06-usinage (1dpp)

cole de technologie suprieureGnie de la production automatiseRoland Maranzana

GPA-210, lments de fabrication mcanique

GPA-210 lments de fabrication mcanique

Plan du cours

Dessin industriel: Un rappel Tolrances dimensionnelles et Ajustements Tolrances gomtriques tats de surfaces Cotation fonctionnelle Cotation au maximum de matire Procds d'obtention des pices brutes Procds d'usinage Isostatisme Transferts de cotes et d'orientation Rdaction de gammes dusinage



Plan du chapitre

Introduction aux procds par enlvement de matire Usinage : les machines outils :

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

Conclusion



Procds par enlvement de matire introduction

Beaucoup de pices produites par moulage, forgeage, laminage, etc ncessitent des oprations complmentaires pour tre utilisables.

Procds par enlvement de matire : Usinage

But : prcision dimensionnelle et gomtrique Interchangeabilit

Il sagit de bien choisir quest-ce quon obtient par usinage, ou par moulage, formage, etc



Procds dusinage

Enlvement de matire Par dcoupage poinonnage, cisaillage, laser, jet deau abrasif Par copeaux usinage (perage, tournage, fraisage, etc) Par abrasion meulage, rectification, rodage, polissage Non traditionnel lectrique, chimique, optique

Avantages de lusinage : Profils internes, externes pas possibles en formage, moulage Reprise aprs traitement thermique Plus conomique Prcision

Inconvnients : Perte de matire Demande plus dnergie et de temps que le formage, le moulage rduire les oprations dusinage au maximum



Procds dusinage

Dcoupage, poinonnage :



Procds dusinage

a) Poinonnageb) Dcoupagec) Crevaged) Encochagee) Grignotagef) Arasageg) Dtourage

rtsp://srvmedia1.cslaval.qc.ca/CDP/H264/sciage_Gr.mov

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

http://www.youtube.com/watch?v=q5Wlr6Co5SI



Procds dusinage

lectro-rosion :

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

http://www.youtube.com/watch?v=q4FinKsDfww



Usinage : les machines-outils (MO)

But : gnrer des surfaces lmentaires Principe : enlvement du mtal sous forme de copeaux Fonctions principales dune machine-outil :

Supporter les outils et les pices positionnement et maintien

Assurer un dplacement entre les outils et les pices : Mouvement de coupe Mc (vitesse Vc) Mouvement davance Ma (vitesse Va) Vc >> Va

Caractristiques principales : Espace de travail utile Puissance utile (vitesse, couple) Prcision (rigidit de la structure, guidage, stabilit thermique, vibrations, usure ) Cot de fonctionnement




Influence de langle de coupe : Avantages de Ngatif : Amliore la

rsistance de larte de coupe Inconvnients de Ngatif : augmente

les forces de coupe dformation de la pice lorsque lpaisseur de matire est faible

(source : Catalogue Stellram pour les outils de tournage)




La profondeur de passe est limite par : Limite suprieure :

La puissance de la machine-outil La rigidit de la pice et de loutil (efforts de coupe) Autres : nature du matriau usiner, gomtrie de loutil

Limite infrieure (copeau minimum) : Finesse de larte tranchante (r) La forme du bec de loutil Autres : nature du matriau usiner et ltat de la machine

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

,



Les matriaux pour les outils

Tableau page 146 des notes de coursC:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\outils_de_coupe.VOB



Usinage : les perceuses

Les perceuses : Mc : mouvement de rotation de loutil Ma : mouvement linaire de loutil

Ma

PiceCopeau

Mc

Calcul des vitesses de coupe : page 155 :

Avance de coupe : page 157 :



Usinage : les perceuses (suite)

Genres : Sensitive : le mouvement davance (Ma) est contrl manuellement A colonne : plus puissante et performante, pour pices de grandes

dimensions (grande hauteur de colonne) A ttes multiples : tout sur un bti Radiale : pour pices volumineuses Multi-broches : jusqu 20 outils simultans

Caractristiques : Machine de base : simple, pas chre Pour surface de rvolution : perage, lamage, chanfrein, taraudage,

finition lalsoir, chambrage Prcision moyenne (qualit 10-11 ISO)

Ma

Pice Copeau

Mc



Usinage : la perceuse sensitive

Socle

Table

Foret

Manette davance

Mandrin

Nez de broche

Poulies tages

Moteur

Socle

Table

Mandrin

Nez de broche

Manette davance

Carter (Poulies tages)

Moteur

Colonne

Perceuse sensitive dtabli, Avance manuellehttp://www2.cslaval.qc.ca/star/IMG/mov/841-h.mov



Usinage : la perceuse colonne

Utilisable pour des pices de grandes dimensions, grce la grande hauteur de colonne



Usinage : la perceuse radiale

Pour pices de grandes dimensions

La broche est monte sur un chariot coulissant le long d'un bras pouvant pivoter avec la colonne comme axe.

