Définition de l'outil 3. 1.3 . Forces de coupe - PuiSsance de coupe · CheiK d'une machine-outil
86
88
103
+__ 107
3.2. Durée de vie des outils de coupe _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
3.2.1. Notion de durée de vie - Usure des outils de coupe 3.2.2. loiS d'usure - Modèle de Taylor 3.2.3. Illustration, anatyse des causes probables et remèdes â apporter aux problèmes d'usure courants 3.2.4. Exemple d'évaluation des coeffiCIents du mcxlèle de Taylor 3.2.5. ExempW d'utilisation simple du modèle de Taylor 3.2.6 . USlnabilité - Aciers de décolletage - ACIefS à usinabillrté améhorée 3.2.7. Surveillance Automatique des Outils de coupe (SAO)
107 112 114 116 119
120 122
+__ 12.
3.3. Matériaux pour outils _ _ _--:-_ _---,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 3.3.1 Principaux types de malénaux - Définitions 3.3.2. Nuances de carbure en tournage · Alésage 3.3.3. Nuances de carbure en fraisage
124 129 131
85
Ri
3.1. Paramètres d'usinage
T
3.1.1. Parametres de coupe liés à la formation du copeau Grandeurs géométriques et cinématiques . Illustrations Le modèle le plus simple est celui du loumage. Les figu res 1,2 el3 illustrent les grandeurs cinématiques elles grandeurs géométriques. On retrouve ces grandeurs sur chaque partie active des outils à plusieurs :~~:~~a::~aisage 8 p et f ne son! pas représentatifs de la passe globale. la figure 3 illustre tes
..
""" ,.,
"..
J.
/ ~
~
~
~:=-r J---
. =-.. -
...-,; / ~""
~
\
,-1-0
.
Figu'e 1. IMustralion des grandeurs cioérnaticp..Je et géométriques en tournage
1
1/ /
1
*=-lb
-t-
FIgure 2. rlustratiOn del'il grandeurs géométriques
86
~
"""""
i L
~1 1
1,
~
il /
" 1-
"
"
1
-
\
- } - - - -t- -
t
J
T
00_
Fq.xe 3. lllusImtioo des goandeurs géoméUiques
:.
Paramètres d'usinage (suite)
T
Grande urs géométriques et cinématiques de la coupe: symboles el lerminologie les symboles et unités suivants sonl issus de l'ISO (Organisation Intemationale de NOfTTIalisation) et de rAFNOA (Association Française de Normalisation) lorsqu'ils sont normalisés. Dans le cas contraire, ils sont issus des travaux du Cl AP (Collège International pour ,'Elude Scientifique des Techniques de Procluction Mécanique)ou simplement des documents industriels de référence utilisés dans la profession, Symboles
Unités
A"
mm'
Aire nominale de la section transversale de coupe
ISO 3002/3 el NF E 66-506
AutOI
mm'
Aire totale de la section trnnsvet'saIe de coupe (pIusietxs dents)
.
mm'
Aire de la section transversale de passe
,sa """"" ,sa 3OO2J3
mm
Engagement de coupe axial (en fraisage)
a,
mm
Engagement d'avance de ,'arête
'S03OO2l3
a,
mm
Engagement arrière de l'arête (profondeur de passe)
0503002J3
a,
mm
Engagement de coupe radial (efi fraisage)
b,
~
largeIX nominale de coupe
0s03002J3
d.
mm
Diamètre extérieur
ClAPA 401
d,
mm
Diamètre final
CIRPA202
d,
mm
Diéw'nètre interne
ClAP A 402
d"
mm
Diamètre après uslnage
ClAP A 201
f
mm/.
Avance par tour
IS03002J3
mm/O
Avance par tour pa.Jr une dent
,sa3002J3 ,sa JOO2/.3
A,
f,
...
mm
h.
mm
1
mm
L
mm
n
tr/min
Tonnes
Epaisseur moyenne de copeau : hu " A"I bD
--
Références
Epaisseur moyenne de copeau (efl fraisage)
Longueur totale usinée
ClRP A 205 CIAPG 114
FréQuence de rotation
CIRP B 104
Nombre de passes
QRPA204
Débit d'enlèvement de matière
ISO 300211 et NF E 66-502
n, a
cm'/min
v,
rrvmin
Vitesse de coupe ( par rapport à la pièce)
ISO 3002/1
v.
