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Auteur(s)
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François C. PRUVOT : Ingénieur-docteur - Ancien Directeur technique de Renault Machines-outils - Professeur honoraire, Directeur du Laboratoire de productique et de machines-outilsÉcole polytechnique fédérale de Lausanne
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Lire l’articleINTRODUCTION
Nous avons montré en et que toutes les machines, à de rares exceptions près, tendaient vers un archétype commun : le centre d’usinage à 5 ou 6 axes. Beaucoup seront – et certaines le sont déjà – multiprocessus.
Les machines pour « arbres et carters » (nous appelons ces derniers pièces polyédriques) utiliseront outils fixes et tournants, feront des traitements thermiques, la plupart par laser, et finiront des surfaces traitées, qu’elles soient planes ou de révolution, à l’« outil dur » et seront capables de faire la superfinition, généralement à la pierre oscillante, mais sans exclure d’autres procédés, tels que la bande abrasive. Comme déjà dit, le but visé avec ces machines sera la fabrication complète de pièces complexes en un très petit nombre de prises : très souvent une seule, quelquefois deux, rarement trois.
Avant d’aborder le traitement de quelques exemples, nous pensons indispensable de tirer quelques conclusions et règles constructives de la brève étude faite en et . Elles éclaireront critiques et propositions que nous allons faire.
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Centre d’usinage pour pièces polyédriques
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1. Généralités
1.1 Règles constructives
L’aléseuse de la figure 1 possède 4 axes. La colonne est fixe sur le bâti et la broche coulisse verticalement sur elle (axe Y ). Les trois autres axes déplacent la pièce. Celle-ci est montée sur une table tournante (axe B ), qui est elle‐même sur un chariot se déplaçant en X, qui coulisse sur une traverse animée du mouvement en Z.
Le chariot intermédiaire (chariot en croix) possède donc deux éléments de glissières (plutôt une glissière et des surfaces de guidage) dont les plans principaux P (figures 44 et 45, en ) sont parallèles. Ce chariot croisé, qui ne peut pas être épais pour une question d’accessibilité de la pièce à usiner à l’opérateur, ne pourra donc être rigide.
Règle 1 : un élément de structure ne devra jamais recevoir plusieurs éléments de guidage (glissière ou surfaces de chariot) dont les plans principaux sont parallèles.
Cette règle est une règle d’interdiction. On peut alors émettre la règle constructive correspondante.
Règle 1A : sur un même élément de structure devant recevoir deux ensembles différents de surface de guidage, ceux‐ci devront être disposés sur des faces perpendiculaires.
Le centre d’usinage de la figure 4 donne un exemple d’application de cette règle. On voit en effet que les éléments de guidage des axes X et Y disposés sur des plans perpendiculaires de la colonne permettent de réaliser une structure massive, très rigide. Mieux encore, ce même type de construction permet d’établir entre les deux glissières tout un ensemble de sous‐structures de rigidification assurant leur position relative et donc la qualité de la machine.
La même machine (figure 1) montre, comme nous venons de le mentionner, une table tournante (axe B ) d’axe perpendiculaire à la glissière X. Il est bien clair que, dans ces conditions, la table tournante de l’axe B ne pourra pas être épaisse et sera peu rigide.
Règle 2 : un même élément...
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