Ce document est une proposition de planification proposé par Didier Bonte et Marc Robert. C’est le fruit d’un travail commun de réflexion sur les référentiels

NON Qualité d’état de surface obtenue  Si la plaquette n’est pas correctement serrée, elle influence négativement l’état de surface.  Si la profondeur de passe varie parce que la position de la plaquette a changée, cela va également influencer l’état de surface. • Choix des outillages (par outillage, on entend porte plaquette + plaquette) Porte outil + partie active Critères fonctionnelles : matériaux de la pièce : En fonction des différentes matières, on a des paramètres de coupe qui varie de façon très importantes. On peut à partir d’éléments d’aditions changer les paramètres d’usinabilité d’une matière. Exemple : si on ajoute du chrome à un acier, on a une meilleur usinabilité. Cf. page 120 du mémotech Barlier Poulet et page 89 du mémotech Barlier Girardin. Géométrie et qualité de la forme à générer : la géométrie de la forme ainsi que la qualité demandée imposerons un outillage bien particulier. Ex : page 119 à 126 du mémotech productique. (Cf. Centre d’intérêt n°10 du BEP MPMI)  travail de forme moins précis que le travail d’enveloppe mais plus long en temps pour un épaulement Critères techniques : Le choix de l’outil se fera en fonction de la pièce à réaliser et du moyen de production (machine). C'est-à-dire, la forme de l’outil sera adaptée à la tourelle porte-outil ou à la broche. En effet, il faut que la partie active puisse réaliser la forme à usiner. De fait, on devra choisir un outil permettant d’accueillir la partie active que l’on montera alors dans un porte-outil qui sera monté soit dans une broche machine ou une tourelle. C’est indispensable lorsque l’on fait un APEF + Contrats de phases Critères économiques : Choisir les outillages qui permettent à moindre coût une productivité maximum satisfaisant les exigences demandées. Moindre coût  prix d’achat et amortissement. Géométrie, cinématique et dynamique de l’action de coupe Géométrie de l’outil de coupe • Caractéristiques géométriques Reprendre les pages 32 et 33 de la planification des enseignements pour le BEP MPMI. On ajoutera l’angle lambda λ. C’est l’angle d’inclinaison d’arête. En ébauche, un angle négatif augmente la robustesse de l’arête de coupe.  On complétera par des exemples page 118-119 du livre productique éd Dunod pour lambda λ (texte + images) et gamma γ (tableau). • Influence des caractéristiques géométriques sur les conditions opératoires : tenue et vie de l’outil C’est l’importance des paramètres Εr (epsilon r) et rε (r epsilon). Plus Εr est grand, plus la tenue de l’outil sera importante (80° pour l’ébauche, 55° pour la finition). Et plus rε est grand, moins il y aura de risque de casse du bec de l’outil (la durée de vie augmente). type de coupe : Pour la coupe continue, discontinue, voir la planification des enseignements pour le BEP MPMI page 34.  on ajoutera en plus :  la coupe discontinue fractionne le copeau mais fragilise l’outil.  la coupe continue favorise les copeaux longs. Direction d’évacuation des copeaux : La direction des copeaux sera fonction de la position de la face de coupe. Si on a un lambda positif, le copeau s’éloigne de la pièce mais il peut rester en fil. Si lambda est négatif cela favorise la fragmentation du copeau. Valeurs angulaires : elle est faite par la face de coupe. C’est l’angle gamma (γ) qui est l’angle de coupe. Brise copeau : Cf. page 34 de la planification des enseignements pour le BEP MPMI On verra en plus :  la face de coupe des plaquettes est fabriquée de tel sorte, en fonction de la matière à usiner.  la face de coupe est « sculptée » avec des angles et des formes bien particulières. Coupe positive, négative et combinée : Voir les pages 334 et 335 de l’édition 1986 du mémotech matériaux et usinage de Barlier et Girardin ou p 346 et 347 si vous posséder l’édition de 1999. Voir le tableau p348 de cette dernière édition. • Choix des caractéristiques géométriques : - critères fonctionnels :  matériau de la pièce : La géométrie de l’outil va varier si c’est une ébauche sur un brut ou si la pièce est déjà usinée (écroûtage, impureté de surface) Écroûtage : plaquette plus robuste sinon elle risque de casser. Est plus fragile. Par rapport à la matière de la pièce, les angles (tous les angles alpha, bêta, gamma, etc.) seront spécifiques.  