Rapport Fabrication mécanique

Rapport de fabrication mécanique

Sommaire…………………………………………………...1 Généralité sur l’usinage…………………………………...2 Procédés de fabrication mécanique……………………....2 Définition………………………………………………………….2 Types des procédés de fabrication mécanique…………………….3 Le tournage………………………………………………………...3 Schéma complet d’un tour…………………………………….......4 Différentes formes réalisées par un tour…………………………..7 Conditions de coupe……………………………………………….8 Les plaquettes d’outils…………………………………………......9 Les différentes formes de plaquettes………………………………9 Le fraisage………………………………………………………...11 Les types de fraiseuses……………………………………………12 Fraiseuses horizontales et verticales……………………………....12 Mode d’action de la fraise…………………………………………12 Types d’opérations de fraisage…………………………………….14

Machine outil à commande numérique………………......16 Introduction ………………………………………………………..16 Intérêts des MOCN…………………………………………………17 Les tours à commande numérique………………………………….17

Conclusion………………………………………………….18

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Généralité sur l’usinage L’usinage par enlèvement de matière est le moyen le plus fiable pour obtenir des pièces de précision, à partir de pièces moulées, extrudées ou forgées. Le procédé est, par contre, coûteux (machine, outils, hommes qualifiés) et relativement lent. C’est pourquoi on essaye d’obtenir maintenant des pièces de moulage ne nécessitant pas d’usinage. Cela est possible avec le plastique ou le Zamac (Zn, Al, Mg), mais les qualités techniques : résistance à la chaleur ou limite élastique sont encore loin d’égaler celles de l’acier ou des alliages d’aluminium. Actuellement parmi tous les axes de recherche en fabrication, on peut en citer deux : l’UGV (ou usinage à grande vitesse) et les machines à axes parallèles qui offrent une grande mobilité de la tête d’usinage. • Avec le travail à grande vitesse, la machine-outil passe à la vitesse supérieure. La pièce usinée par UGV est d'une précision supérieure. Tout d'abord, les efforts de coupe sont réduits. Donc, la pièce subit moins de déformation. Ensuite, les calories sont dissipées dans les copeaux avant d'avoir le temps de pénétrer dans la pièce. Moins sollicitée en température, la pièce conserve sa stabilité dimensionnelle originelle. L'état de surface de la pièce à usiner est amélioré par l'écoulement plastique du matériau dans la zone de cisaillement. L'augmentation du débit des copeaux autorise une meilleure productivité, qui peut être multipliée par un facteur de 3 à 10. Enfin, l'UGV autorise l'usinage de pièces qu'il était impossible d'usiner auparavant avec les moyens conventionnels (comme les voiles minces en aéronautique, par exemple). • Après avoir développé l'usinage à grande vitesse (UGV), les industriels se concentrent aujourd'hui sur le travail à grande vitesse. Avec l'apparition de l'UGV, le secteur de la machine-outil a tourné une page de son histoire et entamé une irréversible évolution. Les pièces sont désormais usinées très rapidement, avec une précision toujours croissante. Seulement, l'usinage ne représente que 15 % du temps du cycle total de production. Changement d'outils, acheminement de la pièce, positionnement broche/outil, évacuation de la pièce, etc. Pour une performance maximale, le centre d'usinage doit prendre en compte, non seulement le temps d'usinage proprement dit (temps copeau), mais également - et surtout - le temps hors usinage, qui représente à lui seul les 85 % restants du temps du cycle total de production. Aujourd'hui, l'UGV a laissé la place au travail à grande vitesse dans la liste des priorités des constructeurs de machines-outils.

Procédés de fabrication mécanique Définition : Ensemble de techniques visant l'obtention d'une pièce ou d'un objet par transformation de matière brute. Obtenir la pièce désirée nécessite parfois l'utilisation successive de différents procédés de fabrication. Ces procédés de fabrication font partie de la construction mécanique. Les techniques d’assemblage ne font pas partie des procédés de fabrication, elles interviennent une fois que les différentes pièces ont été fabriquées.

