Transcript iii. technologies de la mip

LA LIAISON
ENCASTREMENT
ou LIAISON COMPLETE
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I.Problématique
Poly p
1) Quelles sont les Fonctions?
Positionner deux pièces
FT1
entre elles
FP
Réaliser une
liaison
encastrement
entre 2 pièces
Maintenir deux pièces
FT2
entre elles
FT3
Transmettre
efforts
(Encaisser)
…/…
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les
2)Critères de choix (Fonctions contraintes)
• Coût
• Réglage de la position
• Démontabilité
• Esthétique
• encombrement
• Intensité des charges
•…
…/…
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II. MIP/MAP
Une liaison encastrement se fait tout d’abord en positionnant
une pièce sur une autre,
c’est la MIse en Position
MIP
Puis, on fixe ces 2 pièces ensembles,
=> c’est le MAintient en Position
MAP
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Les solutions :
•Appui plan,
•Appui plan centrage court,
•Appui plan centrage long,
•…
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
a) Croquis
Evidement (ou autre) pour
éviter l’usinage, et pour un
meilleur positionnement
Machine
Sol
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
b) Exemple
Eclaté d’un moteur
V6 L7X de RENAULT
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
Entre le couvercle 4 et le
corps 1
Entre l’établi et le corps 1
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…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
c) Analyse Critique
MIP utilisée pour
•
•
•
sa grande stabilité,
Les machines « lourdes » ou en présence
de grande surface (bloc cylindre)
Coût très faible.
La précision de la MIP
peut être améliorée par 1
ou 2 pions de centrage
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
Pion ou bague de
centrage
Goupille Elastique
Protège l’axe du
cisaillement
Appui Plan
…/…
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1. Appui plan ou Semelle
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2 Pions de centrage
f10
H7 g6
?
Appui Plan
f10
H7 m6
Pions montés serrés dans S2 et avec jeu dans S1.
Quels sont les ajustements correspondants?…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
1. Appui plan ou Semelle
Mais comment usine t’on un axe f10 et de
longueur 20mm coté avec 2 ajustements
différents???
…/…
…/…
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1-Réglage de l’outil pour l’ajustement g6
2- Arrêt Usinage pour le réglage de l’outil pour l’ajustement m6
m6
g6
IT6
Pièce finit (ajustements
exagérés)
3- Tronçonnage
Tout ça pour usiner en grande série des pions de 20mm de long
…/…
Conclusion:
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On usine le pion à m6 et [email protected]
modifie l’ajustement de l’alésage
1. Appui plan ou Semelle
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2 Pions de centrage
F7 m6
f10
H7 g6
?
Appui Plan
f10
H7 m6
Pions montés serrés dans S2 et avec jeu dans S1.
Quels sont les ajustements correspondants?…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2. Appui plan Centrage Court
a) Croquis
L
Centrage
de longueur
L
prépondérant devant
D
fd H7-h6
d
L’appui plan est
la longueur L du
centrage
Appui Plan
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2. Appui plan Centrage Court
b) Exemple
…/…
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2. Appui plan Centrage Court
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
Entre l’interface 24 et le
corps 1
Entre le couvercle 25 et
le corps 1
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
2. Appui plan Centrage Court
c)Analyse Critique
•MIP utilisée pour
– dans le cas d'assemblages sollicités en
puissance et besoin de stabilité
– ou en étanchéité
•Ce n'est pas la solution la plus économique (+ l’appui plan
augmente, plus le coût de l’usinage augmente)
•On veillera à respecter des proportions telles que L<d/10
afin d'assurer une mise en position isostatique
•La rotation sur l’axe peut être annulée par un ergot ou 1
pion de centrage
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
3. Appui plan Centrage Long
a) Croquis
L
Centrage
de longueur
L
centrage est
D
fd H7-h6
d
La longueur L du
prépondérante devant
l’appui plan
Appui Plan
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…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
3. Appui plan Centrage Long
b) Exemple
…/…
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3. Appui plan Centrage Long
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Entre l’arbre 15
et le plateau 18
+ pion
Entre l’axe 11 et
l’arbre 5
Entre la poulie 30 et
l’arbre 5
+ clavette
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
3. Appui plan Centrage Long
c)Analyse Critique
•MIP utilisée pour
– dans le cas d'assemblages fortement sollicités en
puissance
•Ce type de mise en position est économique (peu de
copeaux).
•Afin de garantir un positionnement isostatique, on veillera
à assurer un rapport L/D > 1.
