Bibliographie & annexes
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En anglais
RÉSUMÉ
Cet article est consacré aux méthodes et outils d’ingénierie, relatifs à la production des composants mécaniques, et replacés dans le contexte industriel actuel. Il présente une application autour de l’usinage de composants mécaniques en aciers frittés. En partant de cette application, il démontre comment les techniques de base peuvent être utilisées pour conduire à une intégration efficace permettant de contrôler la production, la qualité et les coûts.
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Auteur(s)
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Jean-François RIGAL : Professeur d’Université - Directeur délégué à la conception intégrée du pôle AIP-PRIMECA (Rhône-Alpes Ouest)
INTRODUCTION
Le coût et la qualité des composants mécaniques évoluent sans cesse pour répondre aux exigences des utilisateurs de produits mécaniques. Ces progrès s’appuient sur l’évolution des outils et des méthodes en génie mécanique. Depuis les années 1970, les efforts ont porté sur les systèmes flexibles de production. Dans les années 1980, de nombreux logiciels d’aide aux métiers ont commencé à se répandre. Dans la période suivante, ce sont les télécommunications et les échanges de données, qui se sont largement développés. Des méthodes pour une organisation en parallèle des activités ou une ingénierie simultanée ont été mises au point. Simultanément, dans les domaines techniques et scientifiques en mécanique, de nouveaux procédés d’obtention de forme tels que l’usinage à grande vitesse, les bruts forgés, moulés ou pressés (« net to shape »), etc. se sont développés et ont participé aux progrès poursuivis. Aujourd’hui, il s’agit d’intégrer ces évolutions dans le monde des acteurs techniciens, ingénieurs et manageurs de la production. Le but de cet article est de présenter des méthodes et des outils pour avancer dans cette voie en s’appuyant sur une application d’usinage en finition de composants mécaniques semi-finis par frittage.
Tout d’abord, au paragraphe 1, nous préciserons les liens techniques et les types d’outils d’ingénierie exploités pour communiquer dans un espace qui considère globalement le management, le produit et la production.
Au paragraphe 2, les conditions de production des composants mécaniques frittés et usinés sont rappelées et la mauvaise usinabilité de ces matériaux issus de la métallurgie des poudres est expliquée.
Une méthodologie générale pour quantifier les divers aspects de l’usinabilité d’un matériau à travers l’approche industrielle du Couple Outil Matière (COM) est exposée au paragraphe 3. Elle est ensuite appliquée au paragraphe 4 pour divers outils de tournage de finition de composants en aciers frittés. Des problèmes spécifiques d’usinage avec chocs, de bavure et de qualité des surfaces obtenues sont considérés.
Enfin, au paragraphe 5, les problèmes d’optimisation des choix d’usinage et de production sont abordés et appliqués au cas du paragraphe précédent. Les méthodes et les outils mis en œuvre pour cette optimisation sont présentés.
La conclusion a pour objectif de rappeler les résultats de l’application et de montrer que la prise en compte des contraintes techniques et des données d’ingénierie retenues conduisent à des choix d’optimums locaux et globaux de production.
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Organisation et optimisation de l’usinage en production
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4. Application du COM pour la production de composants mécaniques frittés et usinés
4.1 Description générale de l’application
Le but de ce paragraphe est de présenter le déroulement d’une application, la synthèse des résultats intermédiaires obtenus et leur exploitation. Les types de composants mécaniques dont la production est envisagée sont illustrés par la figure 9. Il s’agit de composants de transmission de puissance pour l’automobile prévus en acier frittés de diverses compositions. La production est prévue avec une première étape de frittage et une deuxième étape de tournage. Certains types des opérations à réaliser (gorges, dressages avec ou sans contournage,...) sont illustrés par la figure 10. Les spécifications du produit fini doivent être obtenues dès la fin du tournage avec un minimum d’étapes ultérieures telles que l’ébavurage. Pour préparer la production, après une consultation des fabricants, 10 outils carbures et cermet à gorges et à charioter ont été choisis pour présenter une gamme de géométries, de matériaux et de revêtements. Lors des expériences, les opérations réalisées en plongée avec ces outils permettent surtout d’explorer des plages de vitesses de coupe et d’avance. L’influence directe sur la coupe et la tenue de l’outil, de la pénétration ap, égale en plongée à la largeur L de l’outil en prise a été négligée ici a priori. Il s’agit d’économiser, en se centrant sur des opérations de finition ou le volume de matière à enlever reste faible. Les premiers essais ont été réalisés à sec. Deux types de lubrifiant de la coupe ont été testés par la suite.
HAUT DE PAGE4.2 Recherche des paramètres COM en tournage (activités A1 et A2)
Un point de fonctionnement, donné par les fabricants ou estimé à partir de résultats pour des aciers non frittés a été considéré pour une série de 5 essais initiaux réalisés avec chaque outil : le point (Vc, f ) recommandé, 2 points à (Vc ± 50 m/min, f ) et 2 points (Vc, f ± 0,05, activité A1). Lors de...
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Application du COM pour la production de composants mécaniques frittés et usinés
BIBLIOGRAPHIE
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(6) - BERG (S.) - Machinability of Sintered Steels. Guidelides for...
NORMES
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STEP Product Data Representation and Exchange (Systèmes d’automatisation industrielle et intégration). - ISO 10303 - 1994
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Spécification géométrique des produits (GPS) – Schéma directeur. - ISO/TR 14638 - 1995
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Standard Specification for Materials for Ferrous Powder Metallurgy (P/M) structural parts. - ASTM B 783-04 - 2004
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Domaine de fonctionnement des outils coupants – Couple outil-matière. Partie 1 : présentation générale. - NF E 66-520-1 - 1997
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Matériaux métalliques frittés – Spécifications. - ISO 5755 - 2001
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