état du brut: Moulé, forgé, estampé, laminé, étiré et pré usiné.  Les caractéristiques géométriques changeront en fonction de plusieurs facteurs. Se rapporter au fabriquant de plaquette. - critères techniques :  matériau de la pièce : carbure, carbure revêtu, cermet, céramique  Cf. page 132 et 133  nuance de la partie active : P,M,K voir le livre de productique ed Dunod page 121. Y reprendre la classification des carbures + le tableau.  nature de l’opération : Adapter la géométrie de l’outil de manière à réaliser techniquement une opération. Ex : chambrage intérieur - Si α1 est supérieur à α alors on a du travail d’enveloppe α1 - Si α1 est égal à α alors on a du travail de forme  ne correspond pas au dessin de définition α Si α1 est inférieur à α alors la pièce est non- conforme car l’outil talonne. - critères économiques :  état des stocks : gestion des stocks des outils. On veut le minimum d’outils faisant la totalité des opérations  standardisation  disponibilité : stock d’encours minimum suffisant Choisir les outils les moins chères permettant de réaliser les usinages aux critères demandés par le dessin de définition. Cinématique de la coupe Cinématique = mouvement (de coupe, d’avance, etc.) • Caractéristiques cinématique La vitesse de coupe est fonction de la matière de la pièce, de la matière, de l’outil, du type d’usinage et de la forme de l’outil. Ex :  ARS – acier – Vc est faible (petite plage de Vc)  ex : de 12 à 30 m (variation x 2)  Carbure – acier – Vc importante (grande plage de Vc)  ex : de 100 à 300 m (variation x 4) S’explique par les frottements et l’importance de la longueur d’arête en contact. En travail d’enveloppe, on ira plus vite donc Vc augmente En travail de forme, on ira moins vite donc Vc baisse • Durée de vie d’outil : (Cf. page 140 et 141 du mémotech matériau et usinage) - facteur influençant la durée de vie de l’outil :  la forme de l’outil : si l’angle est faible, que le rayon de plaquette est faible alors on aura une usure plus rapide. Donc la durée de vie diminue.  la matière de la plaquette : la nuance (P,M,K). Si on utilise une nuance non adaptée à la matière de la pièce, on aura une usure prématuré Pour une même matière  la forme de la face de coupe : Si on a un brise copeau, on minimise les frottements donc la durée de vie augmente (Cf. p 141 du guide du technicien en productique éd 2005)  l’angle de dépouille : plus il est important, plus la plaquette est fragile. (Cf. p137 du guide du technicien en productique éd 2005)  taille de la plaquette : par taille, on sous-entend longueur d’arête mais aussi épaisseur de la plaquette.  plus elle est grande, plus la durée de vie Augmente Remarque : la forme de la pièce peut influencer sur la durée de vie. La forme de l’usinage aussi. Ex : Pièce longue : risque de vibration, de flambage de la pièce si on a une coupe discontinue, on a une usure plus rapide de la plaquette de l’outil. En effet, la coupe discontinue a pour particularité de créer des chocs. Il faut le prendre en compte lors du choix d’outil. Lubrifiant : joue sur la température et le glissement du copeau Profondeur de passe : elle influence sur l’usure de l’outil et la vitesse de coupe Vitesse d’avance : influence sur la durée de vie et la Vc Règle : Si on veut faire des essais, il ne faut pas faire varier plus d’un seul paramètre à la fois. Observation : l’usure et Vc sont influencées par les paramètres ci-dessus. Il faut donc maîtriser l’ensemble de ceux-ci lors du choix de l’outil et des conditions de coupe. - forme d’usure et de destruction : P137 du mémotech productique P147 du guide du technicien en productique éd 2005 P122 du livre productique éd Dunod 1994 P142 à 145 du mémotech matériaux et usinage - critères d’usure : direct et indirect :  vitesse de coupe (vitesse trop ou pas assez importante)  chocs  frottements  fixation de la pièce, de l’outil (porte à faux, vibrations)  chocs thermiques. • Influence des caractéristiques sur la qualité du produit : Vitesse d’avance par rapport au rayon de bec et la profondeur de passe. Qualité  état de surface et tolérance dimensionnelle p 132 et 133 du mémotech matériaux et usinage. (principalement le chapitre 4.2 sur l’état de surface). Avance en ébauche = 0.5 x