NOM ou MATRICULE:
GMC 10309 Fabrication mécanique 21 octobre 2004
EXAMEN #1 INSTRUCTIONS:
• L'examen est à livres ouverts.
• La durée de l'examen est de 1 heure 50 minutes.
• Vous inscrivez vos réponses directement sur le questionnaire. Si nécessaire, utilisez des feuillets supplémentaires en prenant soin d'indiquer votre nom sur chacun d'eux.
• 10% sont accordés pour la propreté, la clarté, les unités et l'orthographe.
1. TRAVAIL DES TÔLES (25%)
La pièce ci-dessous doit être produite en matrice de transfert dans des quantités de 200 000 unités. Deux trous de 5 mm, deux trous de 10 mm et un trou latéral de 10 x 20 mm doivent être produits en plus d’un embossage de 40 x 20 x 8 mm de profond. La tôle d’une épaisseur de 2 mm est faite en acier 1008 avec une contrainte ultime de 430 MPa.
a) Dessinez la bande de tôle et sa transformation à chaque station ainsi que les outils employés (poinçons, matrices, plaque de retenue, parties mobile, ressorts, …) pour effectuer les opérations. Dans vos concepts, n’oubliez pas de tenir compte du guidage de la bande de tôle, du mouvement de la tôle et de la pièce semi-transformée jusqu’à la station finale, de l’évacuation de la pièce à sa sortie ainsi que de l’évacuation des rebuts de découpage. (15%)
- 2 -
Dessin de l’outillage et de la bande de tôle (vue du dessus et de côté)
- 3 -
b) Estimez le tonnage requis pour chaque station si la limite élastique du matériau est de 340 MPa. (10%)
- 4 - 2. FORMAGE – LAMINAGE ET MATÉRIAUX (25%)
Le profilé en alliage d’acier 1050 ci-dessous doit être produit par laminage à chaud à environ 1200 degrés C. Lors de la dernière étape de laminage, l’épaisseur moyenne passe de 10 mm à 7 mm.
a) Dessinez ci-dessous les rouleaux de laminage requis pour l’opération. Supposez un rayon de rouleau de 200 mm. (5%).
TOUTES LES DIMENSIONS EN mm
- 5 -
b) À la sortie le profilé défile à une vitesse de 1 m/s. Calculez les forces, les couples et la puissance requise si le coefficient de friction est de 0.3 (15%)
- 6 -
c) Indiquez quelles seraient les propriétés du matériau à la sortie et quels seraient les défauts les plus susceptibles d’apparaître (5%)
3. MOULAGE DES MÉTAUX ET MATÉRIAUX (25%)
Le dessus du boîtier d’un ordinateur portable industriel illustré ci-dessous doit être produit par moulage permanent sur une machine de moulage par gravité. La pièce est faite d’un alliage de magnésium AZ91A et doit être produite en 1000 unités. Les principales dimensions sont indiquées ci-dessous. L’épaisseur de la paroi est de 2 mm partout.
TOUTES LES DIMENSIONS EN mm
-6-
- 7 -
a) À partir du dessin de la pièce dessinez et décrivez le moule (composantes, canalisations, évent, plan de démoulage, matériau du moule, une dimension corrigée pour tenir compte de la contraction de la pièce au refroidissement, etc.). Supposez un taux linéaire de contraction de 1.5% pour la contraction thermique au refroidissement de la pièce après démoulage. (15%)
Moule:
- 8 -
b) Décrivez les défauts possibles dans la pièce? Justifiez. (5%)
c) Si on veut réduire les contraintes résiduelles et les distorsions dans la pièce, quel traitement thermique pourriez-vous recommander? Justifiez. (5%)
- 9 - 4. MÉTALLURGIE DES POUDRES (15%)
La pièce ci-contre, faite de poudre de fer fine, doit avoir une densité finale de 86%.
a) Dessinez l’outillage requis (matrice, poinçons, broches) en position de remplissage.
Calculez et indiquez la position relative entre les outils (10%) Calculs
- 10 - En position de remplissage
b) En se basant sur la courbe de compression de la figure 9 des notes de cours, estimez le tonnage maximal requis pour la presse. (5%)
ZONE RESERVEE POUR LE CORRECTEUR
1) /25 3) /25 Propreté/orthographe= /10
2) /25 4) /15 TOTAL = /100
