Validation d’un Montage Modulaire pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage Première partie: Analyser le montage modulaire 1 Deuxième partie: Déterminer les efforts de coupe du Foret 2 Troisième partie: Modéliser le comportement du moyeu Analyser les résultats de la simulation 3

Validation d’un Montage Modulaire pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage Cette étude portera sur l’opération de perçage des trous d’un moyeu de VTT. l’objectif sera de valider le montage d’usinage modulaire du point de vue technologique dans sa globalité, avec un logiciel de simulation La figure ci-dessous montre la configuration du montage lors de l’approche de l’outil, Foret diam 2,5 Moyeu de VTT Montage modulaire Mandrin de serrage expansible

Pour cette étude , l’élève sera guidé à travers les étapes suivantes Validation d’un Montage Modulaire pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage Pour cette étude , l’élève sera guidé à travers les étapes suivantes ANALYSE DU MONTAGE MODULAIRE ( PORTE PIECES) Position isostatique du moyeu (MIP) Maintien en position du moyeu (MAP) CALCULER LES EFFORTS DE COUPE DU FORET Calcul de l’effort de poussée du foret Calcul du couple de perçage DEFINIR LES CARACTERISTIQUES MATIERES DU MOYEU Alliage d’aluminium 2018 MODELISATION DU COMPORTEMENT DU MOYEU

Attention ! position hyperstatique de la pièce sur le montage ANALYSE DU MONTAGE MODULAIRE ( PORTE PIECES) l’élève observe le montage il devra analyser les surfaces de contacts APPUI PLAN CENTRAGE LONG Premier constat : on devrait avoir un centrage court! La Hauteur de contact > 1,5 x Ø Surfaces en contact avec le mandrin lors du serrage BUTEE Deuxième constat : on devrait avoir un centrage locating Et non un axe plein pour limiter les dispersions Attention ! position hyperstatique de la pièce sur le montage modulaire

LES EFFORTS DE COUPE DU FORET L’élève devra calculer analytiquement l’effort de coupe Couple de perçage Mc Ft = 0,5 . k . f. d k: effort de coupe f: avance par tour (mm) d: diamètre de l’outil Ft = 150 N Effort de poussée du foret Ft Mc = k.f.d²/ 2 Mc : couple de perçage en N.mm k : effort de coupe en N/mm2 f : avance par tour en mm d : diamètre outil en mm Mc = 0,26 N.m

L’élève devra identifier des caractéristiques mécaniques du matériau Validation d’un Montage Modulaire pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage LES CARACTERISTIQUES MATIERES DU MOYEU L’élève devra identifier des caractéristiques mécaniques du matériau D’après le dessin de définition, le matériau est désigné par 2018 anciennement AU4G les caractéristiques mécanique Re et E Re: limite d’élasticité E: Module d’élasticité E= 74000 Mpa Re= 317 Mpa

Validation d’un Montage Modulaire pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage Mc MODELISATION DU COMPORTEMENT DU MOYEU Afin d’observer le comportement de la pièce pendant l’usinage un modèle d’éléments finis a été élaboré par le professeur pour cette étude

Validation d’un Montage Modulaire Norelem pour l’usinage d’un moyeu de VTT en Phase de Perçage Mc

Modélisation de l’appui plan Modélisation du centrage long Modélisation de la butée

Modélisation de la Force de poussée Modélisation du couple de perçage Modélisation du serrage, choisit Comme une variable pour notre étude

Et enfin, configuration de l’arbre de création afin de lancer et optimiser la simulation Propriétés mécaniques de l’aluminium 2010 Information concernant le MIP et le MAP Information sur les efforts du foret Résultats de notre simulation après exécution de l’étude

« Le MAP a été modélisé par un déplacement radial imposé de 0,04 mm COMPORTEMENT DU MOYEU PENDANT L’USINAGE « Le MAP a été modélisé par un déplacement radial imposé de 0,04 mm Le serrage sera optimisé ultérieurement » On demande à l’élève d’interpréter les résultats Zone de déplacement du perçage Comprise entre 0,01 et 0,026 mm Valeur Maximale de déplacement 0,027 mm, très négligeable

On peut observer dans la simulation une flexion de la partie supérieure du moyeu lors de l’usinage , et une déformation du perçage Echelle de déformation x 100 On peut remarquer une déformation du trou du à la flexion de la pièce

Proposer à l ’élève une solution pour éviter cette déformation SOLUTION POUR EVITER LA DEFORMATION DU PERCAGE Ajouter au montage modulaire une pièce d’appui qui viendra soulager la flexion de la partie haute de la pièce

ETUDE DU MAINTIEN EN POSITION Dans cette étude on cherche à optimiser le serrage du mandrin expansible afin de ne pas déformer le moyeu en alliage d’aluminium. Pour cela l’élève devra : Introduire la valeur du déplacement radiale et lancer les calculs Relever les Forces de réaction en N du moyeu Relever les résultats de la simulation - Contrainte σ en Mpa - Forces de réaction en mm

Introduire la valeur du déplacement radiale et lancer les calculs Relever les Forces de réaction dans la zone de contraintes maxi Relever la contrainte Maxi , pour chaque valeur de déplacement

PRESENTATION DES RESULTATS DE LA SIMULATION SUR LE TABLEAU AFIN DE CONCLURE SUR LES DEPLACEMENTS MAXIMUM DUS AU SERRAGE L’élève devra compléter le tableau après avoir modifié et exécuté les calculs Déplacement imposé mm Force de réaction en N Contraintes normales sur X en MPa 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 2890 4280 5710 7130 8560 9990 11400 12800 14300 15700 195 292 389 487 584 682 779 876 974 1071 Résultats : Valeur de déplacement optimum sera de 0,015 mm , avec cette valeur on sera en dessous des valeurs limites d ’élasticité Re = 292 MPa < 317 MPa du matériau Force de serrage Maxi du mandrin de centrage expansible étant de 20 KN, on remarquera qu’elle est nettement inférieure à la force de réaction au niveau des surfaces de contact avec ce mandrin