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Types des procédés de fabrication mécanique LE TOURNAGE : Le tournage, comme son nom l'indique, concerne un mouvement de rotation. La technique du tournage consiste donc à faire tourner la pièce à usiner autour d'un axe défini. Cet axe est celui de la broche du tour. La pièce à usiner est solidaire de cette broche, le moyen de préhension peut être un mandrin ou tout autre principe de serrage. La machine utilisée est nommée "tour". Le but du tournage est de réaliser des formes de révolution tels que cylindres, cônes, tores et autres formes de révolution complexes. Le tournage est une discipline un peu particulière dans le domaine de l'usinage car c'est la seule pour laquelle on a à la fois : Une pièce mobile Un outil à dent unique Une coupe continue (la matière défile en continu sur la face de coupe de l'outil) Ces spécificités en font une discipline un peu plus difficile que les autres lorsqu'on s'intéresse à la durée de vie des outils. Le principe du tournage est le suivant : la pièce est solidaire d'une broche tournante (donc elle tourne) et l'outil se déplace dans un plan. La trajectoire de l'outil dans son plan d'évolution donne la génératrice de la pièce de révolution.

➢ Schéma complet d’un tour

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Il existe plusieurs types dont les principaux sont : Tour semi-automatique : exécution des pièces en série, chaque outil réalisant une opération sur la pièce, contrôle du déplacement par butée. Tour automatique : exécution de pièces en grande série ; l’opérateur n’intervient que pour le réglage de la machine, pour l’alimentation en matière et le contrôle des pièces. Tour à commande numérique : pour les pièces de très grandes séries

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a- Le tour parallèle conventionnel : Cette machine sert principalement à usiner des pièces de révolution. La pièce est fixée dans le mandrin. Celui-ci est mis en rotation par le moteur de broche. L’outil suit une trajectoire qui interfère avec la pièce. L’outil est muni d’une arête coupante, il en résulte un enlèvement de matière. Ces petits éléments de matière sont appelés les copeaux.

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b- Le tour revolver et Cri-Dan : Les tours revolver et la Cri-Dan sont des machines spéciales, ils sont installés pour les travaux de filetage des arbres des colonnes et les arbres de têtes.

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➢ Différentes formes réalisées avec un tour

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➢ Conditions de coupe : Vitesse de coupe : En tournage, la vitesse de coupe est la vitesse circonférentielle de la pièce à usiner, on la calcule au moyen de la formule suivante:

n: fréquence de broche en tours/min Vc: vitesse de coupe en m/min D: diamètre usiné en m

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➢ Les plaquettes d’outils: Les outils les plus répandus sont constitués d’une plaquette amovible montée sur un corps d’outil. Les plaquettes: Les formes de la plaquette définissent les angles β, εr et le rayon de bec rε .Pour une meilleure résistance de la Plaquette, le rayon de bec rε et les angles β et εr Seront maximum.

➢ Les différentes formes de plaquettes:

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Vitesses de coupe indicatives pour un outil en acier rapide: - aciers courants: 20 à 25 m/min en ébauche 25 à 30 m/min en finition - fontes grises 18 m/min - cuivre 35 m/min - aluminium et alliages 80 m/min - bronzes et laitons 40 m/min Pour le tronçonnage, le rainurage et l’alésage réduire la vitesse d’un tiers.

Vitesses de coupe indicatives pour un outil carbure: - de 80 à 1000 m/min (on devra limiter la vitesse de coupe à 140 m/min environ à Cause du manque de puissance et de rigidité de nos machines universelles). D: diamètre usiné en m Vitesses d’avance: f est exprimé en mm/tour de broche. Valeurs indicatives: - pour un outil en acier rapide: 0,1 à 0,3 en ébauche 0,05 à 0,2 en finition - pour un outil carbure: 0,2 à 0,4 en ébauche 0,1 à 0,2 en finition.

