Licence d’ingénierie Mécanique Magistère de Mécatronique

DEVOIR DE PROCEDES DE FABRICATION
Epreuve du 17 Décembre 2009 DUREE: 2 HEURES AUCUN DOCUMENT Partie 1 Puissance de coupe (Usinage frein à disque). (Document D1 à D3) L’étude porte sur la partie train roulant du véhicule C5 V6 HDI 208 FAP.

Le train roulant comporte l’ensemble du bas de caisse mécanique comprenant tous les élémentsroulants (moteur, boite de vitesse, transmission, liaison au sol, freinage). Nous nous intéresserons à la partie freinage dont voici la modélisation partielle.

Matériau du disque de frein : EN-GJL-250 (HB=220)

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Pour assurer le flux de production de 8000 disques par jour, 5 lignes de production travaillent en parallèle. Le temps d’usinage maximum pour l’opération d’ébauche des 2 surfacesfreinantes (1 et 2)des disques est évalué à 20 secondes.

On pourra mesurer directement sur le document D1 les cotations jugées utiles Les contraintes liées à la broche (Puissance 30kW), de la forme de l’outil et des nuances de plaquettes retenues sont définies sur le documents D2 et D3. La cinématique de la machine et l’encombrement de la pièce permettent de réaliser, si besoin, simultanément ledressage des 2 surfaces 1 et 2. -la surépaisseur d’usinage 1 et 2. est de 2,5 mm. -La géométrie de la plaquette, CNGA 120408 (rayon de la plaquette r=0,4mm). Question 1: A partir des documents que vous avez à disposition, donner la plage de fonctionnement de cette plaquette en terme d’avance f (mm/tr) et de profondeur de passe ap. Question 2: Proposer un schéma de la cinématique de la machine (enprécisant la désignation des axes) permettant l’opération d’ébauche des 2 surfaces freinantes 1 et 2 ainsi qu’un maximum d’autres surfaces que vous citerez. Question 3: Pour l’opération d’ébauche de 1 et 2, choisissez la nuance de plaquette la plus adaptée (document D3). Expliquer selon vous la composition de la plaquette à cœur et en surface. On rappellera comment est réalisé le dépôt et avecquels types de matériaux. Question 4: Déterminer alors les conditions de coupe permettant le plus gros débit copeaux (VC, f) pour l’opération d’ébauche 1 et 2 avec une durée de vie de 30mn.

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Question 5: En détaillant vos hypothèses et votre démarche, définir la puissance de coupe Pc nécessaire à l’opération 1 et 2 (rendement mécanique de la machine ?=90%). Question 6: Calculer alorsl’épaisseur de copeau moyenne hm, la pression spécifique KC puis la profondeur de passe ap maximale. Question 7: Valider le respect du temps d’usinage, en déduire le débit copeau attendu. Question 8: Estimer alors l’état de surface Rt attendu de cette opération d’ébauche de 1 et 2. Partie 2 : Puissance de coupe en treflage. (Document D4 à D5) L’étude porte sur l’étude de la réalisation d’une poche en treflage(ou trefflage) et en contournage (contournage = trajectoire classique). Matériau de la pièce : Alliage d’aluminium forgé et travaillé à froid, non vielli.

On supposera en treflage et en contournage que seule la moitié de l’outil travaille durant l’opération de poche. Question 1: Rappeler les différentes stratégies existantes pour réaliser une poche.(sous forme de schémas). Question 2: Enpartant du même outil pour ces 2 opérations (COROMIL 210) de diamètre , définir alors les conditions de coupe moyennes (VC, f), puis ?=25mm, nuance l’épaisseur de copeau hm en treflage et en contournage. (document D4 et D5). Question 3: Déterminer alors la pression spécifique de coupe KC puis la profondeur de passe maximale ap en contournage pour obtenir la même la puissance de coupe du treflage.

3 On rappelle les différentes relations que l’on peut lire sur hm:

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DOCUMENT D2

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DOCUMENT D3

Condition de coupe par nuance :

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DOCUMENT D4

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DOCUMENT D5

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CORRIGE PROCEDES DE FABRICATION
Question 1: A partir des documents que vous avez à disposition, donner la plage de fonctionnement…