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GPA-210 Éléments de fabrication mécanique

Plan du cours

� Dessin industriel: Un rappel� Tolérances dimensionnelles et Ajustements� Tolérances géométriques� États de surfaces

Cotation fonctionnelle

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� Cotation fonctionnelle� Cotation au maximum de matière� Procédés d'obtention des pièces brutes� Procédés d'usinage� Isostatisme� Transferts de cotes et d'orientation� Rédaction de gammes d’usinage

I. Dessin Industriel: Un rappel

Plan du chapitre� Définition� Symboles isostatiques� Mise en position isostatiques de base

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Introduction

� Définition: Isostatisme signifie même état statique ou retrouver le même état statique

� Pour respecter les spécifications dimensionnelles et géométriques des plans de définition en usinage en série, il faut positionner de manière identique et précise les pièces sur les machines

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� Lors de l’usinage, chaque pièce est montée, démontée de nombreuses fois. Il faut être en mesure de la repositionner avec précision à chaque fois.

� L’agent des méthodes fait appel à l’isostatisme pour assurer cette mise en position rigoureuse des pièces lors de l’usinage

Introduction

� Le positionnement isostatique d’une pièce est défini à partir des éléments suivants :� la cotation� la géométrie de la pièce� les usinages réalisés et à réaliser� le maintien de la pièce (Serrage)

� Des modèles d’isostatisme de base sont présentés sur des

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� Des modèles d’isostatisme de base sont présentés sur des formes géométriques simples:� Le cylindre court� Le cylindre long� Le parallélépipède rectangle

� La définition d’un isostatisme puis la réalisation du montage d’usinage font appel à beaucoup de jugement (expérience).

Introduction

� Un corps rigide libre dans l’espace à six degrés de liberté � 3 translations� 3 rotations

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Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer:� Translation en Z

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Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation en Y

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� Rotation en Y

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation autour de Y

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� Rotation autour de Y� Rotation en X

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation autour de Y

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� Rotation autour de Y� Rotation en X� Translation en X

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation autour de Y

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� Rotation autour de Y� Rotation en X� Translation en X� Rotation en Z

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation autour de Y

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� Rotation autour de Y� Rotation en X� Translation en X� Rotation en Z� Translation en Y

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Supprimer: � Translation en Z� Rotation autour de Y

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� Rotation autour de Y� Rotation en X� Translation en X� Rotation en Z� Translation en Y

Degrés de liberté

� Suppression des degrés de liberté� Une liaison par degré

de liberté à supprimer

� Autres solutions possibles

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Symbolisation des liaisons isostatiques

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Note: Le symbole a la même représentation dans les projections Vues ou Cachées

* Pas à l’examen!

Mise en position isostatique de base

� Le cylindre court� Applicable au solide de révolution court

� Appui plan� Sur une grande surface plane� Plan -> 3 points -> 3 liaisons

-> 3 DL supprimées

D

L

Centrage court: D > L

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� Centrage court� Sur une surface cylindrique

de grand diamètre, de faible longueur� -> 2 DL supprimées

� Buté ou localisation� Une surface quelconque� -> 1 DL supprimée

Mise en position isostatique de base

� Le cylindre long� Applicable au solide de révolution long� Centrage long

� Sur une surface cylindriquede grande longueur

� -> 4 DL supprimées

Buté ou localisation

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� Buté ou localisation� Une surface normale à l’axe de

la surface cylindrique� -> 1 DL supprimée

� Buté ou localisation (éventuellement)� Une surface quelconque� -> 1 DL supprimée

Mise en position isostatique de base

� Mise en position Plan/Ligne/Point� Applicable au solide prismatique

� Appui plan� Sur une grande surface plane� Plan -> 3 points -> 3 liaisons

-> 3 DL supprimées

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Mise en position isostatique de base

� Mise en position Plan/Ligne/Point� Applicable au solide prismatique

� Appui plan� Sur une grande surface plane� Plan -> 3 points -> 3 liaisons

-> 3 DL supprimées

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� Orientation� Sur une surface de grande longueur� -> 2 DL supprimées

