dossier manipulation perçeuses

TP FABRICATION PERCAGE / ALESAGE / TARAUDAGE I.U.T. ALENCON

M.AVRIL

SOMMAIRE

SOMMAIRE................................................................................................................................................. 1 GENERALITES.................................................................................................................................................... 2

Le perçage:........................................................................................................................................................ 2 Le pointage / centrage:...................................................................................................................................... 2 L’alésage:.......................................................................................................................................................... 2 Le taraudage:..................................................................................................................................................... 2 Le lamage / chanfreinage:................................................................................................................................. 2

IDENTIFICATION DES OUTILS....................................................................................................................... 3 Les outils disponibles à l’atelier sont:............................................................................................................... 3 Principe d’usinage:............................................................................................................................................ 3 Principales terminologie des outils employés:................................................................................................... 4 Identification des outils..................................................................................................................................... 4

OPERATIONS ELEMENTAIRES D’USINAGE................................................................................................ 5 Perçage.............................................................................................................................................................. 5 Perçage – alésage.............................................................................................................................................. 6

OPERATION : Alésage........................................................................................................................................ 7 1°) Définition d’un ajustement.......................................................................................................................... 7 2°) Notions de tolérance d’un alésoir................................................................................................................ 8 3°) Principaux ajustements NF - R 91.011......................................................................................................8 4°) Opération d’alésage..................................................................................................................................... 8

OPERATION : Taraudage/filetage à main.......................................................................................................... 10 1°) Définitions................................................................................................................................................. 10 2°) Profil métrique ISO (NF E 03 001)........................................................................................................... 10 3°) Opération de taraudage.............................................................................................................................. 12

PRESENTATION MACHINE........................................................................................................................... 13 Bâti et armoire:................................................................................................................................................ 13 Boite de vitesses:............................................................................................................................................. 14 Mise en marche de la broche:.......................................................................................................................... 15 Avance :.......................................................................................................................................................... 15

INSTALLATION DE LA PIECE....................................................................................................................... 16 Modélisation de l’ensemble pièce/porte-pièce/machine.................................................................................. 16 Procédure d’installation d’un étau sur la machine........................................................................................... 16 Procédure d’installation d’une pièce dans un étau.......................................................................................... 17 Procédure d’installation d’une pièce en montage sur table............................................................................. 17

MONTAGE DES OUTILS................................................................................................................................. 18 Modélisation de l’ensemble Outil/Porte-outil/Machine................................................................................... 18 Procédure d’installation d’un outil sur la machine.......................................................................................... 19

CONDITIONS DE COUPE: Généralités............................................................................................................ 20 1°) Vitesse de coupe Vc.................................................................................................................................. 20 2°) Conditions de coupe à l’IUT..................................................................................................................... 20


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GENERALITES

Sur une machine de type perceuse conventionnelle, on est amené à réaliser un ensemble d’opérations d’usinages diverses. Ces opérations nécessitent l’utilisation d’outils différents choisis en fonction de la forme et des tolérances géométriques et dimensionnelles du trou souhaité. Les opérations les plus courantes sont:

Le perçage: C’est une opération qui est réalisée en ébauche (avant taraudage ou alésage) ou en finition (passage de vis, etc...). Elle consiste à réaliser un trou débouchant ou non dans une pièce.

Le pointage / centrage: Si le diamètre du trou réalisé dépend du foret, son positionnement et la forme de sa génératrice sont liés à l’attaque de l’outil sur la pièce. Il est donc souvent nécessaire de réaliser une opération de pointage ou centrage avant le perçage lorsque le positionnement du trou nécessite une précision.

L’alésage: C’est une opération de finition. Elle est réalisée après une série de perçages afin d’obtenir les qualités géométriques et dimensionnelles exigées.

Le taraudage: C’est une opération de finition. Le taraudage consiste à créer un filetage afin d’assembler d’une manière démontable deux pièces ou de transmettre un mouvement.

Le lamage / chanfreinage: Ceux sont des opérations de finition. Elles permettent généralement de faciliter l’assemblage des pièces par l’amélioration des portées de contact.


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IDENTIFICATION DES OUTILS

Les outils disponibles à l’atelier sont:

Principe d’usinage: Quelque soit l’opération effectuée le mouvement de coupe et le mouvement d’avance sont donnés à l’outil.


