La ou les fonctions techniques à réaliser La ou les fonctions techniques à réaliser Le contexte de Conception (CdCF) Le contexte de Conception (CdCF) - solutions analogues - principes et règles de construction mécanique - calculs d’avant-projet - solutions analogues - principes et règles de construction mécanique - calculs d’avant-projet Activité préalable obligatoire : « La conception organique » : Traduire ses intentions de conception sous la forme d’un schéma de principe, de croquis Activité préalable obligatoire : « La conception organique » : Traduire ses intentions de conception sous la forme d’un schéma de principe, de croquis Le point de départ Exemple …

Quelques règles d’élaboration... Correspond à un schéma technologique proportionné Correspond à un schéma technologique proportionné FT : guider une meule de rectifieuse On place les intentions, les paramètres, les conditions fonctionnelles imposées par le contexte de la conception On place les intentions, les paramètres, les conditions fonctionnelles imposées par le contexte de la conception Chaque pièce est schématisée Chaque pièce est schématisée Peut être accompagné de croquis 3D Peut être accompagné de croquis 3D Les règles de tracé sont réduites au strict minimum Les règles de tracé sont réduites au strict minimum Exemple de schéma : Exemple de schéma :

au montage démontage au montage démontage aux relations Fonctions Procédés Matériaux aux relations Fonctions Procédés Matériaux des composants standards des composants standards à la Stratégie CAO à la Stratégie CAO le diagramme des contacts Simultanément on entame les réflexions relatives... On dresse la liste … On dresse la liste … On réalise …

Zone d’élaboration du schéma technologique ou de croquis Diagramme des contacts Ordre de montage- démontage prévu Stratégie CAO : ordre de numérisation prévisible Liste des éléments standards Format A3 Relation Fonction Procédé Matériau... réflexions formalisables (pour être observables) sur ce document :

Le diagramme des contacts est très important … … il aide : à la « chasse » aux flux bouclés internes (fonctions de conceptions) à l’identification d’hyper statismes à la cotation à la « chasse » aux flux bouclés internes (fonctions de conceptions) à l’identification d’hyper statismes à la cotation à l’identification des différentes fonctions techniques assurées par chaque pièce à concevoir... à l’identification des différentes fonctions techniques assurées par chaque pièce à concevoir... … et surtout …

Le concepteur associe aux fonctions à assurer, des volumes fonctionnels ainsi que leur technique de création « logiciel »... Le concepteur associe aux fonctions à assurer, des volumes fonctionnels ainsi que leur technique de création « logiciel »... Pour l’arbre d’un variateur :

La création des volumes se fait dans l’assemblage... ici par révolution d’une section autour d’un axe La cotation de la section exprime de manière formelle les conditions fonctionnelles Par exemple ici : la portion cylindrique sous le roulement doit toujours dépasser Ces volumes sont « posés » sur des lieux « références », ici on se sert du roulement déjà placé.

Le concepteur peut contrôler son travail par la consultation régulière d’un plan 2D toujours ouvert... … la vision 3D n’étant pas toujours directement la mieux adaptée à un contrôle précis, surtout si la zone est cachée par un carter ! « Rester » en vision 3D oblige à des artifices (pièces cachées, pièces translucides, découpes dans l’assemblage) qui prennent du temps, ne suffisent pas toujours et qui peuvent parfois créer des relations dans la maquette (découpe dans l’assemblage!). Nota : Couramment les échanges, les discussions avec les étudiants passent par l’examen de documents 2D

Le concepteur intègre finalement des critères d’industrialisation... …il relie les zones fonctionnelles … … il collabore avec le fabricant pour industrialiser la pièce. …il relie les zones fonctionnelles … … il collabore avec le fabricant pour industrialiser la pièce.

Application pour une autre pièce... Fonctions techniques Application de critères liés à l’industrialisation Application de critères liés à l’industrialisation Volumes fonctionnels Maquette numérique de la pièce finie

Conséquences sur « l’arbre » des pièces : En renommant systématiquement les fonctions « logiciel » en « fonctions techniques », l’arbre de création devient « arbre fonctionnel » En renommant systématiquement les fonctions « logiciel » en « fonctions techniques », l’arbre de création devient « arbre fonctionnel » En premier apparaissent les fonctions techniques (raisons d’exister de la pièce) En dernier les fonctions d’industrialisation (terrain d’action du concepteur et du fabricant) Nota : certaines fonctions techniques peuvent être réalisées après la création des fonctions d’industrialisation (cela a été le cas pour les 2 répétitions, c’est souvent le cas pour les chanfreins « d’engagement » qui compliquent les sections et font perdre du temps), il suffit de « remonter » ces fonctions au dessus du premier volume de liaison.

Pourquoi créer dans l’assemblage en phase de conception ? Parce que les qualités intéressantes d’une maquette numérique en phase de conception préliminaire, sont : la rapidité de sa création sa capacité à intégrer des variations de paramètres résultant de calculs obtenus à l’aide de la maquette elle- même Exemples... L’arbre de conception de la maquette au démarrage. Chaque plan de référence est renommé. Issus de la stratégie CAO

La maquette de départ... (les roulements sont positionnés à l’aide de plans)... la maquette réalisée... Un clic sur le « 76 » et... Le récepteur doit être éloigné …

... toutes les intentions de conception ont été respectées.

Bien sûr les plans s’adaptent en direct …

Le dimensionnement des éléments filetés montre qu’il faut 8 boulons un clic sur le « 4 » et sur le « 90° » et … Nota : les boulons ont été « posés » sur des perçages déjà effectués dans la plaque, ces perçages ayant été réalisés par répétition circulaire, le placement et le nombre de boulons suivent « automatiquement » les changements affectant les perçages !