Avance automatique



Usinage : la perceuse multibroches

Travaux de petite srie Pices avec un grand nombre de

trous par face



Forts centrer

2 types dutilisation Pour percer un trou avant de tourner une pice dans un tour contre-

pointe Pour percer un trou de centrage afin de guider le perage dun trou de

diamtre important



Usinage : les fraiseuses

Genres : Fraiseuse doutillage tte universelle :

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

Caractristiques : Permet des travaux extrmement varis Capacit variable, mais pas pour des trs grandes pices Bonne prcision (qualit 7-8 ISO) Usinage de plusieurs surfaces simultanment (train de fraises) Possibilit de reproduction Automatisation de cycle (carr, cubique)



Usinage : Fraiseuse horizontales et verticales



Usinage : fraiseuses

Fraisage par reproduction :



Usinage : fraiseuses

Fraiseuses 4 axes 3 translations x,y,z 1 rotation

Fraiseuses 5 axes 3 translations x,y,z 2 rotations

pour pices complexes Commandes numriques

Fraiseuse 5 axes



Types doprations de fraisage



Les outils de fraisage



Les outils de fraisage

Avantages InconvnientsPlaquettesVitesse de coupe maximale Cot initial levPas besoin de raffter Moins de lvresRayon de coin prcis Demande plus de

puissance et rigiditCarbure taill dans la masseRigidit (contrle de la dflection latrale)

Cot lev

Vitesse de coupe leve Coteux raffterLongue dure de vie Diamtre change

aprs lorsque raffter

Acier rapide (HSS)Versatilit Diamtre change

aprs lorsque raffter

Economique Vitesse de coupe limite

Rafftage conomique Moins rigide C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\Rim-SLC-DMU60T-0.m

C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\nc_milling.vob



Usinage : les tours

Mc : mouvement de rotation pice Va : mouvement davance linaire de loutil

Tournage avec outil arte unique



Usinage : les tours

Genres : Tour parallle (doutilleur) Tour rvolver (plusieurs outils, (semi-)automatique) Tour reproduire : pour surface de rvolution gnratrice spciale Tour verticale : pour pices volumineuse Tour multibroche

Caractristiques Toute surface de rvolution Surfaces usines intrieures/extrieures Filetage et taraudage Capacit variable (passage sur banc distance entre points) Bonne prcision (qualit 6-7 ISO) Machine de production conomique



Usinage : les tours

(a) alsage (b) perage dressage

(d) chariotage

(e) Dfonage (cration dune

gorge)

(f) copiage

Usinage de formes

(g) filetage



Usinage : les tours

C:\gilles\enseignement\GPA210\Cours8\videos\tournage.avi



Usinage : les alseuses

Alsage : mise au diamtre prcis d'un trou dj existant Les alseuses :

Mc : rotation outil Ma : linaire pice (outil)

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

Caractristiques : Formes de rvolution intrieures Grande dimension Trs bonne tolrance dimensionnelle Peut tre utilise en fraiseuse (alseuse-fraiseuse)

Mc

Ma



Usinage : les alseuses



Usinage les scies

Les scies Mc : mouvement linaire, rotation outil Ma : mouvement linaire, quelconque pice/outil

Genres ruban Alternatives Circulaires

Caractristiques Machine simple, pas chre Pour toutes surfaces rgles Usinage intrieur soudage ruban Prcision moyenne (qualit 10-20 ISO)

McPice

Outil

Ma

Pice

OutilMc

Ma



Usinage les scieshttp://www2.cslaval.qc.ca/star/IMG/mov/843-h.mov

http://www.youtube.com/watch?v=dhmJfQPpPXc



Usinage les scies



Usinage les brocheuses

Les brocheuses Mc : linaire outil Ma :

Genres : Verticales Horizontales

Caractristiques : Usinage bauche-finition en une seule fois Outil trs cher, sauf lorsque la broche est standard (clavettes, etc) Trs bonne productivit Pour grandes sries Mouvement hydraulique Bonne qualit Machine simple

Outil

PiceMc

Brochage intrieur

Outil

Pice

Brochage extrieur

Mc



Usinage les brocheuses verticales



Usinage les broches




Formes obtenues par brochage intrieur

Formes obtenues par brochage extrieur

http://www.youtube.com/watch?v=7fQBaUAMh2g



La rectification plane

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

http://www.youtube.com/watch?v=zIcya6xg7f8



Usinage : la dcoupe laser

La dcoupe laser : laser avanant paralllement la surface usine Genres : trajectoire laser 2D et 3D

2D

3D



Usinage : la dcoupe laser

Caractristiques : Trs grande productivit : vitesse davance jusqu 15 m/min paisseur de dcoupe jusqu 25 mm (puissance de 4 kW environ) Pour tles de trs grande dimension Dcoupe de tubes section carr et cylindrique IT de environ 0.2 mm pour une tle mince



Usinage les machines-outils

Conclusion : Grand nombre de types de M.O. Pour un type donn, les caractristiques suivantes sont variables

: Puissance Vitesse de coupe, avance Capacit dimensionnelle Prcision gomtrique et dimensionnelle Productivit Cot dachat Cot dexploitation

Le nombre de facteurs intervenant dans le choix dune M.O. est trs lev

06-usinage (1dpp)

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