Mini- perceuse ECHELLE : Nom : Mini-perçeuse avec … · Devoir de synthèse N° 2 ( 2éme science...

Lycée secondaire Taha Houssein Année 2012-2013 Page- 1-

Nom :

Date :

Numéro : 00

Badra Sahbi

Le 24-02-2013

ECHELLE : Mini-perçeuse avec support (Modèle 1)

ETABLISSEMENT : Lycée secondaire taha houssein

A – DEFINITION GRAPHIQUE D’UN PRODUIT (Cotation fonctionnelle)

On se propose de réaliser une opération de perçage sur une plaque métallique d’épaisseur 2 mm pour

cela on utilise une mini-perceuse avec sont support dont le dessin d’ensemble est le suivant :

EDUCATION TECHNIQUE Réalisé par : Mr Badra Sahbi Durée : 2 heures

Nom :……………….…...……. Prénom :……….…………….. Classe : 2eme

S… N°… Note :……/20

Nom :……………….………. Prénom :……….………….. Classe : 2eme S… N°…… Note :……/20

Devoir de synthèse N° 2 ( 2éme science 2 et 4 )

( ) Mini- perceuse

Plaque métallique à percer

Trous percés

Zone d’étude

Vue 3D de l’ensemble

Barème sur 40


10.516 7b0.28 4b

0.107 1.2b

0.30.86 5a

0.216 6a

- Travail demandé : On se réfère à la zone d’étude représenté par la figure ci-dessous :

16 Plaque support

8 Vis

7 Rondelle M6 U

6 Rondelle

5 Colonne

Rep Désignation

1- Donner la nature et la raison d’existence des cotes condition « a » et « b » : (1 pt)

« a » ………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………….

« b » ……………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

2- Compléter les différentes cases du tableau suivant : (7.5 pt)

Côtes tolérancées Côtes Nominales Ecart supérieur Ecart inférieur CMax Cmin IT

………………… …………. …………. ……. ……… …..

………………… …………. …………. ……. ……… …..

………………… …………. …………. ……. ……… …..

………………… …………. …………. ……. ……… …..

………………… …………. …………. ……. ……… …..

3- Etablir les diagrammes et tracer les chaines minimales de cotes (sur figure 1) qui installent les conditions :

4- Ecrire les équations donnant : (2 pt)

5- D’après les valeurs données dans le tableau précédent calculer : (2 pt)

a Max = ……………………………

a min = ……………………………

AN :

Condition

« a »

Condition

« b »

Figure 1 : Zone d’étude

b min = ……………………………

b Max = ……………………………

a Max = ……………………………

a min = …………………………… b min = ……………………………

b Max = …………………………… D’ou a =…… D’ou b= ……

(0.5pt) (0.5pt)

(2 pt)


6- Reporter les côtes fonctionnelles obtenues sur les dessins des pièces séparées suivants : (0.5 pt)

7- Une opération de poinçonnage est réaliser sur la plaque mettalique afin de souder sur celle-ci un tube

Dans l’étape 2 on utilise un système technique appelé « COUPE TUBE »

a- Etablir sur la figure 2 les chaines minimales de cotes qui installent les conditions « c » et « d » :

b- Ecrire les équations donnant : (2 pt)

Etape 1 :

Poinçonner la plaque Etape 2 : Couper un tube Etape 3 : Souder le tube coupé sur la plaque

Zone d’étude

1

2

3

4 5

c Max = ……………………………

c min = ……………………………

Condition

« c »

Condition

« d »

d min = ……………………………

d Max = ……………………………

Nom :………………………………….….………. Prénom :……….………………....................... Classe :2 éme S… N°….…

(0.5pt) (0.5pt)


c

d

0.4230.0250 0.5

1 2 7 1d d et d

c- Calculer la cote « d3 » sachant que :

d- Reporter les côtes fonctionnelles obtenues sur les dessins des pièces séparées suivants :

e- En se référant au calcul réalisé sur la cote « d3 » ; indiquer par une croix la case correspondante :

d3

Côtes mesurées Pièce bonne Pièce mauvaise

12.5

13,472

13.480

B – COMPORTEMENT DES MATERIAUX

I – Système support de la mini-perceuse :

Pour vérifier la résistance et l’allongement du goujon (11) nous avons besoin de connaître les propriétés

mécaniques du matériau constituant cette pièce. Pour définir ces propriétés, on procède à un essai de

traction. L’essai de traction s’effectue sur une éprouvette extraite du même matériau que la pièce (11).