nvrnin
Vrtesse rést1tante de coupe (par rapport à la pièce)
ISO 3002/1
v,
mlmin
Vrtesse d'avance (par rapport à la pièce)
ISO 3002/1
v.
mlmin
Vitesse de ca.Jpe économique
CIRP G 106
v,
m1m~
Vitesse de coupe pour production maximale
CIAPG 108
w
km
Chemin parcouru par rOUliI
CIRPG 105
y
"'""'"'
Volume de métal enlevé
C IRPG 112
VoIlfl"IEI total de métal enlevé
ClAPG 113
Nombre de dents
ISO 3OO2J3
y
,
87
il
Paramètres d'usinage (suite)
T
3.1.2. Etude fonctionnelle de l'outil pendant son travail
. Intérêts de l'approche cinématique l 'étude fonctionnelle des angles de "outil doit se faire pendant son travail, par rapport à une référence représentative des conditions Cinématiques de l'usinage. les normes (NF E 66-502 el 66-503) proposent un plan de réfêrencedel'outil en travail défini, à ,'instant (t) perpendirulaire au vecteur vitesse résultante de coupe (Vel (figure 4.). Ce vecteur vitesse représente en effet à cet instant (t) la tangente à la trajectoire de "outil, donc la tangente à la matière usinée. Remarque: pour définir ensuite "outil étudié, en vue de sa fabrication et de son contrôle, il est nécessaire d'utiliser les références de l'outil "en maln". Les symboles et illustrations correspondants sont donnés dans les pages suivantes.
(P.J.
le vedeurV. (vitesse résullantedecoupe outiVpièce) est obteoo en composant le vecteur Vc (vitesse de coupe outiVpièce) avec le vecteur VI (vitesse d'avance outiV pièce). L'angle "Il est défini par la norme NF E 66502 poUr positionner V. par rapport à Vc (ne pas ronfondre avec le même symbole utilisé poulie rendement).
"
-Î
~-~ ---- '----
---
LI FIgu"e 4.
/
En usinage traditionnel, on retrouvera toujours ce modèle, où le mouvement de l'outil par rapport à la pièce est composé d'un mouvement d'avance et d'un mouvemenl de coupe.
IUustration du vectEu V.
Remarques: - La direction de Ve dépend du module de Veel de V" elle n'est donc pas forcément la même pour tous les points de l'arête prindpale de coupe. - En un point considéré de l'arêle, cette direction esl constante pour toute l'opération d'usinage dans le cas du Chariotage cylindrique et clans le cas du perçage (Yc::: cte et VI '" ete). - En un point considéré de l'arête, cette direction dépend du diamètre en dressage (Yc .. ete; VI '" cte; sur tour àCN, Vc ::: ete en dressage), elle dépend de la position angulaire de la dent en fraisage. . Principe général d'étude ou de choix d'un outil pour une opération d'usinage Deux cas peuvent se présenter : 1) Elude d'un outil spécial ou choix d'un outil parmi un catalogue :
1Etude de rotAll en travail, Il pMir des conditions de coupe
1 SB
A partir des angles de routil en main
1
~I
1
~ 1 ConditIons ~rnlles de ooupe 1 pot.I" des angles en bavai
Conversion des angles
1
·1
1
~I
travaiVmaîn
Conversion des angles
""""""'"
0éfiniI:i0n de foutil
",ma;,
1
Paramètres d'usinage (suite) . Grandeurs géométriques et cinématiques fondam entales pendant la coupe
Le point de départ de l'étude se situe dans le plan de travail Pfe (définition pages suivantes). Dans le cas général Pfe est équivalent à pt
~
~~~~~~~FvJ~.
(plan de travail conventionnel).
yf~ =~
le vecteur vitesse résultante de coupe Ve appartient à Pfe. La figure ci-contre met en évidence l'évolution entre les angles de définition de j'outil (en main) « f (dépouille) et li f (coupe) et les angles cor~ responclants en travail, respectivement « fe (dépouille) et Ô f e (coupe) . Ces angles sont reliés par la relation : 1Xj(} =
a, - TI
avec
n .: eretan -, f0
"fte = 'Yf - tj Ftgta"e 5. Etude de la
Nous constatons en particulier que rangle de coupe augmente d'autant plus que "angle de dépouille
diminue. Remarque : les autres angles de rootil subissef1t des variations mais ces variations restent infimes el n'ont que peu d'influence sur rusinage en travail de forme, en particulier en filetage, où le profil obtenu peut être légèrement modifié.