•La rotation sur l’axe peut être annulée ou réglée par 1 pion
de centrage, ergot, 1 clavette, des cannelures,
dentelures…
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
4. Autres
a) Croquis
Centrage
Peu coûteux
Goupille fusible
Emmanchement conique
serrage en même tps
Méplat…
coûteux
pratique
…/…
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4. Autre
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Entre l’interface 24 et
l’arbre 15
+ Vis à téton
Entre la noix 7 et
l’arbre 16
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
5. Les arrêts en rotation
C : couple de 2 sur 1
Arbre 2
Alésage 1
…/…
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
5. Les arrêts en rotation
a) Les Ergots – Vis à Téton
…/…
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5. Les arrêts en rotation
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b) CLAVETTE - VOCABULAIRE
Clavette
Rainure
Trou
oblong
…/…
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5. Les arrêts en rotation
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b) CLAVETTE - USINAGE
Usinage de la rainure
Mortaisage
Outil
…/…
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5. Les arrêts en rotation
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b) CLAVETTE
Usinage de la rainure
Brochage
…/…
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5. Les arrêts en rotation
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b) CLAVETTE - CONCEPTION
J2
fD H7 h6
Arête du
bas de la
rainure
J1
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MIP?
Appui Plan Centrage Long
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…/…
…/…
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5. Les arrêts en rotation
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b) CLAVETTE - CONCEPTION
Désignation :
Clavette « type », forme « », a x b x L
Exemple :
Clavette parallèle, forme A, 14 x 9 x 50
…/…
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b) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
Les valeurs a et b sont standards.
Afin que le couple C soit correctement transmis, il
faudra dimensionner la longueur L
…/…
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b) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
La longueur L est calculée afin d’éviter le matage
Le matage est une déformation plastique localisée de
la matière sous l'effet d'un choc ou d'une pression
élevée.
…/…
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…/…
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b) CLAVETTE - DIMENSIONNEMENT
C
1- Relever ou déterminer le
couple C
et en fonction de
l’encombrement, s’imposer les
valeurs a*b
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…/…
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On isole la clavette
£PAlésage/Clavett
£TAlésage/Clavee
a
tte
£PArbre/Clavette
C
b
L?
£TArbre/Clavett
e
Hypothèses:
La pression est supposée uniforme et constante sur la surface
Le point d’application de l’effort tranchant T est situé sur le
diamètre de l’arbre
2- Déterminer l’effort tranchant en Newton
Effort tranchant (N)
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Couple (N.mm)
T=C/(d/2)
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Diamètre de l’arbre
(mm)…/…
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On isole la clavette
£PAlésage/Clavett
£TAlésage/Clavee
a
tte
£PArbre/Clavette
C
b
L?
£TArbre/Clavett
e
3- A partir de l’effort tranchant déterminer la pression
subit par la clavette
P=T/S = T/(L*b/2) = (C/(d/2))/(L*b/2)
Pression (MPa)
P=4.C/(d.b.L)
Diamètre , hauteur ,
Longueur (mm)
…/…
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Clavette utilisée pour une liaison glissière avec
transmission de couple
Clavette utilisée pour une liaison glissière sans
transmission de couple
Clavette utilisée pour une liaison encastrement
4- Cette pression doit être inférieure à la pression
admissible du matériaux
Ecrire la condition de résistance P<Padm…/…
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5- Conclure sur L :
P=T/(L*b/2) < Padm
=> T < Padm. L*b/2
=> T/(Padm*b/2) < L
Longueur clavette
(mm)
Hauteur clavette
(mm)
L > 2.T / (b. Padm)
Pression (MPa)
Effort tranchant (N)
APPLICATION: Scie de Marqueterie
Le moteur de la scie de marqueterie développe une puissance de 500 W à 1000
tr/min. Cette puissance est transmise à la poulie 30 par la courroie trapézoïdale
(non représentée sur le dessin d’ensemble).La clavette 27 (Type parallèle, forme A,
5x5x13) transmet le couple de la poulie à l’arbre 5 sous un mode de
fonctionnement par à-coups et vibrations.
1.Le rapport de réduction de la transmission par poulie étant de ½, déterminer le
couple transmis par la courroie à la poulie 30.
2.Vérifiez la tenue de la clavette.
…/…
3.Conclure.
Hypothèses de calcul: Rapport de réduction d’une transmission par poulie
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courroie : R= Ns/Ne=Ce/Cs ; Puissance = C.w. Le rendement est supposé égal à 1
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APPLICATION: Scie de Marqueterie
Le moteur de la scie de marqueterie développe une puissance de 500 W à 1000 tr/min.
Cette puissance est transmise à la poulie 30 par la courroie trapézoïdale (non
représentée sur le dessin d’ensemble).La clavette 27 (Type parallèle, forme A, 5x5x13)
transmet le couple de la poulie à l’arbre 5 sous un mode de fonctionnement par à-coups
et vibrations.
1.Le rapport de réduction de la transmission par poulie étant de ½, déterminer le
couple transmis par la courroie à la poulie 30.
Hypothèses : Rapport de réduction R= Ns/Ne=Ce/Cs; Puissance = C.w
Moteur
électrique
Pm
wm
courroie
P30
w30
R=½
R=ω30/ ωm=Cm /C30 = ½
 C30=Cm*2
 C30=(Pm/ ωm)*2
 C30 ={500/[(2π/60)*1000]}*2
 C30 =4.77*2
 C30 =9.54 m.N
Poulie 30
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2. Vérifiez la tenue de la clavette.
