Session 2008

15 rue d'Hotel Dieu86034 POITIERS CEDEX

CONCOURSE~TERNEAdmissibilite

TECHNICIEN

EN FABRICATION MECANIQUE

BAPC

*********

JEUDI19 JUIN 2008Duree : 3 heures -coef. : 3

*********

Le sujet comporte 28 pages (y compris la page de garde). Veuillez le verifier avant le debutde I'epreuve. Les 2 pages nommees « Document DT 7 et DT 8 » sont agraphees dans lafeuille-epreuve (ces 2 feuilles sont a restituer a la fin de I'epreuve avec la copie).

Important :

II vous est rappele que votre identite ne doit figurer que dans la partie superieure de la bandea entete de la copie mise a votre disposition.

Toute mention d'identite ou tout signe distinctif porte sur la copie conduira a I'annulation.

Utilisation de la calculatrice autorisee

0/28

Tous documents interdits

Usaae de la calculatrice autorise

t:1Ql-9..;. les parties 1 et 2 peuvent etre traitees independamment

PARTIE 1

A- MA TERIAUX ET TRAITEMENT THERMIQUE

D'apres leurs designations determinez la nature et la composition des materiauxsuivants :

1

C452017 A42 Cr Ma 4X 30 Cr 13Cu Zn33TA6V

Quel est le but de la trempe ?2

Apres une operation de trempe, queJ traitement thermique fait-on couramment subir aun acier et dans queJ but ?

3

B- COUPE

En fraisage dans quels cas est-il preferable d'utiliser une fraise a coupe negative ?

Qu'est ce qu'un fraisage en opposition et en avalant ? Expliquez par un schema.2

Dans le cadre d'une operation de finition vaut t-il mieux fraiser en opposition ou enavalant ? Pourquoi ?

3

Associez les vitesses de coupe pour usiner les matieres suivantes avec un outil en

acier rapide superieur :4

Duralumin

Aciers doux

Laiton

1- 1 -

C- CALCUL DE PIGE

Calculer la valeur de X sachant que les 2 piges ant le meme diametreOetaillez vas resultats

Tg 30.=0,577

Cotg 30g= 1,732

D- HYGIENE ET SECURITE EN A TELlERS

1- Que//es sont les regles elementaires de securite a faire respecter par lesetudiants et qui incombent a tous personnels lors de travaux sur machines-outils

dans un atelier d'usinage

2- Citez les organes de securite constituant la mise en confonnite d'un tour

conventionnel

1-2-

PARTIE 2

ETUDETECHNOLOGIQUE

Toutes les questions font reference a la piece etudiee -Support deculbuteur- dont le dessin de definition est fourni en document DT1 :

A- METROLOGIE

1- oecodez chaque tenne de cette cotationSi I'on desire faire un ajustement glissant que/le serait la cote a specifier pourI'arbre ?

.~~~ti ~@..

2- Entre les diametres cotes 16 H13 et 32 H61equel repond a la qualite la plusprecise ?

3- Que signifient les tolerances geometriques suivantes precisez si elles sont de

forme, d'orientation ou de position ?

3.1

~

3.2

3.3

~

4- oecodez precisement ces deux specifications

4.1

(/)16H13

4.2

~

2.-1-

B- FABRICATION

On decide de realiser cette piece en serie sur un centre d'usinage 4 axes a brochehorizontale a commande numerique

Documents techniaues remis

Dessin de definition du support d'axe de culbuteur DT1Reperage des surfaces usinees DT2Epure de la piece brute DT3caracteristiques machine DT4Symbolisation normalisee des elements technologiques DTSGamme d'usinage DT6Contrats de phase DT7 et DT8Groupes matieres fabriquant outils DT9caracteristiques outils, plaquettes et conditions de coupe DT10 a DT23

Travail demande

Sur les documents DT7 et DT8, que vous remettrez, etablissez les contrats de phase pourla realisation de I'ensemble des surfaces.

