Exercices Corrigés sur la Gamme d’Usinage
Voici une série d’exercices corrigés sur la gamme d’usinage, qui est un document essentiel décrivant les différentes étapes nécessaires pour fabriquer une pièce mécanique. Ces exercices couvrent des situations concrètes, où vous devrez définir les étapes de production, choisir les outils appropriés, et définir les paramètres d’usinage.
Exercice 1 : Élaboration d’une gamme d’usinage pour une pièce cylindrique
Contexte :
Vous devez usiner une pièce cylindrique en acier de diamètre 50 mm et de longueur 100 mm à partir d’une ébauche de 55 mm de diamètre et 110 mm de longueur. Les tolérances sur le diamètre final sont de ±0,1 mm et sur la longueur de ±0,2 mm. La surface doit être tournée avec une finition de qualité Ra 1,6 µm.
Question :
Élaborez une gamme d’usinage pour cette pièce, en indiquant les opérations, les outils, et les paramètres d’usinage.
Correction :
Opération 1 : Dressage de face
- Objectif : Obtenir une longueur de 100 mm (tolérance ±0,2 mm)
- Outil : Outil à dresser
- Paramètres : Vitesse de coupe 120 m/min, avance 0,2 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
- Machine : Tour
Opération 2 : Dressage de la deuxième face
- Objectif : Assurer la perpendicularité et obtenir la longueur finale de 100 mm
- Outil : Outil à dresser
- Paramètres : Vitesse de coupe 120 m/min, avance 0,2 mm/tour, profondeur de passe 1 mm
Opération 3 : Dressage du diamètre extérieur
- Objectif : Réduction du diamètre à 50 mm avec une tolérance de ±0,1 mm
- Outil : Outil à charioter à plaquette carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 140 m/min, avance 0,3 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
- Contrôle : Vérification du diamètre avec un micromètre
Opération 4 : Finition du diamètre
- Objectif : Assurer une finition de qualité Ra 1,6 µm
- Outil : Outil de finition à plaquette carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 200 m/min, avance 0,1 mm/tour, profondeur de passe 0,5 mm
Opération 5 : Contrôle final
- Objectif : Vérification des tolérances de longueur et de diamètre
- Outils de contrôle : Micromètre (diamètre), pied à coulisse (longueur)
Exercice 2 : Gamme d’usinage pour une pièce prismatique avec un perçage central
Contexte :
Vous devez usiner une pièce prismatique en aluminium de dimensions 100 mm × 50 mm × 20 mm, comportant un perçage central de 20 mm de diamètre sur une profondeur de 10 mm. La pièce est brute et mesure initialement 110 mm × 55 mm × 25 mm.
Question :
Définissez les différentes opérations nécessaires pour fabriquer cette pièce, en précisant les outils et les paramètres d’usinage.
Correction :
Opération 1 : Surfaçage de la face supérieure
- Objectif : Obtenir une épaisseur de 20 mm
- Outil : Fraise à surfacer en carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 300 m/min, avance 0,2 mm/dent, profondeur de passe 1 mm
- Machine : Fraiseuse
Opération 2 : Dressage des quatre côtés
- Objectif : Obtenir les dimensions 100 mm × 50 mm
- Outil : Fraise 2 tailles
- Paramètres : Vitesse de coupe 250 m/min, avance 0,15 mm/dent, profondeur de passe 1,5 mm
- Contrôle : Vérification des dimensions à l’aide d’un pied à coulisse
Opération 3 : Surfaçage de la deuxième face
- Objectif : Obtenir une épaisseur finale de 20 mm
- Outil : Fraise à surfacer
- Paramètres : Vitesse de coupe 300 m/min, avance 0,15 mm/dent, profondeur de passe 0,5 mm
Opération 4 : Perçage du trou central
- Objectif : Perçage du trou de 20 mm de diamètre avec une profondeur de 10 mm
- Outil : Foret carbure Ø20 mm
- Paramètres : Vitesse de coupe 180 m/min, avance 0,2 mm/tour
Opération 5 : Chanfreinage des arêtes du perçage
- Objectif : Chanfreiner les arêtes pour enlever les bavures
- Outil : Fraise à chanfreiner Ø45°
- Paramètres : Vitesse de coupe 150 m/min, avance 0,15 mm/dent
Opération 6 : Contrôle final
- Objectif : Vérification des dimensions finales et du perçage
- Outils de contrôle : Pied à coulisse (dimensions), jauge de profondeur (profondeur du perçage)
Exercice 3 : Gamme d’usinage pour une pièce avec filetage externe
Contexte :
Vous devez usiner une tige en acier de diamètre 20 mm et de longueur 150 mm, avec un filetage externe M20×1,5 sur une longueur de 50 mm à une extrémité.
