Généralités sur les machines-outils et liaisons mécaniques

Généralités sur les machines-outils et liaisons mécaniques

Généralités sur les perceuses et les étaux 20

Parmi les machines qu’on a mentionnées précédemment, on va concentrer dans cette partie pour les perceuses comme une vue générale, puis on va citer les différents types avec des schémas représentatifs, et les opérations qu’on peut les faires sur ces machines Ainsi on va voir le principe de fonctionnement de ces machines outil passent par la formule de calcul pour la vitesse de rotation et les spécifications d’outil de cette machine Finalement on va souligne un système d’ablocage, l’étau par définition et leurs types spécialement pour cette machine-outil. Perceuses : Le terme de perçage recouvre toutes les méthodes ayant pour objet d’exécuter des trous cylindriques dans une pièce avec des outils de coupe par enlèvement de copeaux Le perçage est une opération qu’on peut la réaliser par le tour ou la fraiseuse mais ce n’est pas l’opération principale pour ces machines par contre pour la perceuse, elle est spécialisée pour ce type d’opération. En parallèle c’est l’opération d’usinage la plus courante dans l’industrie mécanique

C’est une machine-outil qui est utilisée pour générer des trous ronds dans une surface. Le perçage est effectué sur des machines sur mesures appelées perceuses. L’outil de coupe utilisé pour le perçage est appelé foret. Il est utilisé pour générer des trous ronds dont le diamètre du trou est approximativement égal au diamètre de la mèche.

Perceuse d’établi Cette machine, encore appelée perceuse sensitive et destinée à percer des trous dont le diamètre est inférieur à 10 mm, se compose d’un socle avec une colonne verticale très courte, sur laquelle peut coulisser la tête porte-broche avec son moteur d’entraînement. Montée sur les roulements à billes, la broche tourne dans un fourreau solidaire d’une crémaillère qui peut être déplacé axialement par un pignon solidaire d’un levier. Le mouvement d’avance de l’outil est obtenu manuellement par la descente de cette broche à l’aide de ce levier. Un index se déplaçant sur une règle ou un tambour gradué indique la profondeur de perçage. Le mouvement de coupe est obtenu par rotation de la broche, dont la vitesse, très élevée, peut atteindre 18 000 tr/mn sur certaines machines, notamment pour percer, dans de bonnes conditions, des trous de faible diamètre (quelques millimètres) dans des pièces en alliage léger et en cuivre, qui nécessitent une vitesse de coupe élevée.

Forets de perçage

Il existe différents types de forets suivant leur forme, leur nombre de lèvres de coupe, leur angle d’hélice et leur sens de coupe (forets à droite et forets à gauche). Le foret le plus utilisé est celui qui a deux lèvres symétriques, mais il existe également des forets à une, à trois et à quatre lèvres. Ces forets sont monoblocs et presque toujours en acier rapide ; les grands forets, destinés à l’usinage de pièces en acier dur et réfractaire, ainsi que les forets utilisés pour percer la pierre et le béton ont des lèvres de coupe rapportées en carbure de tungstène. Jusqu’à 20 mm de diamètre, les forets sont entièrement cylindriques et sont fixés sur la perceuse par l’intermédiaire d’un mandrin de serrage. Les forets de plus grand diamètre comportent une queue conique et sont fixés par emmanchement conique (cône Morse). L’angle de l’hélice d’un foret varie avec la matière à usiner. On utilise les forets à hélice normale pour le perçage des fontes et des aciers courants et les forets à hélice longue pour le perçage des aciers très durs et des métaux durs donnant des copeaux brisés (comme le bronze). Dans le cas des métaux tendres, comme le plomb et l’aluminium, qui donnent des copeaux continus et qui ont tendance à coller à l’outil, on utilise de préférence des forets à hélice courte. Comme pour les fraises, les lèvres des forets doivent être soigneusement affûtées en respectant les angles de coupe et de dépouille, l’égale longueur de chaque lèvre de coupe et l’angle de pointe.

Etude et conception de l’étau à chariots composés Au niveau des ateliers il y a toujours des risques, c’est une possibilité à laisser des blessures dangereuses à cause des machines-outils qu’ont capables de tourner à grande vitesse. Pour un environnement plus sécurisé, il faut bien respecter les régules de sécurité et prendre précaution au temps d’utiliser ces derniers, ainsi les modes d’emploi préconisés par les fabricants. Spécialement pour les machines de perceuses, les fabricantes proposées un système de fixation des pièces à usiner, l’étau c’est le plus connu et le plus utilisable ou niveau des ateliers Dans ce chapitre on va faire la conception d’un étau pour la perceuse PC23 du hall de technologie en proposant des déplacements de deux chariots un suivant l’axe X l’autre sur l’axe Y et une rotation de l’ensemble autour de l’axe Z. les déplacements de la pièce sont mesurés à l’aide de réglettes graduées jusqu’à 120 mm et des graduations en degrés pour la rotation. L’objectif de cet étau est pour éviter le desserrage de la pièce pour chaque opération de perçage et sera un équipement pour cette machine.

