Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Le but de cet article est de détailler le calcul d’une broche d’un tour à commande numérique. Pour cela, la détermination analytique des efforts de coupe fait l’objet d’une première partie, qui traitera également des autres actions de l’outil. L’étape de la conception de la broche est ensuite étudiée, à travers l’analyse de son fonctionnement, de l’hyperstatisme de son mécanisme et encore de l’étude des efforts radiaux transmis par les différents paliers. L’arbre de broche et sa fabrication font l’objet de la troisième partie de cet article. Cette étude permet d’aider au choix des procédés, de l’usinage ou encore du référentiel de mise en position, grâce à une analyse poussée des spécifications de l’outil.
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Wassila BOUZID : Laboratoire de Génie de Production Mécanique et Matériaux : ENIS, Sfax, Tunisie
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Kacem SAÏ : Laboratoire de Génie de Production Mécanique et Matériaux : ENIS, Sfax, Tunisie
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Amara NEJI : Laboratoire de Mécanique des Solides et des Structures, et des Développements Technologiques, ESSTT, Tunis
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Ali ZGHAL : Laboratoire de Mécanique des Solides et des Structures, et des Développements Technologiques, ESSTT, Tunis
INTRODUCTION
Ce travail repose sur l'étude de la broche d'un tour à commande numérique. Ce tour est équipé de deux axes linéaires
et
et d'un axe rotatif
. Le tour est muni d'une tourelle arrière qui est équipée de 12 postes outils, dont 6 sont tournants, appelés aussi outils motorisés ou radiaux. Ces outils sont des fraises ou forets pouvant tourner à une vitesse maximale égale à 6 300 tr/min. Ceci élargit la gamme de pièces pouvant être réalisées sur cette machine et lui accorde le nom de « centre de tournage ».
L'étude de la broche se compose de trois parties indépendantes. La première partie de ce travail porte sur la détermination analytique des efforts de coupe appliqués par l'outil sur la pièce en chariotage. Quant à la deuxième partie, elle consiste à l'analyse du fonctionnement de la broche en vue de proposer une deuxième conception. L'analyse de la fabrication de l'arbre de broche fait l'objet d'une troisième partie. Elle a pour objectif de choisir les procédés, de déterminer l'ordonnancement de l'usinage des différentes surfaces et de choisir le référentiel de mise en position permettant de respecter toutes les spécifications fonctionnelles imposées sur le dessin de définition.
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Étude de la fabrication de l'arbre de broche2. Étude de conception de la broche
On se propose dans une première étape d'étudier la conception du système d'entraînement et de guidage de la broche définie par le dessin d'ensemble du document 1 (figure 15, page 14). Les données caractérisant la broche sont les suivantes :
-
Palier arrière constitué de deux roulements à billes à contact oblique (B7020E.T.P4S.UL selon FAG), angle de contact : α ≥ 25o.
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Palier avant constitué de trois roulements à billes à contact oblique (B7022E.T.P4S.UL selon FAG), angle de contact : α ≥ 25o.
-
Poulie :
-
diamètre primitif : D p ≥ 220 mm
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tensions des courroies :
-
T est la tension au niveau du brin tendu,
-
t est la tension au niveau du brin mou.
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Module d'élasticité de l'arbre de broche : E b ≥ 22 · 104 MPa.
-
Module d'élasticité de la pièce à usiner : E p ≥ 20 · 104 MPa.
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La pièce à charioter est cylindrique de diamètre : d ≥ 50 mm.
2.1 Analyse du fonctionnement de la broche
Il s'agit d'analyser le système d'entraînement en rotation de la broche défini par le dessin d'ensemble du document 1 (figure 15).
Le guidage en rotation de l'arbre de broche est assuré par deux paliers à roulements avant et arrière.
Le positionnement axial de l'arbre de broche par rapport au bâti de la machine est assuré par le palier avant qui permet d'assurer une bonne stabilité de rotation de la pièce à usiner et de minimiser les défauts d'usinage et les sollicitations de l'arbre (longueur minimale sous charge axiale).
Le guidage en rotation de la poulie...
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Étude de conception de la broche
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHEVALIER (A.), BOHAN (J.) - Le guide du technicien en productique. - Hachette technique.
-
(2) - DIETRICH (R.), GARSAUD (D.), GENTILLON (S.), NICOLAS (M.) - Le Précis des Méthodes d'usinage – Méthodologie, production et normalisation Afnor. - Nathan.
-
(3) - LONGEOT (H.), JOURDAN (L.) - Fabrication industrielle. - Hachette.
-
(4) - PADILLA (P.), ANSELMETTI (B.), MATHIEU (L.), RABYEAU (M.) - Production mécanique. - Dunod.
-
(5) - PRUVOT (F.C.) - * - Machine outil, Exemples de machines, Techniques de l'Ingénieur, traité Génie Mécanique B 7 122.
-
(6) - PRUVOT (F.C.) - * - Conception et calculs des machines outils, volume 1 généralités, morphologie, plan général. Presses polytechniques et universitaires romandes (1993).
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