Question :
Élaborez une gamme d’usinage pour cette pièce, en précisant les outils, les étapes et les paramètres de coupe.
Correction :
Opération 1 : Dressage de la face avant
- Objectif : Obtenir une longueur de 150 mm avec une face propre
- Outil : Outil à dresser
- Paramètres : Vitesse de coupe 120 m/min, avance 0,2 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
- Machine : Tour
Opération 2 : Dressage du diamètre extérieur
- Objectif : Assurer un diamètre constant de 20 mm sur la longueur de 150 mm
- Outil : Outil de chariotage à plaquette carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 140 m/min, avance 0,3 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
Opération 3 : Filetage externe M20×1,5
- Objectif : Réalisation du filetage sur une longueur de 50 mm
- Outil : Porte-outil à fileter avec plaquette pour filetage externe
- Paramètres : Vitesse de coupe 60 m/min, avance 1,5 mm/tour
- Contrôle : Vérification du filetage avec une jauge de filetage
Opération 4 : Chanfreinage de l’extrémité filetée
- Objectif : Chanfreiner l’extrémité du filetage pour faciliter l’assemblage
- Outil : Outil à chanfreiner Ø45°
- Paramètres : Vitesse de coupe 80 m/min, avance 0,2 mm/tour
Opération 5 : Contrôle final
- Objectif : Vérification des dimensions et du filetage
- Outils de contrôle : Pied à coulisse (dimensions générales), jauge de filetage (pour la qualité du filetage)
Exercice 4 : Gamme d’usinage pour une pièce complexe avec un alésage
Contexte :
Vous devez usiner une pièce en acier avec les caractéristiques suivantes : un diamètre extérieur de 100 mm, une longueur de 80 mm, et un alésage de 50 mm de diamètre et 60 mm de profondeur centré dans la pièce.
Question :
Définissez la gamme d’usinage, en détaillant chaque étape avec les outils et paramètres nécessaires.
Correction :
Opération 1 : Dressage de la face avant
- Objectif : Obtenir une surface plane et propre pour la face avant
- Outil : Outil à dresser
- Paramètres : Vitesse de coupe 120 m/min, avance 0,2 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
Opération 2 : Dressage du diamètre extérieur
- Objectif : Réduction du diamètre extérieur à 100 mm (tolérance ±0,1 mm)
- Outil : Outil de chariotage
- Paramètres : Vitesse de coupe 130 m/min, avance 0,
- Opération 3 : Alésage du trou central
- Objectif : Réaliser l’alésage de 50 mm de diamètre avec une profondeur de 60 mm
- Outil : Alésoir carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 100 m/min, avance 0,2 mm/tour, profondeur de passe 2 mm
- Contrôle : Utilisation d’un micromètre d’intérieur pour vérifier le diamètre et la jauge de profondeur pour vérifier la profondeur.
- Opération 4 : Finition de l’alésage
- Objectif : Assurer une bonne qualité de surface à l’intérieur du trou avec une finition de qualité Ra 1,6 µm
- Outil : Alésoir de finition
- Paramètres : Vitesse de coupe 150 m/min, avance 0,1 mm/tour
- Contrôle : Vérification de la surface à l’intérieur de l’alésage avec un rugosimètre pour contrôler la qualité de surface.