Problématique : Pendant l’usinage des pièces mécaniques dans une machine-outil telle qu’une perceuse à colonne où l’axe de coupe du foret est fixe et l’organe portes-pièces est un étau à mors parallèles peut satisfaire le perçage d’un seul trou d’une pièce. Mais, dans le cas d’une multitude de trous dans une pièce cet étau pose beaucoup de difficultés car nécessite un démontage de la pièce pour chaque centrage et perçage d’un trou d’où l’augmentation du temps mort. La problématique résiste dans la réalisation des trous de cette pièce appelée moule couvercle avec l’utilisation de la perceuse PC23.

A l’issu de cette étude, nous avons abouti à la conclusion suivante : Toute étude de conception doit répondre à certaine exigences : dans notre cas, la Première exigence était de faire une rotation suivant l’axe Z ainsi que une translation suivant l’axe X, puis une autre translation suivant l’axe Y. Cette étude m’a permis de mieux comprendre les différents types de liaisons mécaniques, ainsi les types d’ablocage des pièces pour les machines outils et spécialement a la partie de la conception qui m’a permis comment choisir la bonne solution technique et la plus utile par rapport à d’autres solutions. La réalisation des différents dessins par Solidworks m’a permis d’approfondir mes connaissances dans ce domaine. En perspective, nous souhaitons que ce projet soit réalisé par les futures promotions et ainsi de l’améliorer.

Table des matières

Résumé
Liste des abréviations
Liste des Figures
Liste des tableaux
Chapitre I Généralités sur les machines-outils et liaisons mécaniques
I.1. Introduction
I.2. Machines outils
I.2.1. Définition de la machine outil
I.2.2. Composition d’une machine outil
I.2.3. Opération sur les machines outils
A. Tournage
B. Fraisage
C. Perçage
I.2.4. Types des machines outils
I.2.4.1. Perceuse à colonne
I.2.4.2. Fraiseuse
I.2.4.3. Machine tour
I.2.4.4. Rectifieuse
I.2.4.5. Machine transfert
I.2.4.6. Scies motorisées
I.3. Système d’ablocage des pièces sur machine-outil
I.3.1. Condition d’un bon ablocage
a) Table
b) Etau
c) Plateaux
I.4. Liaisons mécaniques
I.4.1. Définition
I.4.2. Types et symboles de liaisons
I.4.3. Liaison glissière
I.4.3.1. Approche cinématique
I.4.3.2. Approche fonctionnelle
I.4.3.3. Différents types de liaison glissière
I.4.3.3.1. Liaison glissière forme té
I.4.3.3.2. Liaison glissière ouverte
I.4.3.3.3. Liaison glissière à queue d’aronde
I.4.4. Liaison pivote
I.4.4.1. Type des liaisons pivot
a) Liaison par contact direct
b) Liaison par paliers lisses
c) Liaison par roulements
I.4.5. Liaison hélicoïdale
I.5. Conclusion
Chapitre II Généralités sur les perceuses et les étaux
II.1. Introduction
II.2. Perceuses
II.2.1. Définition
II.2.2. Type
II.2.2.1. Perceuse à colonne
II.2.2.1.1. Définition
II.2.2.1.2. Schéma
II.2.2.1.3. Opération
II.2.2.2. Perceuse d’établi
II.2.2.2.1. Définition
II.2.2.2.2. Schéma
II.2.2.2.3. Opération
II.2.2.3. Perceuse radiale
II.2.2.3.1. Définition
II.2.2.3.2. Schéma
II.2.2.3.3. Opération
II.2.2.4. Perceuse multiples
II.2.2.4.1. Définition
II.2.2.5. Perceuse horizontale
II.3. Principe de perçage
II.4. Vitesse de perçage
A. Formule de calcul pour la vitesse de rotation du foret
B. Formule de calcule pour la vitesse d’avance du foret
II.5. Foret de perçage
II.6. Etaux
II.6.1. Définition
II.6.2. Type
II.6.2.1. Etau de perceuse série lourde
II.6.2.2. Etau de perceuse à mors oscillants
II.6.2.3. Etau à came à serrage rapide
II.6.2.4. Etau orientable sur base tournante
II.6.2.5. Etau d’angle
II.6.2.6. Etau sur table croisée
II.6.3. Les mors de l’étau
II.7. Conclusion
Chapitre III Calcul de la vis de serrage
III.1. Introduction
III.2. Calcul de dimension
III.3. Calcul de la force axiale
III.3.1. Diagramme des efforts
III.3.2. Bilan des efforts
III.3.3. Rendement du système vis écrou
III.3.4. Application
III.4. Conclusion
Chapitre IV Etude et conception de l’étau à charots composés
IV.1. Introduction
IV.2. problématique
IV.3. analyse fonctionnelle
IV.3.1. bête à corne
IV.3.2. analyse de besoin
IV.3.3. Diagramme d’association
IV.3.4. Diagramme FAST
IV.4. Schéma cinématique
IV.5. Schéma technologique
IV.6. Dessin d’ensemble
IV.7. Dessin de définition
IV.8. Vue 3D

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