Conception Mécanique I & II

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1 Conception Mécanique I & II
Exercice 9 Frettage thermique de l’outil dans l’arbre de la microbroche Prof. Jacques H. Giovanola Institut de Production et Robotique Conception Mécanique II,

2 Exercice 9: énoncé Pour la broche de micro usinage objet de l’étude de cas de ce cours, on veut développer un serrage de l’outil par frettage thermique. Le principe du frettage thermique est illustré dans la figure ci-dessous. A température ambiante, l’outil a un diamètre légèrement supérieur à l’alésage de l’arbre de broche. Une bobine d’induction placée autour du nez de l’arbre permet de chauffer celui-ci très rapidement et d’augmenter ses dimensions, en particulier le diamètre de l’alésage. On peut alors introduire l’outil froid dans l’arbre. Le refroidissement de l’arbre induit une diminution du diamètre de l’alésage et une interférence avec l’outil. Pour retirer l’outil, on chauffe à nouveau l’arbre. Comme l’échauffement a lieu préférentiellement dans l’anneau constituant le nez de l’arbre (effet pelliculaire), l’outil reste froid et l’interférence est supprimée, ce qui permet le retrait de l’outil. Conception Mécanique II,

3 Principe du frettage thermique de l’outil
Bobine de chauffage par induction Lsb fsb bcb lcb Conception Mécanique II,

4 Exercice 9: énoncé (fin)
Questions. Etant donné: Les efforts de coupe Le diamètre de l’outil (3 mm) et sa gamme de tolérances Les dimensions de l’arbre et sa gamme de tolérance expliquer point par point la démarche de conception / dimensionnement du procédé de frettage thermique. Pour la démarche de calcul voir le rapport technique distribué. Proposer une démarche de modélisation thermique pour étudier le système de frettage et le dimensionner Identifier les problèmes auxquels le concepteur devra être attentif pour garantir la faisabilité d’un tel procédé de serrage et son bon fonctionnement en application industrielle Conception Mécanique II,