II vous est demande de definir :

La mise en position de la piece dans les 2 phases en utilisant la symbolisation deselements technologiques -document DT5

Le referentiel de programmation et I'origine programme OP

La chronologie des operations en precisant res criteres technologiques choisis: outils,plaquettes, vitesses de coupe, d'avance, carcur des vitesses de rotation et d'avance.

A I'aide des documents fournis, DT10 a DT25, vous preciserez, la reference desoutils et plaquettes choisis pour les operations de fraisage, de realisation des

diametres cotes 16 H13, 13 JS13, 32 H6.~ avec les forets a plaquettes if n 'est pas necessaire de realiser une operation de

pointage.

C- COMMANDE NUMERIQUE

Donnez le nom du langage standard de programmation en CN

Qu'est ce qu'une fonction G modale et une fonction G non modale

Pour I'usinage des surfaces 1 et 2, est t-il necessaire de programmer une correction

de rayon G41 ou G42 ?Precisez pourquoi.

2.-2-

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EPURE DE LA PIECE BRUT DE FONDERIE

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Document DT 3

Caracteristique du centre d'usinage

cu 4 Axes palettise

Courses: x = 6001 y = 6001 Z = 600

Commande numerique NUM 1060 FVitesses dlavances : rapide : 50 ni/mn

Travail: 0 a 50 m/mn

Axe B : 10 tr/mnBroche c6ne BT 40-Capacite du magasin : 40 outilsTemps de changement outil : 5 secondes de copeau a copeauVitesse maxi de broche : 14000 tr/mnPuissance: 22 kWArrosage centre outjl

Document Dr 4

Gamme d'usinageNb de pieces

Etabli par Ensemble :RamDe de cutbuieur

Brut :Pieces moutees en sab1e-

Matiere : EN -GJS -450 -1 QPiece:Support de culbuteur

Code

informatique

Cru . td '-- .

s1nage sur cen re us1nage

I horitonta1 4 axes

Usiner les surfaces

1,213,4,13

~.-

'A

i osinage sur centre diusinage

4 axesc20

--,

Us1ner les surfaces6,7,8,9.10, 11,12 ,5

Les surfaces 7,11 et12 sont des chanfreins

Document Dr 6

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kc 1.1 Inc

1350 0.21

0.221500

1500 0.25

1700 0,24

1900 0.24

0,24200G

2900 0.22

1750 0.22

1900 n.2C

0.202050

2150 0,20

Fontes1150 022

1225 11,25

1350 0,28

1470 0.30

Autres matieresNon-ferreux courants.

I Aluminium < 16% Si.

Laiton. zinc, m~gnesi~m

700 0;2516

700 0,2717

I Non-ferreux.

i Aluminium > 16% Si.

Bronze d'aluminium, cupro-nickelI' Superalliages base nickel, cobal\ ou fer <30Rc

Incoloy BOO, Inconel 601, 617, 625. Monel400260C 0.2420

'Superalliages base nickel, cobalt ou fer >30 RcInconel 718, 750-X, Incoloy 925, Monel K-500.21 3300 0,24

I Alliages de titane

Ti-6AI-4V.22 1450 0.23

Les valeurskc1.1 son! donnees pour un angle de coupe O degre. Pour les autres angles, diminuer le kc1.1 de 1% par degre d'aiJgmentationde I'al\gle de coupe et vice-versa.Nota: les valeurs de Rm sont donnees a titre indicatif pour le choix du groupe matiere.

Document Dr 9

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11

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SECCa

Document DT 12

:ode reference

lJota : certaines parties du code reference peuvent varier suivantes familIes de fraises.