L’essai consiste à chercher la variation de la longueur en fonction de l’intensité de l’effort exercé sur

l’éprouvette.

AN : d3Max = ……………………………

d3 min = …………………………… d3 min = ……………………………

d3 Max = …………………………… D’ou

d3= …………


2

1

5 3

4

Goujon (11)

Eprouvette

Diamètre d = 10 mm

Longueur L = 100 mm

(2 pt)

(2,5 pt)

(1 pt)

(0.75 pt)


Tableau de valeurs :

Forces en N 5000 10000 15000 20000 25000 Force élastique 35000 Force de rupture

∆L en mm 0.03 0.06 0.09 0.12 0.16

a- Tracer à partir du tableau la courbe d’essai de traction de l’éprouvette : (sur la figure 3)

b- Indiquer par une croix la bonne réponse: (2.75 pt)

Zone De déformation permanente De déformation Elastique De rupture

Zone OA

Zone AB

Zone BC

Zone OA :

- Calculer le module d’Young E= ……………………………………………………

- Calculer la résistance à l’extension Re =……………………………………………

Zone BC :

- Calculer la résistance à la rupture Rr =……………………………………………

- Calculer le coefficient d’allongement pour cent A% = …………………………..

II – Système poinçonneuse d’établit :

Dans l’étape 1 la descente du poinçon permet de réaliser des trous comme le montre la figure 4

Nom :………………………………….….………. Prénom :……….………………....................... Classe :2 éme S… N°….…

0

0.01

5

10

15

20

25

30

35

∆L (mm) ∆L (mm)

F (KN) F (KN)

A

0

B

C

22

25

35

Figure 3 : Courbe tracée à partir du tableau de valeur Courbe enregistrée par la machine

Figure 4

Poinçon

(0.5 pt)


Le poinçon choisi qui est un poinçon plein en acier.de forme cylindrique est sollicité à la compression

Au cours de l’opération de poinçonnage la force exercée sur le poinçon est : 40F KN

1- Calculer le diamètre « d » du poinçon pour qu’il résiste à cette sollicitation.

On donne Re= 318 N/mm2 (résistance élastique) et s = 2 (coefficient de sécurité) (3.5 pt)

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

2- Calculer la variation de la longueur (Δl) sachant que la longueur initiale du poinçon L0 = 200 mm;

On donne E=2.105 N/mm

2 (Module d’Young) : (2 pt)

…………………………………………………………………………………………...............

…………………………………………………………………………………………...............

…………………………………………………………………………………………...............

…………………………………………………………………………

3- On se propose de changer la forme de poinçon par la forme suivante : Soit la section « S »

a- Calculer le diamètre « d » minimal du poinçon pour qu’il résiste à cette

sollicitation. On donne Re= 318 N/mm2 ; s = 5 (coefficient de sécurité) et a =20 mm

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

b- Tableaux de comparaison des nuances d’acier usuelles

Nuances S235 S275 S355 S460

Re (N/mm2) 235 275 355 460

Rpe (N/mm2) ……. ……. ……… ……..

Choisir les nuances qui conviennent le mieux pour que le poinçon résisté en toute sécurité :

…………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………….

Choix d = ……..

Δl = …………...

a

a Section carrée

Poinçon (2)

Choix d min = ……..

(4 pt)

(2 pt)


10.516 7b0.28 4b

0.107 1.2b

0.30.86 5a

0.216 6a

10.51 12

- Travail demandé : On se réfère à la zone d’étude représenté par la figure ci-dessous :

16 Plaque support

8 Vis

7 Rondelle M6 U

6 Rondelle

5 Colonne

Rep Désignation

8- Donner la nature et la raison d’existence des cotes condition « a » et « b » :

« a » C’est un jeu qui assure l’appuis de la rondelle (6) sur la plaque support (16) ……………

……………………………………………………………………………………………………

« b » C’est un retrait de la tête de la vis (8) par rapport à la plaque support (16) pour pouvoir

utiliser la surface de cette dernière………………………………………………………………….