P=4.C/(d.b.L)
P = 4.C30/(d.b.L)< P admissible
On mesure d= 14mm
=> P= 4*9,54*103/(14*5*13) = 41,9 MPa > Padm
3. Conclure.
La pression calculée est supérieure à la pression admissible,
la clavette ne résistera pas à la pression, elle est donc mal
…/…
dimensionnée
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - VOCABULAIRE
Cannelures
extérieures
Cannelures
Intérieures
…/…
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - USINAGE
Brochage pour l’alésage
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - USINAGE
Fraise pour l’arbre
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - CONCEPTION
RECOMMANDE
fd H7-h6
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - CONCEPTION
JEU
fd H7-h6
Désignation : Cannelures « type », N x d x D
Exemple : Cannelures à flancs parallèles, 14 x 9 x 12
Ajustement pour assemblage fixe :fd H7 h6 (ou 7)
Cannelures Bombées ou en
développantes de cercles
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Empreinte de l’outil
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
Les valeurs D, d et B sont standards.
Afin que le couple C soit correctement transmis, il
faudra dimensionner la longueur L
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
1. Relever ou déterminer le couple C et en fonction de
l’encombrement, s’imposer les valeurs d, D
2. Déterminez l’effort tranchant T tel que :
T=C/(Rmoy) avec Rmoy= (D+d)/4
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
3. A partir de l’effort tranchant écrire la pression subit par la
cannelure
P=T/(A.L)
A: surface portante équivalente (voir tableau) en mm²/mm
L : Longueur du contact en mm
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - DIMENSIONNEMENT
4. Ecrire la condition de résistance pour éviter le matage
P<Padm (en MPa)
Choisir Padm dans le tableau, suivant les conditions de
fonctionnement
5. Conclure sur la longueur des cannelures :
L > T / (A.Padm)
Rq : L<2,5d pour faciliter le brochage (usinage)
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5. Les arrêts en rotation
III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
c) CANNELURES - APPLICATION
Scie de Marqueterie
On se propose de remplacer la clavette 27 par des cannelures à flancs
parallèles (le diamètre de l’arbre sera de 17 mm au maximum).
Déterminez la longueur minimale des cannelures.
P=T/(A.l)
P= C30/ {[(D+d)/4]*A*l}
avec 30<Padm<60MPa
L30=9540/{[(16+13)/4]*4*30}=10.9mm
L60=9540/{[(16+13)/4]*4*60}=5.5mm
5.5 mm < L <10,9 mm
On prendra pour des raison de sécurité L>11mm
Pour assurer le centrage long, il faudra L encore plus grand!
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III. TECHNOLOGIES DE LA MIP
6. Choix d’un élément d’arrêt en rotation
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IV. TECHNOLOGIES DE LA MAP
1. Assemblages démontables
Les solutions :
•Vissage,
•Clipsage,
•adhérence,
•Soudure pour composants électroniques
•…
…/…
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Vis H, M16-20, 6.8
Y
S
- Y : permet de déterminer la résistance élastique du matériau en
daN/mm²
Re=Y*S ici, Re= 6*8= 48 daN/mm²
- S : c’est le 1/10ème de la résistance minimale à la rupture par
traction Rr du matériau en daN/mm²
S=Rr/10 => Rr=10*S ici, Rr= 60 daN/mm²
Déformation
Plastique
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Rupture
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…/…
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IV. TECHNOLOGIES DE LA MAP
2. Assemblages Indémontables
Les solutions :
•Le Frettage,
•le collage,
•le soudage ,
•…
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Liaison complète
entre les pièces :
Décrivez la solution (démontable ou non),
la MIP, justifiez le choix du concepteur
la MAP (nom des pièces + repère), justifiez le choix du
concepteur
MIP : cylindre long
Justificatifs : positionnement latéral et angulaire précis % x et z, et réglage latéral possible % y. Grand
cylindre pour éviter la flexion de celui (ce qui entraîne une baisse de précision)
24 et 15
(voir vue B-B)
MAP
: par tampons tangents 36,37 et 35
Justificatifs
: Cela permet un dévissage rapide et un vissage conséquent
(c/e les selles de vélo)
MIP : Appui plan centrage long et pion de centrage 21
Justificatifs : positionnement latéral et angulaire précis % x, y et z pour que la lame puisse rentrer dans
20. Doit encaisser le couple transmis par l’ensemble planche+18. peu coûteux.
18 et 15
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MAP
: Arbre fileté + rondelle d’appui + écrou 22
Justificatifs : La rondelle d’appui augmente la surface d’appui
et évite de le dévissage, l’écrou 22 se sert avec une clef
coudée avec un couple élevé et se noie dans un lamage,
l’arbre est fileté pour augmenter le diamètre nominale du
filetage et donc le couple de
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serrage
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THE END
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