Type de foretMonobloc* : SD10, SD20, SD25Brase*: SD30, SD35A plaquettes* : SD52, SD54, SD55, SD70CrownLoc: SD103, SD105

Type d'attachement1. CylindriQue2. ABS-compatible3. Sec0/Weldon4. Whistle Notch compatible5. Whistle Notch7. ISO 97668. V Dl compatible

:j;'7

=orets a plaquettes -Gamme de diametres 15-80mm

SD52

B 15-59 mm

SD55

B 15-59 mm

SD55

B 19-31 mm

Prof. de per~age maxi 5 x D.Foret ratatif au statique

Prof. deper~age maxi 3 X D.Foret rotatif ou statique.Choix de base en grand diametre

SD54 \965c:.80mmc

Prof. de per~age maxi 2 x D.Foret rotatif ou statique.Choix de base pour penetration ou sortie surfaces inclinees ou inegales

~ Choixdebase pourfortes-avances~ ~-.Possibilite de per~age de piecesempilees (a condition que lesinterstices ne depassent pas O,2mm). SD70

--015~52 mm

Prof. de per~age max( 2 x D.Foret statique.Utilisation SUI tour

Prof. de per~age maxi 2,5 x D.Foret rotatlf au statique

~llm~nt nT 1.'),

SECO~

Forets carbure brase -Gamme dia 10-25mm Crownloc- Gamme dia 12-20mm

Foret carbure monobloc -Gamme de dia 3-18mm

SD20

B 6-14 mm

SD25

B 5-18 mm

~

SD10

O 3-18 mm

=

Prof. de per~age maxi -3 x D.Foret rotatif.ReaffQtable.Arrosage exterieur

Prof. de per~3ge maxi -5 x D.Forat rotatif.ReaffOtable

.Arrosage integre

Prof. de per~age maxi -3 x D.Foret rotatif.RealfOtable.Choix de base pour petits dia.

.Arrosage integre

\Tolerance du Irou Elal de surface*Type de fore! Tolerance du fore!

Forets CW monoblo,SD10,SD20, SD25

Ra 2IJ.mm7 IT9

119

1110Forets CW brase

SD30,SD35Ra 2IJ.mkl

Crownloc

SD103. SD105 ..IT10 Ra 2IJ.mk7

+0,2

-00 "+ ,,"

-0

Forels a plaq...

SD52

SD55,3xD

*Une deterioration de I'etat de surfaceest possible en per~age d'acier Qascarbone et d'aciers inoxydables. ,

**La tolerance et I'etat de surface sontfortement depe,ndants des conditions decoupe. J

Ra 2- Ra 61l-m

Document Dr 14

SD10, SD20 et SD25Les valeur$ de depart recommandees sont marquees en caracteresgras et peuvent etreaugmentees ou diminuees en fonction de I'application.Ces conditions devront ~tre reduites en cas de manque de rigidite, durete importante dela piece ou mauvaises conditions d'arrosage en perQage profond (>3 x D).En perQage profond, un cycle de debourragepeut parfois etre necessaire.

Document DT 15

Conditions de coupe pour SD103 et SD10SLes valeurs de depart recommandees sont marquees en caracteres gras.

Avance, f (mm/tr) pour dia de foret

Vitesse de coupe,Vc (m/min)

Groupesmalieres 918.00-19.99912.00-13.99 314.00-15.99 B 16.00-17.99Geomelrie

0.25O,3n0.35

0.250.30G.35

0.200.240.30

0.220,270.32

90

110

130

p1

0.250.300.35

0.250.300.35

0.200.240.30

0.220.270.32

80

100

130

p2~3

0.25O.3G0.35

0.25-0.300.35

0.200.240.30

0.220.270.32

80

90

120

4-5 p

0.150.250.30

0.150.240.28

0.150.200.25

0.150.220.26

407090

6* p

0.120.23028

0.120.220.26

0.120.180.24

0.12

0.20

0.24

305080

M7*

0.160.180.20

0.140.160.18

0.120.140.16

0.14O.1fi0.18

405070

M8-9.

