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