Tous les documents s’adaptent en direct … … on imagine facilement d’autres possibilités : générer des versions d’un même produit, des familles de pièces...

Le carter, moulé au sable, a été conçu dans un premier temps avec une épaisseur à peu près constante de 10 mm, déclarée comme paramètre …... des critères d’industrialisation, nous amènent à une réduction de l’épaisseur à 5 mm Une étude de comportement s’impose …

Modélisation du problème … Déformations … Contraintes … Acceptables !

Des critères d’industrialisation imposent la présence de nervures Ces nervures sont placés dans la zone « fonctions d’industrialisation » L’ingénierie concourante trouve son support...

Une réorganisation de l’arbre de l’assemblage permet d’y voir plus clair… …et prépare (sans être obligatoire) le passage de la maquette dans le module d’animation ou de simulation de comportement mécanique Cliquez ci-dessous...

Et les dessins de définition ? La cotation fonctionnelle « automatique » n’est pas possible, les seules cotes importées automatiquement sont les cotes conditions ! 1ère solution : « coter » « manuellement » la pièce...

Les cotes « tracées » ne pilotent pas la maquette, par contre elles varient au gré les modifications des paramètres de conception Ces cotes découlent de l’application de méthodes de spécification géométrique Nota : Nous disposons d’un atout de choix : la disposition de plans, propres, très pratiques pour « penser » la cotation fonctionnelle ! 2ème solution : « reréférencer » les maquettes des pièces...

« Reréférencer » la pièce ? Cette activité revient à ouvrir chaque pièce seule, à redéfinir (re-coter) (fonctionnellement) chaque fonction par rapport à des références propres à la pièce. Les cotes fonctionnelles deviennent « pilotantes » ! La maquette du nouvel assemblage obtenu par l’association des pièces reréférencées ne « supporte » plus les variations de formes des pièces. La cotation fonctionnelle est alors (presque) automatique. Pourquoi « reréférencer » ? Pour que le fichier « PRT » de la pièce contienne toutes les informations et tous les paramètres fonctionnels de la pièce. Pourquoi « reréférencer » ? Pour que le fichier « PRT » de la pièce contienne toutes les informations et tous les paramètres fonctionnels de la pièce.

Annexe 1 : Cotes moyennes ou cotes nominales ? 1er cas de figure : -le diamètre intérieur du roulement est en cote nominale -la portée de roulement coïncide avec la génératrice de l’alésage Alors la cote du diamètre de la portée de roulement doit être considérée comme « nominale », le dessin de définition précise la position de l’intervalle de tolérance. 1er cas de figure : -le diamètre intérieur du roulement est en cote nominale -la portée de roulement coïncide avec la génératrice de l’alésage Alors la cote du diamètre de la portée de roulement doit être considérée comme « nominale », le dessin de définition précise la position de l’intervalle de tolérance. Condition fonctionnelle : serrage BI-arbre Esquisse créée :

Annexe 1 : Cotes moyennes ou cotes nominales ? Condition fonctionnelle : serrage BI-arbre Esquisse créée : 2ème cas de figure : 2ème cas de figure : -diamètre intérieur du roulement est en cote moyenne - la portée de roulement est décalée de la valeur du serrage moyen (intention de conception) de la génératrice de l’alésage Alors la cote du diamètre de la portée de roulement peut être considérée comme cote moyenne, la maquette « ASM » « porte » la valeur de l’ajustement moyen, on précise sur le dessin de définition la valeur de l’intervalle de tolérance. 2ème cas de figure : 2ème cas de figure : -diamètre intérieur du roulement est en cote moyenne - la portée de roulement est décalée de la valeur du serrage moyen (intention de conception) de la génératrice de l’alésage Alors la cote du diamètre de la portée de roulement peut être considérée comme cote moyenne, la maquette « ASM » « porte » la valeur de l’ajustement moyen, on précise sur le dessin de définition la valeur de l’intervalle de tolérance. Ce deuxième cas de figure renvoie à un comportement typique du novice en dessin 2D qui cherchait à faire apparaître sur le dessin d’ensemble, des jeux ou des serrages au niveau des ajustements !

Ces 2 approches montrent la possibilité de rendre les maquettes PRT* ou ASM* porteuses d’informations (jeux, serrages, matières, références, observations, notes 3D) hier portées par les dessins d’ensemble ou de définition 2D demandés aux élèves. La « visibilité » ou « lisibilité » de ces informations au niveau des fichiers PRT ou ASM, n’est pas évidente (car situables à différents niveaux). Ces 2 approches montrent la possibilité de rendre les maquettes PRT* ou ASM* porteuses d’informations (jeux, serrages, matières, références, observations, notes 3D) hier portées par les dessins d’ensemble ou de définition 2D demandés aux élèves. La « visibilité » ou « lisibilité » de ces informations au niveau des fichiers PRT ou ASM, n’est pas évidente (car situables à différents niveaux). Annexe 1 : Cotes moyennes ou cotes nominales ? *PRT : fichier « pièce » *ASM : fichier « assemblage » *PRT : fichier « pièce » *ASM : fichier « assemblage »

Zone d’élaboration du schéma technologique ou de croquis Diagramme des contacts Ordre de montage- démontage prévu Stratégie CAO : ordre de numérisation prévisible Liste des éléments standards prévus Format A3 Relation Fonction Procédé Matériau Annexe 2 : les documents d’accompagnement 2-1 Préparation de la numérisation d’un assemblage

Annexe 2 : les documents d’accompagnement (suite) Enoncé des fonctions techniques Volumes fonctionnels : prévision sections et mode de génération Croquis 2D et 3D des zones fonctionnelles de la pièce en situation Format A3 ou A4 2-2 Préparation de la numérisation des pièces

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