0.16

0.18

Q20

0.140.160.18

0.140.160.18

0.12

0.14

0.16

304060

M10"

0.120.160,20

0.1G0.140.18

0.080.100.14

0.100.120.16

30

40

50

M11*

0.300.400.60

0.300.400.60

0.200.300.40

0.250.350.50

100

120

160

K12

0.300.400.50

0.300.400.50

0.200.300.40

0.250.350.45

70

100

130

13-14 K

0.250.35Q45

0.150.250.35

0.200.300.40

70

90

110

K15

0.450.550.65

0.250.35

.0.45

~ c 0.50

0.60

0.350.450.55

0.400.500.60

150200250

M16

0.450.55O.fi5

0.400.500.60

0.350.450.55

0.400.500.60

100150200

17 M

.~n per~age avec des forets 5 x D (SD105) dans des aciers3 haute resistance ou des aciers inoxydalJles,ii peut etre necessaire de diminuer I'avance a I'attaque pour un meilleur autocentrage de I'outil.

Document Dr 16

Conditions de coupeLes valeurs de depart recommandees sont marquees encaracteres gras.Ces conditions devront etre reduites en cas de manquede rigidite. 'durete importante de la piece ou mauvaisesconditions d'arrosage en perl;:age profond (>3 x b).

SD30 et SD35

Les profondeurs de peryage >3 x D dans I'ac!er inoxydable avec SD35ne sont pas recommandees

Avance recommandee, f {mm/1r)Groupe mat

Seco NoO 9,85-11,99

0, 13-0, 15-0,20

B 12,00-17 ,50

0, 15-0,20-0,30

917,51-25,00 B 25,1)1-32,10

Vitesse de couperecommandee,

Vc

80-110-1401 0,15-0,20-0,30 0,20-0,25-0!30

2-3 70-85-110 0, 15-0,20-0,25 0,20-0,25-0,40 0,20-0,30-0,40 0,25-0,30-0,40

0,15-0,20-0,254-5 SO-70-90 0, 15-0,20-0,30 0,20-0,25-0,35 O,25-D,30-0,35

40-50-60 0, 15-0,20-0,25 0, 15-0,20-0,30 0,20-0,25-0,30 0,20-0,25-0,306

0,10-0,15-0,20 0,10-0,15-0,207 30-40-50 0, 15-0,20-0,25 0,20-0,25-0,30

40-50-60 0,10-0,12-0;15 0,12-0,15-0,25 0, 15-0, 18-0,30 0, 15-0,20-0,308-9

0,10-0,12-001510 35-45-55 0, 12-0, 15-0;20 0,15-0,18-0,23 0, 15-0,18-0,23

11

0, 18-0,25-0,3012 80-100-120 020-0 30-040, , , 0,25-0,35-0,45 0,30-0,40-0,50

60-80-100 0,15-0,20-0,25 0,20-0,25-0,35 0,20-0,35-0,40 0,25-0,35-0,4513-14

0,12-0,16-0,2015 50-60-70 0,15-0,20-0,30 0,20-0,25-0,35 0,25-0,30-0,35

100-150-250 0, 15-0,20-0,25 0,20-0,25-0,35 0,25-0,35-0,4516-17 0,20-0,30-0,40

-~-

Document Dr 17

Document DT 18

Alesage 8 COae reference ==:'r"~ "~=~-- c"..

Code reference -AlesoirsLes alesoirs sont normalement etudi6s pour produire un diametre au milieude la tolerance requfse. Un alesoir standard produit un diametre au milieude la tolerance H6.

Alesairs :Type 80 : !rau debouchan!Type 81 :trou borgneType 82 : trou borgne.serie courte

,

[IType d'attachement : (a determinerlorsque le type n'est pas standard)SR80 et SR81 : R1 sans plat -standard, .

SR82 : R9 avec le plat -standard.

Code reference. LamesImportant: L'alesoir et les lames doivent avoir la meme geometrie d'entree.