rayon de bec correspond à la valeur maxi  Cf. p139 du guide du technicien en productique éd 2005  Cf. p77 du guide de la productique Nathan • Choix des caractéristiques cinématiques : - critères fonctionnels : Exigence du BE  matériau de la pièce utile pour l’ensemble. Par exemple, une pièce en bronze pour une pièce d’usure dans un ensemble. Exigence du BE  la qualité demandée de la pièce incluse dans un ensemble soit la qualité dimensionnelle, de surface, de forme, de position, d’état de surface. Par exemple, on demande une qualité H7 pour tel pièce car elle fait partie d’un ensemble H7g6. - critères techniques : Nature de l’opération  fraisage, tournage, ébauche, finition, centrage, perçage, lamage, etc. Puissance  couple outil / matière. Adapter l’outil par rapport à la puissance de la machine, par rapport à la forme de la pièce et la forme de l’outil.  page 123 du livre de productique éd Dunod Puissance de la machine  couple de la broche (rapport de 0,8 maxi du couple). Rigidité du porte-pièce et du porte-outil, mais également de l’outil. - critères économique : page 166 du mémotech matériaux et usinages :  concerne tous le chapitre 7 Gestion interne des outillages de coupe (sur machine) • Tendance et évolution des outillages (standardisation…) Tendance  ce que l’on a « tendance à faire » Évolution  amélioration, optimisation, vers ce quoi on va ! Tendance  : Standardisation (Montage et démontage rapide du porte-outil).  on parle ici de l’ensemble porte-outil (outil+porte-outil) Mettre tous les outils, rapidement dans la broche ou le magasin. Il faut également pouvoir les extraire rapidement. Pour y arriver : - même cône morse. On invite ici à standardiser les types de cônes utilisés à l’atelier. Ici, la standardisation doit se faire avant l’achat des machines car c’est souvent le constructeur qui défini le type de cône de la machine qu’il fabrique (suivant un cahier des charges).  les plus employés :  le cône SA = standard américain cône morse = emmanchement par coincement cône HSK =permet d’éviter les vibrations. Utiliser lors du travail à haute vitesse. Le cône HSK est hyperstatique - système VDI en tournage - le poka yoké : détrompeur, indexation de l’outil dans la broche - etc. • Liaison outil-machine La liaison entre l’outil et la machine se fait par le porte-outil Voici quelques combinaisons possibles : en tournage  par vis de serrage  système VDI  par mandrin à pince Permet de serrer l’outil en fraisage  cône morse  mandrin à pince  mandrin de perçage  mandrin weldom  carré d’entraînement clipsable pour les tarauds machines. • Typologie des constituants : porte-outils (liaisons mécaniques). Pour une fraiseuse, liaison entre le porte-outil et la broche.  cônes : pince extérieures  cônes SA : tirette  cônes HSK : pince intérieure Pour un tour, liaison entre le porte-outil et la tourelle porte-outils.  par vis et cales pentées  par pince  par bague  système VDI (crémaillère + appui plan cf p80 du mémotech). • Magasinage des outillages (typologie des dispositifs, capacités). - Typologie : Il existe différents types de magasinage possible, en voici une liste exhaustive : par barillet, par chaîne, par un convoyeur aérien, par une tourelle - Capacité : de 8 à 48 outils. C’est la capacité courante des MOCN • Manutention des outillages (type de manœuvre, incidence sur la productivité,…). - Temps d’échange d’outils de « copeau à copeau »   prit en compte dans les temps technologiques. - Échange en temps masqué  possible ou non selon le type d’équipement de la machine (ex : une tourelle de tour sera plus dur à préparer en temps masqué qu’un équipement destiné à une fraiseuse.  si possible :  par bras de chargement  par robot de chargement (même principe que le On vient de commettre une erreur de manutention bras avec plus d’outils. Broche Chargeur d’outils - Échange avec arrêt machine   chargement manuel dans le magasin • Type de techniques de surveillance : - Direct :  palpage de l’arête de coupe  mesurage de la pièce  bris d’outils : à l’oreille, à la vue, vidéo. - Indirect :  identification de pics de puissance  identification d’efforts (capteur de limitation avec tolérance définie)  identification de bruit (oreille, prise de son)  identification de vibration (oreille, vue)

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