Mise en position isostatique de base

� Mise en position Plan/Ligne/Point� Applicable au solide prismatique

� Appui plan� Sur une grande surface plane� Plan -> 3 points -> 3 liaisons

-> 3 DL supprimées

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� Orientation� Sur une surface de grande longueur� -> 2 DL supprimées

� Buté ou localisation� Une surface quelconque� -> 1 DL supprimée

Le serrage

� Le serrage doit maintenir durant l’usinage les contacts entre la pièce et les liaisons isostatiques

� Critères de choix pour définir les serrages:� Serrage opposé aux liaisons isostatiques� Être aussi proche que possible des surfaces à usiner� Ne pas déformer la pièce (effort de serrage modéré), ni pendant

l’usinage, ni après

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l’usinage, ni après� Être suffisant pour s’opposer aux efforts de coupes

� Le serrage n’est pas un point de mise en position isostatique

Symbolisation détaillée des liaisons

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Configuration physique des liaisons

� Surfaces brutes:� Contacts

� bombées� striés� Griffes

� L’aire doit être faible pour limiter les dispersions

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Touche bombée Touche striée Griffes

Configuration physique des liaisons

� Surfaces Usinées:� Contacts

� Lisses� Plan ou ligne

� L’aire de contact doit être assez importante pour ne pas marquer la surface tout en restant limitée pour réduire les dispersions

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Contact plan Contact ligne

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Pièce prismatique� Appui plan (1,2,3)� Orientation (4,5)� Pas de butée

Train de fraises

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Table de la fraiseuse

Cale de positionnement (alignement)Du montage sur la table de la machine

MontageMécano-soudé

Touches raportées(acier trempé)

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Le palonnier� Appui plan (1,2,(3a,3b))� 3a et 3b comptent pour un appui

à cause de l’axe de rotation qui permet de pivoter autour de l’axe A

� Pas de butée

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� Localisation symétrique (et serrage combiné)� Butée simple

(malgré les 2 points de contact)

X±0.5

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Perçage des trous ‘A’� Appui plan 1,2,3� Centrage court 4,5� Centrage partiel 6

Serrage(Système manuel

Montage mécano-soudéPièce d’usure remplaçable

(acier trempé)

Système d’indexationdu montage d’usinage

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Lent, donc petite série

Centreur dégagé (Locating)

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Mandrin 3 mors� Isostatisme de qualité moyenne

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� Pinces de serrage� Isostatisme de meilleure qualité

(Centrage long)

Centrage court Centrage long

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Montage sur surface conique� Équivalent à 5 liaisons

� Centrage long 1,2,3,4� Butée 5 sur plan de jauge

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� Conditions morphologiques:� Demi-angle au sommet < 45°� Diamètre moyen ≤ longueur axiale de portée

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Montage entre pointes� Centrage long

(deux cônes courts)

� Butée axiale (pointe fixe du tour, coté broche)

� Rapide, précis� Entrainement par toc

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� Montage mixte (entre mandrin et contre-pointe)� Centrage long

(3 mors du mandrin et cône court)

� Butée(Sur face avant du mandrin)

� Positionnement de l’axe de la pièce moins précis

Configuration physique des liaisons – Exemples

� Exemple de mauvais serrage� Pièce déformée durant l’usinage� Modification du dessin

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Symboles – réalisation pratique

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Symboles – réalisation pratique

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Exemple d’application de l’isostatisme

� Définir la position isostatique de la pièce suivante

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� 3 solutions possibles (parmi d’autres):

� Laquelle retenir?

Exemple d’application de l’isostatisme

� Définir la position isostatique de la pièce suivante

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� 3 solutions possibles (parmi d’autres):

� Laquelle retenir?

Exemple d’application de l’isostatisme

� Définir la position isostatique de la pièce suivante

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� Solution

Exemple d’application de l’isostatisme

� Définir la position isostatique de la pièce suivante

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� Solution