Taille de lamePOO, PO, P1,P2.P4

Angle de coupe

0",6",12"

SECO":

La taille deia lame est determinee par I'alesoir

Taille

de lame

Diametre

d'alesoir b s

Irb

POO5,90-6:874

6,875~,749

1,5ET

~7

8.750-12.749

.12.750-19.499

I 19.500-60.590

f

---

-1,5

220

~ 2:3

Seleclion du type d'entree

Nota: L'alesoir et la lame doivent avoir la meme entree.

EN1 -Applications generales "EN2 .Entree courte

0,6li

3°1:~~ .

I

EN3 .Haute qualite d'etat de surface

~r I. .

i ~F~' 1- .0730.( 1" I I "-

.~

~& 1~~ ~ 2.0 I

15.( .1 L .r--,

.3~.

Surepaisseur maximum: 0.5mm au dia.Etat de surface. Ra 0,2-0,6 IJ.m.Vitesse de coupe < BOm/mnTaus materiaux sauf aluminium.A utiliser lorsQua Ra doit etre< 0.3 -0,4 IJ.m.

Surepaisseur maximum: O,5mm au dia.Eta! de surface: Ra 0,3-0.8 I1m.

Surepaisseur maximum 0,3 mm au dia.Etat de surface Ra 0.4-1,2 fJ.m.Avance maxi 0,2 mmltour.A utiliser uniquementlorsqu'une entreecourte est necessaire.

Lment Dr 19

.Type d'entree standard :EN1, EN2, EN3

Alesoirs a lame amovib~e BlflX .SR80 5,5B=C) ~~~

Document Dr 20

Alesoirs a lame amovible BIFIX ..SR81~l,-=~'~ ,"

f$;,,~~.!.,sI; "'

Trous borgnes

nn~llm~nt nT

~ E ;r-~ ".

~i~ ""g

Utiliser le tableau de selection de lame pour choisir les alternativespour une productivite plus elevee ou pour une securite accrue.

I Resistance

a I'usure

TBnacitl\"':0~

-=>-><Q

.5

~...<

..c. .: :" .;.,e;. ". c:

Relerence.,c.0

LI-

~0;cr

Taillelame

><~e

~=oz I Productivlle I Polyvalence Securile Lame

~xx-~~x-~~ ~Pxx-ENx-O6 I

Pxx-ENx-12

Pxx-ENx-OO

Pxx-ENx-O6

~I

Pxx-ENx-OO

Pxx-ENx-O6

Pxx-ENx-12

Pxx-ENx-O6 I

H15

H15

H15

CP20

CP20

CP20

CP15

CP15

CP15

CM

~

...~

"'~

c:c~

cc~

x

Nuances

CP20 RevalueNuance polyvalente pour la plupart des materiau~a I'exceplion de I'aluminium

r~[~N~ TiN

CP15 RevetueNuance rBsistante a j'usure. alternative au CP20. Pour optimisation de I'usinage desaciers et desfontes. Egalement adaptBe a I'usinage des non-ferreux.

Ti (G, N)

H15 Non revelueNuancefenace pour.lous materiaux lorsqu'une arete vive est nece~saire

CM GermelNuance Ires resistante a )'usure pour I'optimisation de I'usinage des aciers

Document DT 22

SECO cm",11

Cho'x de Jame et recommandations de conditions de coupeUtiliser le tableau pour definir les valeurs de vitesse de coupe et d'avance.La surepaisseur maximum figure egalement dans ce tabJeau. Pour une nouvelle applicationd'alesage, nous preconisons d'utiliser des conditions de coupe plus basses pour la mise enroute. Pour i'optimisation, ii conviendra d'augmenter graduellement les conditions de coupe