• Etude des principaux cas typiques - en tournage
C'est en dressage ou en tronçonnage, quand routîl travaille près du centre que les angles subissent le plus de variation, en particulier
.,
v.
Iorsque n (tr.min·1) et t (mm. trI) sont constants. Sur tour à commande numérique, il est possi-
ble de conserver les angles constants sur une partioo du dressage, en augmentant la fréquence de rotation, tout en conservant Vf oonstant, c'est-à-dire en diminuant f. Pour éviter le "talonnage", l'outil doit être réglé 8l.K.Iessous du centre.
Figure 6. Représentation d'un outil en dressage è. n II: cte, SlIr deux diamètres ditférents.
89
Paramètres d'usinage (suite)
T
- en fraisage Le problème de variation des angles. en fonction de la cinématique de l'usinage, se pose surtout en fraisage en bout. Considérons une dent et la largeur
de son liseré
~I · .
00
Suivanl la trajectoire de la dent en A , B, C, 0 , nous remarquons que la dépouille réelle diminue. Elle est minimale au point D. Ce point se situe dans le début de la portion de travail en avalant. Il est pratiquement situé sur t'axe de déplacement du centre de la fraise. F
re 7. Etude du frail;age en bout dans le plan PIe
C'est donc au point 0 que ta dépouille est minimale. En ce point, elle peut être négative el risque d'endommager "outil. Cette remarque est importante car c'est en ce point que le risque de talonnage est maximal. En pratique, ce risq ue est augmenté si: - le diamètre de la fraise est petit; - la dépouille est faible; - Je liseré est important; - l'av8llC€ est importante. Il est possible de verifier le risque de talonnage par la formule approchée suivante:
~ + -.L nD
D
Avec, en mm: 1 : largueur du liseré o : diamètre de la fraise fz : avance par dent
Remarques: Nous pouvons remarquer l'influence importante de ,,',,~mo, ~"",. ,''".'"" d" ,.,',"~, """""'",""' diamètres. Ceci justifie encore les COI'lditioos de coupe très particulières des fraises deux tailles. l 'avance est fonction du diamètre el de sa géométrie.
''''''.j."", d" "'".]
- en perçage Les problèmes sont systématiques au centre où la vitesse de coupe est très faible (la répartition vitesse est identique à celle du tournage dans le cas où n Cte, sur la figure 6.). il la forme partirulière du foret au centre (liaison entre les deux arêtes principales). Certains affûtages partiruliers (spiropointe) permettent d'améliorer les performances de ces outils.
=
~
Paramètres d'usinage (suite) • Eléments de l'outil : symboles et ter minologie Termes
Unitês
Références
A,
-
Face de dépouile principale
ISO 3002/1 et
A.
-
Face de dépouille secondaire
NF E 66-502
A,
-
Face de lXll.(le
P,
••
Plan de travail conventionnel
id.
p.
-
p.
-
Plan nQm1a1 il l'arêlll:!
P,
-
Plan orthogooaI à foutit
P,
-
Plan vers rarrière
P,
-
Plan de référence de ,'outil
p.
-
Plan de réléfenœ de ,'outil en travail
p.
Plan de travail eflectil Plan de mesure de /'usure
P,
-
Plan de l'airte de fowl
p.
-
Plan d'arête en travail
"
mm
Rayon de bec
"
-
S'
-
Arête oomplémentaire
".
,
Dépouille normale
,
DépouIlle orthogonale
Il.
,
Tai llant normal
Il.
,
Taillant 0I1h0g00aI
'. "X.
,
AN;je de ccupe normal
,
Angle de eoupe orthogooal
,
Angle de dreclion darête
,
Angle d'ioclinaioon d'arlite
Arête principale
S
" h,
Angle de poime
.-
•• •• •• •• •• •• •• •• •• Id.
•• •• •• •• ••
•• .•• •• ••
Définition s des plan s de l 'outil . Plans de l'outil en travail
Plan p.
- Plan de référence en travail, perpendiculaire au point considéré de l'élfête, à IadJrection de la vitesse résdtante de coupe, c'est-à-dire à la direction instan'ar;~~. mouvement réslitant du mouvement
et du mowement d'avance simultanés en ce
Plan p.
