1 Partie : Post processing (8 pts)

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Partie : Post processing (8 pts)

Le Centre d’usinage DMG Lasertech 65 3D (Figure 1) est un centre d’usinage combiné 5 axes. Les axes pilotés simultanément, permettent de positionner la pièce par rapport à l’axe outil dans quasi toutes les positions. L’objectif de l’étude est de d’identifier les équations permettant de lier les informations issues de la FAO avec le pilotage des deux axes rotatifs de la machine.

On associe à chaque corps en mouvement un repère. (Figures 2 et 3). (R0) lié au bâti (0), et les repères (Ri) i[1,5] liés aux différentes classes d’équivalences (groupes de pièces fixes les unes par rapport aux autres) de la machine.

L’axe outil défini dans la FAO est o (i, j, k) donné dans un repère (R3) lié à la pièce. La pièce est fixée sur le plateau tournant C.

Figure 1 : Vue générale Lasertech 65 3D Z

Y X

C

A

A A

Y1

Z1

X2=X1

Z2

Z2

C C

X2

Y2

Z3=Z2

Y3

X3

Trans. Y Rot z,C Rot x,A

Pièce Solide C

Plateau

Support Y Solide B Berceau

R1

R0

R2

R3

Trans. X Outil

Support X Solide Z Broche Trans. Z

R4

R5

Figure 2 : Structure schématique de la

machine Figure 3 : Repères

associés aux rotations

I.1. En observant la structure de la machine, identifier le positionnement de l’outil dans la broche et donner l’expression du vecteur outil o dans le repère (R5).

_ _ _

I.2. A partir ce cette expression du vecteur dans (R5), trouver l’expression du vecteur dans le repère (R2).

_______________

_______________

_______________

I.3. Trouver l’expression du vecteur (i, j, k) donné dans le repère (R3), pour l’exprimer dans le repère R2

___________________

___________________

___________________

I.4. En identifiant les deux expressions du vecteur dans le repère R2, donner les 3 équations permettant de déterminer les relations A = f(i,j,k) et C = g(i,j,k)

(1) (2) (3)

I.5. Donner les expressions de A = f(i,j,k) et C = g(i,j,k)

A = C =

/1

/2

/1 /2

/2

2

partie : Usure des outils de coupe (7 points)

L’entreprise FabTools a effectué des essais d’usure sur une de ses nouvelles nuances de carbure P25.

Les résultats obtenus devraient permettre de déterminer les coefficients du modèle d’usure de Taylor.

T en mn  Vc = 115m/mn  Vc = 125m/mn  Vc = 160m/mn Vc = 180m/mn Vc = 200m/mn  Vc = 250m/mn

1,5              0,08  0,13 

3  0,04  0,05  0,08  0,09  0,12  0,26 

5,5              0,17  0,4 

6  0,07  0,08  0,12  0,15  0,2    

7,5              0,24    

9  0,09  0,1  0,15  0,2  0,28    

12  0,11  0,12  0,18  0,25  0,37    

15  0,13  0,14  0,23  0,29       

19  0,16  0,17  0,28          

II.1. Calculer les couples de valeur (T,Vc) pour un critère d’usure Vb* = 0,2.

(T1, 115) = (T2, 125) = (T3, 160) = (T4, 180) = (T5, 200) = (T6, 250) =

y = 0,0073x + 0,0225 y = 0,0073x + 0,0325

y = 0,0124x + 0,0412 y = 0,0167x + 0,046 y = 0,0276x + 0,0331

y = 0,0663x + 0,0422

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Essais d'usure ‐ Plaquette carbure P25, XC45, P=2mm, f = 0,3 mm/tr

/2

Figure 5 : Tracé des courbes d’usure T en mn

Usure (mm)

II.2. Reporter les couples de point dans le graphique Log Log (Figure 6) et tracer la droite de tendance.

II.3. Déterminer les coefficients du modèle de Taylor n et Cv pour le critère d’usure Vb* = 0,2.

n = Cv =

110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 300 310 320 330 340 350 360 370 380 390 400 420 440 460 480 500

1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,84 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,59 9,5 11 12 13 14 15 16 17 1819 20 22 24 26 28 30 32 34 36 3840 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95

1,00 10,00 100,00

100

T

Vc

Courbe T, Vc

/1

/4

Figure 6 : Fraise pour usinage grande avance

3ème partie : Optimisation de l’usinage – comparaison Usinage traditionnel et UGV en grande avance (5 pts)

On souhaite explorer la possibilité de passer d’un usinage traditionnel à l’usinage grande vitesse.

L’étude portera sur une stratégie d’usinage d’ébauche UGV en grande avance. La pièce test est composée d’une surface plane carrée et d’un ilot central carré également. Le brut initial est un parallélépipède (L x L x P).

III.1. La trajectoire réalisée par la fraise grande avance est volontairement arrondie pour éviter les chocs lors des changements de direction (figure 7) déterminer l’expression de la longueur parcourue W pour une passe en fonction de L, A et D

W =

III.2. Pour une avance de 1500mm/mn, déterminer le temps nécessaire pour faire 30 passes.

T=

/2

/3

Figure 6 : Fraise pour usinage grande avance

Figure 7 : (pointillés) trajectoire d’usinage grande avance