9- Compléter les différentes cases du tableau suivant :

Côtes tolérancées Côtes Nominales Ecart supérieur Ecart inférieur CMax Cmin IT

7 1 -0.5 8 6.5 1.5

4 0.2 -0.2 4.2 3.8 0.4

1.2 0.1 0 1.3 1.2 0.1

5 0.3 -0.8 5.3 4.2 1.1

6 0.2 -0.2 6.2 5.8 0.4

10- Etablir les diagrammes et tracer les chaines minimales de cotes (sur figure 1) qui installent les conditions :

11- Ecrire les équations donnant :

12- D’après les valeurs données dans le tableau précédent calculer :

a Max = a 16 Max - a 6 min

a min = a 16 min - a 6 Max

AN :


b min = b 16 min - b 7 Max - b 8 Max

b Max = b 16 Max - b 7 min - b 8 min

a Max = 6.2 – 4.2 = 2

a min = 5.8 – 5.3 = 0.5 b min = 6.5 – 1.3 – 4.2 = 1

b Max = 8 – 1.2 – 3.8 = 3 D’ou a = D’ou b=

CORRECTION

Condition

«a »

Condition

« b »

b16

T16 T6

16 6

SL16/6

a

a16 a6

SL1/5

16 8

T16 T8

7 SL5/2

b

b7

b8

8

16 6

5

7


13- Reporter les côtes fonctionnelles obtenues sur les dessins des pièces séparées suivants :

14- Une opération de poinçonnage est réaliser sur la plaque mettalique afin de souder sur celle-ci un tube

Dans l’étape 2 on utilise un système technique appelé « COUPE TUBE »

f- Etablir sur la figure 2 les chaines minimales de cotes qui installent les conditions « c » et « d » :

g- Ecrire les équations donnant :

Etape 1 :

Poinçonner la plaque Etape 2 : Couper un tube Etape 3 : Souder le tube coupé sur la plaque

Zone d’étude

1

2

3

4 5

c Max = c 1 Max + c 2 Max - c 4 min

c min = c 1 min + c 2 min - c 4 Max

Condition

« c »

Condition

« d »

d min = d 1 min + d 2 min - d 3 Max

d Max = d 1 Max + d 2 Max - d 3 min

c4

SL4/1

4 2

T4 T2

1 SL1/2

c

c1

c2 d1

SL1/2

1 3

T1 T3

2 SL2/3

d

d2

d 3


C4

13

+0.5

+ 0

.473

C2

C1

7+0

.025

0

7+0

.025

0

c

d

SL 1/2

SL 4/1

T4

T2

C4

C1

C2

T3

T1

SL 1/2

SL 2/3

d1

d2

d3

0.4230.0250 0.5

1 2 7 1d d et d

0.50.47313

h- Calculer la cote « d3 » sachant que :

i- Reporter les côtes fonctionnelles obtenues sur les dessins des pièces séparées suivants :

j- En se référant au calcul réalisé sur la cote « d3 » ; indiquer par une croix la case correspondante :

d3

Côtes mesurées Pièce bonne Pièce mauvaise

12.5 X

13,472 X

13.480 X

B – COMPORTEMENT DES MATERIAUX

I – Système support de la mini-perceuse :

Pour vérifier la résistance et l’allongement du goujon (11) nous avons besoin de connaître les propriétés

mécaniques du matériau constituant cette pièce. Pour définir ces propriétés, on procède à un essai de

traction. L’essai de traction s’effectue sur une éprouvette extraite du même matériau que la pièce (11).

L’essai consiste à chercher la variation de la longueur en fonction de l’intensité de l’effort exercé sur

l’éprouvette.

