Menu de définition caractéristique à la technologie de liaison

Notre outil propose une liaison arbre/moyeu complète, démontable, par clavetage libre. Deux formes de clavettes parallèles sont proposées, que nous associons volontairement à deux types d’usinages distincts : les formes de type A (clavette à bouts ronds) et B (clavette à bouts carrés).

Fig. 4.10 – Menu de définition caractéristique de la liaison complète arbre/moyeu par clavette.

Analysons le contenu des cellules de gauche à droite et de haut en bas. La première cellule est formée d’un menu-bouton graphique qui détermine la forme de clavette (symbolisée par son empreinte sur le tronçon d’arbre). La cellule suivante reçoit les informations de matériau de la clavette. La troisième cellule recense les informations diverses telles que le coefficient de sécurité de calcul du dtlm ainsi que l’état de surface de la rainure de l’arbre. La dernière cellule présente deux séries de radio-boutons destinées au choix des arrêts axiaux, respectivement à gauche et à droite de l’arbre. En bas de la fenêtre, nous trouvons des boutons permettant de lancer les calculs (Calcul ), d’exécuter la modélisation 3D du dtlm ( Dessin ) et de fermer le menu caractéristique de définition ( Fermer ).

Dans le cas représenté sur la figure 4.10, le concepteur a retenu une solution impliquant une clavette de forme A réalisée en 35 NCD 16, dont le coefficient de sécurité de calcul est fixé à une valeur de 3 pour un Ra de 2 µm. Les arrêts axiaux retenus pour compléter l’immobilisation du

moyeu par rapport à l’arbre sont une entretoise du côté gauche et un épaulement du côté droit. Les résultats (dimensions optimales) produits par le module de calcul sont enregistrés dans un fichier au format texte afin que le concepteur puisse, s’il le désire, les consulter. Ce type de fichier enchaîne les champs de données composés d’une ligne de description du champ et d’une ligne de valeur numérique ou alphanumérique (figure 4.11). Ce fichier est lu par la procédure de dessin

Description du champ de données Valeur du champ de données

Fig. 4.11 – Fenêtre de visualisation d’un fichier « résultats de calcul ».

du modèle 3D pour produire le résultat représenté sur la figure 4.12.

Fig. 4.12 – Modèle 3D d’un dtlm àbase de clavette.

Nous n’avons pas procédé à un nouvel éclatement de la fenêtre après le choix de la forme de clavette. Nous avons privilégié la lisibilité à la rigueur du découpage, et les informations requises actuellement pour les modèles de calcul implémentés sont identiques. Dans l’hypothèse où les données impliquées dans les calculs dépendraient fortement de la forme de clavette, il serait naturellement envisageable de procéder à un découpage du menu caractéristique, afin de refléter la structure objet du dtlm. Nous conserverions alors dans le nouveau menu caractéristique, les éléments communs aux formes A et B tels que le coefficient de sécurité et le matériau de la clavette.

4.4.2.2 Liaison complète par cannelures.

Plusieurs types de cannelures peuvent assurer une liaison arbre/moyeu. Nous n’avons re- tenu que les cannelures à flancs en développante à centrage sur flancs ([AFN55], [AFN85] et [AFN87a]), car elles fournissent un panel plus large de solutions. Nous éliminons donc les canne- lures à flancs parallèles (de fabrication souvent plus coûteuse et de performances moindres) ainsi que les arbres dentelés (trop faible couple transmissible). Bien entendu, ces types de liaisons ont vocation à être intégrés dans icam afin d’élargir le champ d’application de l’outil ; ainsi la liaison par arbre dentelé trouve pleinement sa place dans les applications de faible puissance où une certaine précision de liaison angulaire est requise.