- Pland'arêteen travail , 18l1genl à l'éIfête, au point considéré, et perpendiculaire au plan de référence en travail Pre. Ce plan oonlienlla direction de la vitesse résultante de coupe.
Plan p.
- Plan de trava~ , contenant la direction de la vitesse de coupe et la direction de la vitesse c!'avanœ au point oonsidéré de l'arête. ce pIM est perpendiaJaire au plan de rt:férerœ en lravail Pre.
PlanP III
- Plan vers t'amère erJ travail, perpendiculaire au plan de référence erJ travail Pre et au plan de travail Pie, au point COf1sidéré de "arëte.
9'
[ri
Paramètres d'usinage (suite)
T
- Plans de l'outil en main Plan P,
Plan de référence de rootil , passant par le point CO"ISidéré de ,'arête et Ca'lterJa1t "axe de routil (pour !XI outil tournant) ou plan pa-allèle au plan de bascsetVanl de face d'appui au corps de foutil (pax un outil dassique).
Plan P,
Plan !tarele de "wtil , langent à l'arête, au point coosidéré. et perpendiculaire au plan de référence de ,'outil Pr.
Plan Pt
Plan de Iravail corwootionncl, perpendiculaire au plan de référence de ,'outil Pr. au point considéré de l'arête, el parallèle à la ' direction supposée d'avance' de l'outil.
Plan Pp
Plan vers l'arrière de 1'0.1\11, perpendiculaire au plan de référence de ,'outil Pr et au plan de travail conventionnel pt, au point considêré de l'arête.
Remarque: les pI
• Définitions des angles de ,'outil • Angles des faces Angle a
Angle de dépouille : aigu entre la face de dépouille Aaelle plan d'arête Ps (Pse).
Angle 13
lv'ge de taillant : aigu entre la face de coupe Ay et la lace de dépoUlie An
Angle,
Angle de coupe : aigu entre la lace de coupe Ay et la plan CIe rélérence pr(Pre). (u+ fi + y '" 90")
- Angles de l'arête
x.. :
Angles X. (x..)
Angle de direction d'arête de l'outil x,. ou angle de direction d'arête en travail angle aigu mesuré dans le plan de rélérence Pr (Pre) entre le plan d'arête Ps (Pse) el le plan de travail pt (Pie) .
(>oJ
Angle d'inclinaison d'arête de l'culil " . ou angle d'inclinaison d'a-ête en travail )~: angle aigu mesuré dans le plan d'arête Ps (Pse) entre l'arête elle plan de rét'érence Pr (Pre).
Angles
~
• Définitions des p la ns de section n écessaires pour déf inir a,
(3 . et Y
Plan Po (P.J
PIM orthogonal de routil (orthogonal en travail), plan perpendiculaire au plan de référence Pr (pre) el au plan d'arête de Ps (?se), au point considéré de t'arête.
Plan p" (P..>
Plan normal à l'arête, plan perpendiculaire à l'arête au point considéré (Pn =' p ne)
Plan PI (Plo)
Plan de travail conventiomcl (plan de travail Pie).
Plan Pp(P",,1
Plan vers rarrière de l'outil (plan vers rarrière en travail Ppe).
Remarques: un seU plan de sec!ion est nécessaire pour définir a, ~ et T . donc pour pOSilionner Au et Ar. Par exemple Pn (Pne) pour an , /3rI et yI'\. Les pI.ans Po (pne) et PI (PIe) facilitent la définition de t'rut~ en travail. Las PMS Po et Pn faci4itenl la définition de l'outil en vue de sa labrication (en main).
92
Paramètres d'usinage (suite)
T
NF E 66-502
• Illustration des éléments de "outil : arêtes de la partie active Outil de tournage
Fraise deux tailles
Alésage .... ""' ";1
A
A
A-A
Forel Face dt dêpoUIe
.....