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Principales terminologie des outils employés:

Identification des outils


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OPERATIONS ELEMENTAIRES D’USINAGE

Perçage


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Perçage – alésage


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OPERATION : Alésage

1°) Définition d’un ajustement L’alésage est un ensemble d’opérations d’usinage permettant l’obtention de surfaces de révolution généralement intérieures. La notion d’alésage sous-entend: • une bonne précision dimensionnelle (qualité 6, 7, 8) • une bonne précision géométrique (cylindricité, etc..) • un bon état de surface (Ra 0.4 à 1.6 µm) Qualité d’un alésage: la notion de qualité d’un alésage fait référence à un système de normes ISO définissant un ensemble de tolérances à appliquer aux dimensions des pièces lisses à assembler. ( voir 3°) ) Principe: On affecte aux deux pièces à assembler une dimension nominale (Dn) identique et l’on définit pour chacune d’elle deux dimensions limites (écarts) par rapport à la dimension nominale. La position relative des écarts (tolérances) détermine:

• soit un ajustement avec jeu (ex H7/g6) • soit un ajustement incertain c.à.d. tantôt du jeu, tantôt un serrage (ex H7/f7) • soit un ajustement avec serrage (ex H7/m6)

exemple: dim. nominale commune 16 H8 / f7 symbole de tolérance de l’alésage symbole de tolérance de l’arbre Système de l’alésage normal Dans ce système, la position des tolérances de tous les alésages est donnée par la lettre H. L’ajustement désiré est obtenu en faisant varier la position de la tolérance de l’arbre. C’est ce système que l’on doit employer de préférence (il est plus facile de réaliser des tolérances différentes sur un arbre que sur un alésage).


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2°) Notions de tolérance d’un alésoir La tolérance d’un alésoir est fonction de la tolérance de l ’alésage à obtenir. la qualité de l’alésage qu’il est possible d’obtenir est gravée sur l’alésoir. Application: calcul de la tolérance d’un alésoir pour réaliser un alésage ∅ 20 H 8. Tolérance de l’alésage 20 H 8, IT = 0.033 Tolérance de l’alésoir = 0.35 x IT = 0.012 ∅ max de l’alésoir = 20.033 - ( 0.15 x IT ) = 20.028 ∅ min de l’alésoir = 20.028 - ( 0.35 x IT ) = 20.016

3°) Principaux ajustements NF - R 91.011

4°) Opération d’alésage L’alésage est une opération de finition et nécessite la réalisation au préalable de plusieurs perçages ou chariotages afin de laisser la bonne surépaisseur d’usinage adapté au travail de l’outil d’alésage. L’alésage de petits diamètres

sur perceuse à main peut s’effectuer avec: • un alésoir (obtention d’une qualité 7 ou 8) • un foret aléseur (obtention d’une qualité 9 ou 10)


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Alésoir Foret Aléseur L’alésage de gros diamètres

s’effectue avec une tête à aléser


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OPERATION : Taraudage/filetage à main

1°) Définitions Le taraudage ou filetage est une opération qui consiste à réaliser une ou plusieurs rainures hélicoïdales (filetage). Après l’opération d’usinage, la partie restante est appelé filet. On dit qu’une tige est filetée (Vis) et qu’un trou est taraudé (Ecrou). Cet usinage est une opération de finition et nécessite la réalisation au préalable d’un perçage ou d’un chariotage afin de définir le diamètre nominal. Pour la vis, le diamètre nominal d est le sommet des filets. Pour l’écrou, le diamètre nominal D est le fond des filets. La vis et l’écrou ont le même diamètre nominal.

D = d Les normes ont prévu avec chaque diamètre nominal un pas usuel (distance entre deux sommets de filets consécutifs).

2°) Profil métrique ISO (NF E 03 001) C’est le type de profil de filet le plus utilisé. Désignation:

Symbole M suivi du diamètre nominal (ex: d = 8) et du pas ( ex: p = 125) séparés par le signe de la multiplication, indiquer ensuite si nécessaire la tolérance du filetage.

Pour une vis: M 8 x 1,25 * - 6 g ** Pour un écrou: M 8 x 1.25 - 6 H * pour les pas gros, l’inscription du pas est facultative. ** 6: numéro de tolérance sur flancs. g écart du profil


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3°) Taraudage à la main


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PRESENTATION MACHINE

Le perçage est l’opération la plus courante dans l’industrie mécanique et plus particulièrement dans l’industrie automobile. Il existe différentes sorte de perceuses ( perceuse sensitives, à colonne, radiale, etc..). La machine de l’atelier est une perceuse taraudeuse à colonne. Elle est constituée de deux ensembles de perçage et d’un bâti. Elle utilise l’énergie électrique. Voici une présentation générale des différents éléments constituant l’ensemble des types de perceuses:

Bâti et armoire: Le bâti sert de support au deux têtes d’usinage, à l’ensemble du circuit de lubrification et aux organes électriques.