La figure 4.13 représente la fenêtre du menu de définition caractéristique de la liaison com- plète par cannelures. Décrivons les cellules dans l’ordre adopté en §4.4.2.1. La première cellule

Fig. 4.13 – Menu de définition caractéristique de la liaison arbre/moyeu par cannelures.

reçoit, grâce à un menu-bouton graphique, le type d’usinage de cannelures (roulage ou taillage). La deuxième cellule recense les caractéristiques des dentures. Nous y trouvons donc l’angle de denture pour lequel nous avons retenu deux valeurs : 20◦ correspondant à un taillage identique aux engrenages courants, et 30◦ pour un aperçu des capacités de charge des séries à fort angle de pression. Le choix de la classe de tolérance normalisée (à choisir parmi les quatre considérées pour l’angle de contact de 30◦) complète les caractéristiques de la denture. Nous retrouvons dans la cellule suivante le coefficient de sécurité de calcul puis la dernière cellule proposant les arrêts axiaux. Les boutons Calcul , Dessin et Fermer closent enfin la fenêtre.

Le dtlm défini par le menu de la figure 4.13 est une liaison par cannelures à flancs en développante d’angle 20◦, de classe de tolérance 6 avec un épaulement à gauche et une entretoise

à droite. Les calculs de dimensionnement optimal sont réalisés avec un coefficient de sécurité de valeur égale à 3. Le modèle 3D du résultat obtenu est représenté sur la figure 4.14.

Fig. 4.14 – Modèle 3D d’un dtlm àbase de cannelures.

4.4.2.3Liaison complète par frettage.

Le dernier type de dtlm proposé par notre outil est une liaison par frettage. Il diffère des solutions précédentes en deux points :

– il assure la liaison par adhérence, et non par obstacle ;

– il n’est pas toujours démontable (sans endommagement des surfaces concernées).

Les modèles de calcul retenus sont les modèles normalisés ([AFN80] et [AFN84]). Le diamètre extérieur du moyeu sera toujours pris égal à sa valeur limite maximale imposée par le concepteur. La prise en compte de cette valeur est en effet indispensable au calcul. La figure 4.15 représente le menu de définition caractéristique de la liaison arbre/moyeu par frettage. En partant du haut de la fenêtre, nous remarquons une cellule recensant les qualités d’arbre et d’alésage. Nous considérons que l’alésage est « normal»2_{, c’est-à-dire que les difficultés d’usinage sont reportées}

sur l’arbre (raisons essentiellement économiques). Le concepteur définit des classes de qualité dimensionnelles pour l’arbre et l’alésage, et icam recherche, compte tenu des matériaux respectifs, le diamètre de l’arbre assorti de son ajustement et la longueur de frettage. Les coûts engendrés seront fortement liés aux méthodes de réalisation, donc aux indices de qualité retenus. Les calculs seront menés avec le coefficient de sécurité figurant dans la cellule médiane. En dernière position se situe la cellule proposant les arrêts axiaux. Remarquons l’apparition d’un nouveau type d’arrêt axial qui n’en est pas un ! Le concepteur a la possibilité, pour la liaison par frettage, de laisser libre un (ou les deux) des côtés de l’assemblage. Nous avons rendu cela possible en intégrant la prise en charge des efforts axiaux dans le calcul de frettage. Ainsi, il n’est plus utile de disposer d’arrêts axiaux. La présence d’un épaulement est néanmoins souhaitable pour le positionnement du moyeu lors du frettage.

2. Alésage normal signifie que l’incertitude dimensionnelle liée aux défauts de réalisation de l’alésage entraîne un diamètre réel égal ou supérieur au diamètre nominal.

Fig.4.15 – Menu de définition caractéristique de la liaison arbre/moyeu par frettage.

Le dtlm défini par le menu caractéristique de la figure 4.15 est une liaison par frettage à alésage normal, de qualité 8, et d’arbre de qualité 8 également. La liaison présente pour seul arrêt axial un épaulement du côté droit. Le calcul des dimensions de l’assemblage sera mené avec un coefficient de sécurité de valeur égale à 3 dès la commande de l’opérateur par le bouton Calcul . Les résultats optimaux obtenus seront utilisés pour la construction du modèle 3D. Sa visualisation (figure 4.16) sera commandée par le bouton Dessin . Le concepteur quittera le menu caractéristique en appuyant sur le bouton Fermer .