~s
Paramètres d'usinage (suite)
NF E 66-502
• Illustration des plans et des angles: cas de "outil à charioter droit
Section F·F (PO)
Section N·N 'el
..,
VueR
Section pop ,..",
R
V~S
VueR ..\Ille poH"I ~ê Ile
rarOle lu le bec:cr~~
Point C<><8déré
.de twMe
"
Î
Remarque : la norme NF E 66-502 propose
l..Wlil
COfWe
T
Paramètres d'usinage (suite)
T
NF E 66-502
• Illustration des plans et des angles: cas du foret hélicoïdal
, "'" ..-
RI
VucP
~_ ,~~œ~ VueF
'' '
-
-
A
F
VueN
""
,
\
Rem.que : la norme NF E 66-502 ~ U')fl COI"MlI'Ition de signe pour y et pou Js. Celle convention est identique à celle de l'outil à chatioterdroit.
Paramètres d'usinage (suite)
NF E 6&502
• Illustratio n des p lans et des angles: cas d e la fraise à surfacer
Section N·N
''' '' Intersection de Pn et p,
Section p.p
,Pp,
Vue sur
~
plan de référence de j'outil , ~,
Section 0.0
''''' Section F-F
'''
...,l; ·
InIersecllort de Po el Pr
Lf :~~--_ ...... l'
of
Aa
,
Remlll'q~ :
la norme NF E 66-502 propose une convenlion de signe pour y el pour celle de l'outil à charioter droit.
)$.
CetIe convention est Identique à
T
Paramètres d'usinage (suite)
NF E 66-502
[il
T
• Influence des principaux paramètres de coupe sur la rugosité en toumage - Bilan de "influence des paramètres cinématiques et géométriques Paramètre considéré
1l
8
• •c
~
Profondet.K de passe
Pratiquement nuite
EVÎter les profondeurs de passe trop faibles
lubrification
l ub.
Amélioration sensible pour vitesse
Vitesse de coupe
/
Vitesse /
0
~ c
8
Avance
5
Angle de coupe de "outil
Usure de J'outil
Avance/ / / Rayon
Rayon de bec
0
Remarque
Influence
Angle
Usure
/
Rugosité " "
Rugosité " "
< 6Om/min
Au delà de 200 mlmÎn. stabilisation de la rugosité
Rugosité / Voir diagramme page suivante Rugosité " "
Rugosité " "
Surtout dans le cas des nonferreux à copeaux longs
RugOSité /
. Bilan des principales actions qui améliorent notablement la rugo sité en tournage O'après
~
-
document du CETlM
Action
+~inage • X "
" ~
Augmenter la vitesse de coupe
Augmenter l'angle de coupe
Améliorer la finition de l'outil
Lubrifier ou
améliorer la lubrification
FlIlition
m
~
0
Diminuer
Oe ,'avance
Finition
moyenne Ra>2f.1 m Finition
,•
.-S.o"
Ra<4t m
°il moyenne Ra>2f.lm Ordre des priorités
à respecter : 1i
ZO) -
31 t
~CIU" : dans
le caae de l'~misation des oonditions de coupe en finition, c'est l'action sur le rayon du bec cie ,'outil r • et sur l'avanœ t qli pem1fltlent la maÎbise de la rugositè.
97
Paramètres d'usinage (suite)
NF E 66 • 502
llII1I =
T
- Innuence de ,'avance f et du rayon de bec l'f: sur la rugosité en t0t.Wnag8: choix des conditions de coupe Comme il est défini
à la page précédente. en finition, l'état de surface dépend principalement de ,'avance ct
du rayon de bec de ,'outil. Le choix de "outil et des conditions de coupe doit donctenir oompte de ces influences. La rugosité théorique peut être déterminée à partir du
profil géométrique idéal donné par la figure cj..çont(e. Sile rayoo de la plaquette est grand devant l'avance,
la hauteur maximale du profil de rugosité Rt est donnée par : ~m
.m-+__ At :: 125 -~
"
f
~
i
Remarque : la rugosité réellement obtenue est d'aulanl plus proche de cette rugosité théorique que les autres conditions de coupe sont optimisées, que "outil (usure) ~ dans un bon état géométrique et que la rigidité piècelouti V machine est bome.
Profondeur de rugosité At et rugosité arithmétique Ra, théoriques, en fonctÎOn de l'avance et du rayon de pointe. (d'après un document SPI<)
Utilisation du diagramme 1. Situer horizontalement la valeur de la rugosité maximale admissible.
2. Siluer verticalement
,'avance d10îsie (géométrie de coupe de la plaquette, optimisation. ,.).