Perceuse

Taraudeuse

Perceuse

Bâti Bac de lubrifiant Armoire

électrique

sectionneur général

M/A lubrification

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Boite de vitesses: Chaque perceuse est équipé d’un moteur électrique indépendant. Le mouvement de rotation est transmis à la broche par l’intermédiaire d’une boite de vitesse constituée d’un ensemble poulie courroie. La boite de vitesses permet d’atteindre huit vitesses au choix, quatre petites (gamme faible fréquence) et quatre grandes (gamme haute fréquence). Il suffit de changer la position de la courroie pour changer de vitesses dans une même gamme de fréquence. De même, il est nécessaire d’inverser les poulie si l’on souhaite passer de la gamme grandes vitesse à la gamme petite vitesse. Position de la courroie et des poulies par vitesse: Pour changer la position de la courroie, il est nécessaire de diminuer l’entraxe. Pour cela, on se sert de la manette B située sur le coté en haut à droite, desserrer la l’écrou de serrage C situé en face coté gauche. Pour inverser les poulies, il faut diminuer l’entraxe comme précédemment puis desserrer l’écrous A. Pour cela, on doit au préalable desserrer la vis Allen D.

C

B

couvercle de la boite de vitesse


Mise en marche de la broche: Elle est effectuée par les interrupteurs situés à gauche de la broche. * perceuse de gauche : marche / arrêt * perceuse de droite : 0 / 1

Avance : L’avance est manuelle. Elle est réalisée à l’aide de la manivelle J. On peut régler une butée de fin de course en positionnant les deux écrous moletés G. Ceux-ci arrivent en butée sur le bâti de la broche.


INSTALLATION DE LA PIECE

Modélisation de l’ensemble pièce/porte-pièce/machin e Le serrage en étau parallèle: Lorsque la pièce est de dimensions limitées et de forme régulière, on la fixe entre les mors d’un étau parallèle. L’étau est appelé parallèle, quand les mors, fixe et mobile demeurent parallèles entre eux. L’étau est fixé sur la table par des lardons (boulons à tête carrée) placés dans les rainures en T de la table. Pour des petits diamètres, l’étau n’est pas systématiquement bridé sur la table.

MONTAGE EN ETAU PARALLELE Le réglage en hauteur s’obtient en plaçant sous la pièce des cales R trempées et rectifiées.

Procédure d’installation d’un étau sur la machine Dans le cas de perçages de gros diamètres.


Procédure d’installation d’une pièce dans un étau Remarque: pour les perçages débouchant, il est important de laisser la possibilité à l’outil de déboucher sous la pièce en laissant l’espace nécessaire entre les cales ou l’étau et le foret (voir le cas d’un bridage sur table).

Procédure d’installation d’une pièce en montage sur table


MONTAGE DES OUTILS

Modélisation de l’ensemble Outil/Porte-outil/Machin e


Procédure d’installation d’un outil sur la machine Remarque: Le démontage des outils à queue conique nécessite l’emploi d’un coin extracteur afin de désolidariser le montage cône sur cône du corps de l’outil et fourreau. Ce coin extracteur E est placé dans la rainure du cône afin d’avoir une action sur le tenon de l’outil T. Cette action est obtenue par des coups de maillet sur le coin extracteur.


CONDITIONS DE COUPE: Généralités

Les facteurs liés au copeau et à sa formation dépendent exclusivement du choix des conditions de coupe: • vitesse de coupe (Vc) • valeur de l’avance (fz) • valeur de pénétration (a) Ces paramètres varient suivants: • la pièce à usiner (matière) • l’outil (forme, matériau) • la machine (puissance, gamme de vitesses) • conditions de travail (ébauche ou finition, usinage intérieur ou extérieur, lubrification)

1°) Vitesse de coupe Vc Les valeurs utilisées, résultants d’essais effectués par des laboratoires spécialisés, sont généralement données sous forme de tableaux (abaques). Ces valeurs sont données pour une durée de vie de l’arête tranchante de l’outil (entre deux affûtages ou changement) de 60 à 90 minutes d’usinage. La vitesse de coupe est exprimée en m/min et permet de calculer la fréquence de rotation N de l’outil qui est elle réglée sur la machine. Tr/min N = Vc m/min π D mm

2°) Conditions de coupe à l’IUT Perçage :

Acier doux Acier dur cuivre plastique tendref 0,10 0,06 0,15 0,15

Vc 12 8 25 15

Fontes plexiglas aluminium plastique durf 0,05 0,10 0,12 0,15

Vc 4 20 15 15 Chanfreinage : Acier : Vc = 8 m/min Alu : Vc = 12 m/min Alésaage : Acier : Vc = 8 m/min Alu : Vc = 12 m/min

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