- Opération 5 : Chanfreinage des bords de l’alésage
- Objectif : Chanfreiner les bords pour enlever les bavures et faciliter l’assemblage
- Outil : Fraise à chanfreiner à 45°
- Paramètres : Vitesse de coupe 120 m/min, avance 0,2 mm/tour
- Opération 6 : Contrôle final
- Objectif : Vérification des dimensions finales du diamètre extérieur et de l’alésage ainsi que la qualité de la surface
- Outils de contrôle : Micromètre d’extérieur (diamètre extérieur), micromètre d’intérieur (diamètre de l’alésage), rugosimètre (qualité de surface).
Exercice 5 : Gamme d’usinage pour une pièce prismatique avec poches et trous percés
Contexte :
Vous devez usiner une pièce prismatique en aluminium de dimensions 150 mm × 80 mm × 40 mm. La pièce comporte deux poches carrées de 40 mm de côté et 10 mm de profondeur, ainsi que quatre trous de 10 mm de diamètre disposés aux coins de la pièce.
Question :
Décrivez les étapes de la gamme d’usinage pour réaliser cette pièce, en précisant les outils, les opérations et les paramètres.
Correction :
- Opération 1 : Surfaçage de la face supérieure
- Objectif : Obtenir une épaisseur de 40 mm avec une surface plane
- Outil : Fraise à surfacer en carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 250 m/min, avance 0,2 mm/dent, profondeur de passe 1 mm
- Machine : Fraiseuse CNC
- Opération 2 : Dressage des côtés
- Objectif : Réaliser les dimensions extérieures de la pièce (150 mm × 80 mm)
- Outil : Fraise 2 tailles
- Paramètres : Vitesse de coupe 220 m/min, avance 0,15 mm/dent, profondeur de passe 1,5 mm
- Contrôle : Vérification des dimensions avec un pied à coulisse
- Opération 3 : Surfaçage de la deuxième face
- Objectif : Obtenir la finition plane de la deuxième face avec une épaisseur de 40 mm
- Outil : Fraise à surfacer
- Paramètres : Vitesse de coupe 250 m/min, avance 0,15 mm/dent, profondeur de passe 0,5 mm
- Opération 4 : Usinage des poches carrées
- Objectif : Réaliser les poches de 40 mm de côté et 10 mm de profondeur
- Outil : Fraise deux tailles en carbure
- Paramètres : Vitesse de coupe 300 m/min, avance 0,2 mm/dent, profondeur de passe 2 mm
- Contrôle : Vérification des dimensions des poches avec un pied à coulisse et une jauge de profondeur
- Opération 5 : Perçage des trous
- Objectif : Percer les trous de 10 mm de diamètre aux coins de la pièce
- Outil : Foret carbure Ø10 mm
- Paramètres : Vitesse de coupe 200 m/min, avance 0,15 mm/tour
- Contrôle : Vérification des diamètres des trous avec des piges de contrôle
- Opération 6 : Chanfreinage des arêtes des trous
- Objectif : Enlever les bavures et créer un chanfrein pour les trous
- Outil : Fraise à chanfreiner Ø45°
- Paramètres : Vitesse de coupe 180 m/min, avance 0,2 mm/dent
- Opération 7 : Contrôle final
- Objectif : Vérification des dimensions générales de la pièce, des poches et des trous
- Outils de contrôle : Pied à coulisse (dimensions extérieures), jauge de profondeur (poches), piges de contrôle (trous)
Ces exercices permettent de se familiariser avec l’élaboration d’une gamme d’usinage pour différentes pièces mécaniques, qu’il s’agisse de pièces cylindriques, prismatiques, filetées ou percées. Ils couvrent les principales opérations telles que le dressage, le perçage, le filetage, l’alésage, ainsi que les contrôles nécessaires pour s’assurer du respect des tolérances.
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