3. L'intersection de ces deux droites se situe entre deux courbes. Prendre la valeur de rayon de n: sur la courbe supérieure. Si cette valeur n'est pas disponible ou si rt est im· posé, prendre la valeur de r E la plus grande possible et rechercher la valeur de l'avance maximale admissible.
98
Ra
At
oourbes théoriques
Paramètres d'usinage (suite)
~
NF E 66-502
• Influence des principaux paramètres de coupe sur la rugosité en fraisage • Précision et rugosité obtenues en fonction du type d'outil et du type de travail
1
1
RI
Valeurs usuelles
w
I
13
Qualité
Ra
"m "m
Monobloc
de profil
ARS carbure
en bout
0
::>
~
w
Fraises à
de profil
plaquettes
en bout
8
12 11
10
50
30
16
9
4,5
2,5 1,25
12,5
6,3
3,2
1,6
0,8
0,4
9
7
6
6
5
0,2
1 1
1
1
z
0
" Z
ü:
Monobloc ARS carbure Fraises à plaquettes
Finition radeuse
de profil
'" bout
en profil en boul (en bout)
1 1
1
L
1
1
1
Remarquel : les valeurs ci-dessus ne 5001
Défauts de forme liés au type de travail
En fraisage de profil (en rOlllant) on obtient théoriquement une surface ondulée où la profondeur de la rugosité ou de l'ondulation dépend géométriquement du diamètre de ta fraise, de ravance par dent, du mode de fraisage et du saut radial de la fraise. En fraisage en bout (travail d'enveloppe) on obtient théoriquement une surface striée et bombée. La profondeur des stries dépet1d de la géométrie de pointe de l'outil. La largeur est liée à l'avance par denl et au rayon de bec ou à l'angle de pointe. Des phénomènes parasiles comme les battements axial et radial (voile et faux rond de la fraise) amplifient les défauts de rugosité et d'ondulation. Réduction des défallls, dépinçage de la broche Deux cas peuvent se présenter : . la fraise est parfaite et le rayon de bec est très faible; la surface est bombée el les trails sont croisées : il faut relever la valeur de la flèdle el corriger d'une flèche de dépinçage équivalente . . La fraise préSet1le un battement axial (voile) ou des dents basses; la surface esl ondulée et présente des traits croisés irrégulièrement : il faut relever le battement ou le décalage et corriger d'une flèche de dépinçage équivaJenlecompatible avec la taérance de planéité. La surface sera concave, la rugosilésera améliorée, la longueur de passe sera limitée à la longueur de la pièce.
9!
Paramètres d'usinage (suite)
Ii i]
NF E 66 - 502
T
• Influence des principaux paramètres de coupe sur la rugosité en fraisage • Bilan de "influence des paramètres cinematiques et géométriques en fraisage en bout
Paramètre considéré
Remarque
Influence
Pincement de la broche
Pincement/
Battement
Rugosité
Battement /
Géométrie de pointe
/
- ",yon
Rayon
- facette
largeur / de facette
Avance
Avance
Vitesse de coupe
Vitesse
Usure
Usure de "outil
Concavité /
Rugosité Rugosite
/
Rugosité
/ /
Rugosité
/ '\..
'"
/ '\..
Rugosité /
Généralement négligeable par
rapport aux autres paramètres Paramètre important
Meilleurs résultats avec les outits à facettes
Influence importante surtout pour les plaquettes à rayons
La vitesse est ètroitemenlliée à ,'usure de ,'oolil Une augmentation de la vitesse entraîne une usure rapide
_Bilan des prinCipales actions qui améliorent notablement la rugosité en fraisage
--
D'après un ôeJcur'rlent dl CETlM
Diminuer l'avance
Action
w °
~iï
Augmenter la vitesse de coupe
ou
Augmenter la précision de position
la finition de l'outil
améliorer la lubrification
Fraisage
en roulant
;=~
"cr °w u
'"
Fraisage
en bout
~
;=
°"
Fralsage en bout
Ordre des priorités à respeder : 1
0 )
2")
3")
t
Remarque : en fraisage ~ esl essentiel d'apporter tout d'abord une atlention particu~8"e à la rigidilé dE! rensemble outiVpièœI machine el à la précision de position des denl!'i CIe routil. Ensuite, raclion s.... 1a géométrie de l'outil el sur l'avance par det'Ir h: permet100t de maitriser la rugo&ité.
100