AN : d3Max = d 1 min + d 2 min - d min

d3 min = d 1 Max + d 2 Max - d Max d3 min = 7.025 + 7.025 – 0.577 = 13.473

d3 Max = 7 + 7 – 0.5 = 13.5 d3=


2

1

5 3

4

Goujon (11)

Eprouvette

Diamètre d = 10 mm

Longueur L = 100 mm


20 0

2 2

. 4. . 4.10000.100212206.59 /

. . . .10 .0.06

F L F LE N mm

S L d L

2

2 2

4. 4.25000318.3 /

. .10

e ee

F FR N mm

S d

2

2 2

4. 4.35000445.63 /

. .10

r rr

F FR N mm

S d

0

22% .100 .100 22

100

LA

L

Tableau de valeurs :

Forces en N 5000 10000 15000 20000 25000 Force élastique 35000 Force de rupture

∆L en mm 0.03 0.06 0.09 0.12 0.16

c- Tracer à partir du tableau la courbe d’essai de traction de l’éprouvette : (sur la figure 3)

d- Indiquer par une croix la bonne réponse:

Zone De déformation permanente De déformation Elastique De rupture

Zone OA X

Zone AB X

Zone BC X

Zone OA :

- Calculer le module d’Young

- Calculer la résistance à l’extension

Zone BC :

- Calculer la résistance à la rupture

- Calculer le coefficient d’allongement pour cent

II – Système poinçonneuse d’établit :

Dans l’étape 1 la descente du poinçon permet de réaliser des trous comme le montre la figure 4

0

0.01

5

10

15

20

25

30

35

∆L (mm) ∆L (mm)

F (KN) F (KN)

A

0

B

C

22

25

35

Figure 3 : Courbe tracée à partir du tableau de valeur Courbe enregistrée par la machine

Figure 4

Poinçon


2 2

2

4. 4. .4. . . .

. .

4. . 4.40000.2: 17.89

. .318

e epe e

e

e

R RF F F sR F s d R d

S s d s R

F sd AN d d mm

R

2 2

2 222

2 22 2 2 2 2

2

4.4. . .( . 4. )

. 4..

4

4.( . . ) 4.( . . )4. . . . 4. . . . 4. . 4. .

. .

4.(40000.5 318. 20 ): 36.19

.318

e e epe e

e ee e e e

e e

R R RF F FR F s R d a

S s s d a sda

F s R a F s R aF s R d R a R d F s R a d d

R R

AN d d mm

22 2

2 2 2

. 4. 4.40000: 63.57 /

4 . 4. .36,2 4. 20

F d Favec S a AN N mm

S d a

peR

Le poinçon choisi qui est un poinçon plein en acier.de forme cylindrique est sollicité à la compression

Au cours de l’opération de poinçonnage la force exercée sur le poinçon est : 40F KN

4- Calculer le diamètre « d » du poinçon pour qu’il résiste à cette sollicitation.

On donne Re= 318 N/mm2 (résistance élastique) et s = 2 (coefficient de sécurité)

5- Calculer la variation de la longueur (Δl) sachant que la longueur initiale du poinçon L0 = 200 mm;

On donne E=2.105 N/mm

2 (Module d’Young) :

6- On se propose de changer la forme de poinçon par la forme suivante :

Soit la section « S »

c- Calculer le diamètre « d » minimal du poinçon pour qu’il résiste à cette

sollicitation. On donne Re= 318 N/mm2 ; s = 5 (coefficient de sécurité) et a =20 mm

d- Tableaux de comparaison des nuances d’acier usuelles

Nuances S235 S275 S355 S460

Re (N/mm2) 235 275 355 460

Rpe (N/mm2) 47 55 71 92

Choisir les nuances qui conviennent le mieux pour que le poinçon résisté en toute sécurité :

donc on choisi les nuances S355 et S460 .

Choix d = 18 mm

Δl 0.16 mm

a

a Section carrée

Poinçon (2)

Choix d min = 36.2 mm

2

02

0 0 0

0

2 2 5

4.. . . . 4. . . . .

.

4. . 4.40000.200: 0.157

. . .18 .2.10

L F L F LE E E E F L d E L

L S L d L

F LL AN L mm

d E

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