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LE FRAISAGE :

Le Fraisage est un procédé d'usinage par enlèvement de matière. Il se caractérise par le recours à une machine-outil : la fraiseuse. L'outil classiquement utilisé est la fraise. En fraisage, l'enlèvement de matière - sous forme de copeaux - résulte de la combinaison de deux mouvements : rotation de l'outil de coupe d'une part, et avance de la pièce à usiner d'autre part. La fraiseuse est particulièrement adaptée à l'usinage de pièces prismatiques et permet également, de réaliser tout type de formes mêmes complexes. Les fraiseuses actuelles sont fréquemment automatisées. Dans l'industrie, les ouvriers fraiseurs qualifiés effectuent fréquemment des travaux de tournage complémentaires.

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Les types de fraiseuses : ➢ Fraiseuse horizontales et verticales

➢ Mode d'action de la fraise : D'autre part, le fraisage peut s'effectuer: en opposition : l'effort de coupe tangentiel de la fraise s'oppose à l'avance de la pièce à fraiser (à mettre en œuvre sur machine conventionnelle afin de neutraliser les jeux de transmission de mouvement). en concordance (dit « en avalant ») : l'effort de coupe tangentiel accompagne la pièce à fraiser dans son déplacement : c'est la méthode utilisée sur les machine à Cde Numérique (pas de jeu à compenser grâce au vis à billes).

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➢ Types d’opérations de fraisage:

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Machine à commande numérique Introduction : Une Machine Outil à Commande Numérique (MOCN) est une machine d'usinage à cycle automatique programmable. Le terme "commande numérique" est générique et a été retenue parce que la machine est commandée par des "consignes" numériques fournies par un calculateur. En d'autres termes, on peut dire que les organes mobiles de la machine sont motorisés et qu'un automatisme assure la commande et dans la plupart des cas le contrôle de la position et/ou de la vitesse. Ce type de machine se compose ainsi de deux parties complémentaires :  La partie opérative (c'est la machine-outil : elle agit directement sur le produit à réaliser).  La partie commande (c'est la commande numérique : elle permet d'élaborer des ordres en fonction des consignes et des comptesrendus).

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Intérêts des MOCN D’une manière générale, l’utilisation d’une MOCN présente un certain nombre d’avantage : ✔ Une MOCN facilite l’usinage de formes complexes. De nombreuses opérations peuvent être exécutées en travail d’enveloppe, ce qui limite le nombre des outils de forme ou des outillages spécifiques. ✔ Elle permet de diminuer les temps d’usinage (optimisation des conditions de coupe) et les temps morts (vitesses des déplacements élevées, temps de changements d’outils réduits). ✔ La qualité du produit augmente (meilleure précision dimensionnelle et meilleur état de surface). ✔ Elle permet de réduire les délais et le temps de changement de série (réactivité de l’entreprise).

Les tours à commande numérique Le tour à commande numérique (ou tour CN) permet donc l’usinage de grande précision de pièce cylindrique. L’usinage sur un tour à commande numérique permet donc de travailler une pièce suivant deux axes : – un axe Z, axe horizontal, c’est l’axe de la broche

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un axe X, axe verticale, permettant par exemple de jouer sur le diamètre d’une pièce.

Conclusion Dans Ce TP, nous avons pu voir de plus près les outils de mesure dans la mécanique et les différentes machines d’usinage soit manuelle et numérique voir l’importance de la précision dimensionnelle dans ce domaine. On a vu aussi de plus près la démarche productique, qui nécessite beaucoup de réglages avant de lancer la production, afin de répondre conformément aux besoins déclaré dans le cahier des charges. Dans l’industrie, les machines à commande numérique sont essentiellement utilisées pour la production de pièces en moyenne ou grande série car le coût de mise en œuvre et de programmation est élevé.

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