Surepaisseurau dia

Vitesse de coupe, Vc (m/min)Lames

Groupsmat.Ssco

No

H15 CP20 CP15 CM

Arrosage ArrosaQe ArrosaQe ~~IAngledel 9<9

coupe mm

0?;9mm

Avancemm/lourNuance Inter Exter Inter Exter Inter Inter

CP20-CP15- 16°.12° 1 0,10H15-CM

0,201-4 0,1-0,2-0,3 SD-70-90 25 90-105-120 I 60 90-120-1501100-200--300

CP20-CP15H15-CM

5-6 ,12.1 0,10 0,20 0,1-0,2-0,3 3D-35-40 25 3D-40-50 25 40-50-70 1100-150-200

CP20-CP15H15-CM

7 00, 6° 0, 10 0,20 0, 1-0,2-0,3 30-35-40 25 30-40-50 25 40-50-70 1100-110-120

8-11 I CP20-CP15-H151 12. 0,08 0,10 10,1-0,15-0,201 15-20-30 10 20-30-40 20-40-5015

CP15-CP20-H151 0., 6. ! 0,2-0,31 0,3-0,51 0, 1-D,2-0,312 50-65-80 20 80-90-100 60 80-100-120

13 CP15-CP20-H151 00, 6. I 0,2-0,3 I 0,3-0,5 ! O, 1-0,2-0.3 50-65-80 20 80-90-100 60 80-100-120

14 CP15-CP20-H15! 00, 6. 10,2-0,31 0,3-0,51 0,1-0,2-0,3 40-50-60 20 60-70-80 50 60-80-100

15 CP15-CP20-H151 0°,6° 1°,2-0,31 0,3-0,51 0,1-0,2-0,3 40-50-60 60-70-8020 50 60-80-100

12. I 0,2-0,3 I 0,3-0,51 0, 1-0.2-{),316 H15-CP15 50-65-150 5(}-80-15030

~

17 -1-2-: -l~ , 2--0~-~o~ 51 ::-0;~~ -; ~~~~~1---;l---=--H15-CP15 50-80-150

20. CP15-GP20-i6"-12"1-o,OB 0;1 O;1'-'0;1~=0,2 -12~15"'25--f--=-- 12=15=2S---

~

21. CP15-CP20 16"-12"1 0,08 0, 1 0,1-0.15-0,2 12-15-25 12-15-25

22* 12° 0,08 0,1 O,1-0,15-D,2H15 20-30-40 12-15-25

.Groupes 20. 21 et 22 : patins CW recommandes. Contacter Seco.

Document Dr 23

CONTRAT DE PHASE

~INombre -

Mati-er~ .

Brut

.~~~!!~.~!\'?'!.P.'!~ !~t.s

EN-GJS-450-10

Moule,

Oesianation : Fraisage/Per9age/Alesagel-Taraudage

'..1achine -c~ : Centre d'usinage 4 axes

horizontal., ,' , ,.. , " .'..". ...,

Parte -piec~Montage modulaire

"' .,.,"',..,""",.,""',.,"' ", """ .,"",..".,..,..," -.j III I I I I I I I I I I I

:

~

-1~

I I I I I I I I I I I I I I I I I I 1 I I

tNAGE PARAMETRES DE COUPE

~ep Designatioh 'Vmlmn TmmlfimmldtJtr

!N~/mn QUfllSmrr1/mn

Document Dr 7

CONTRAT DE PHASE

S;~~!'.c;>~. d'axe;. -t".a.~!!9.~!~'?-~.P.'!~)~t.~.

E~GJS-450-10

Moule"...,

~'e!I!ent

~~c~nsembie

]semble :

Norn!?~I' Matiere

§.M.~~~R~.~~.~.~~~~'!~l;I~.

t.!ise en DOSrnOn Porte -pieceMontage modulaire

-.-r I [ t I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I .I I I I I I I I I t I I I I I j tt II I 1.11 I I I

-a

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1:.-

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~lLlllJJtll t I' I I 1 I I! I I I I I I

OPERATIONS O'USINAGE j PARAMETRES DE COUPE

I!Vmlinn OUTILS~epl Oe.signatiorc f mmltr

mm/dt/tr

IN ~/mii IVrmmlmn

1

Document Dr 8