Technologie de la FabricationMécanique

Cours n°1. le 23/03/2022. salle AP6. 8h-9h.

Introduction

Aujourd'hui, l'ingénierie de fabrication est définie comme une discipline qui implique la capacité de planifier les processus et les techniques de fabrication et de rechercher pour développer  des systèmes, des processus, des machines, des outils et des équipements pour fabriquer les produits de qualité. La fabrication est l'art de la transformation des matériaux en produits. Les sujets fondamentaux de l'ingénierie de fabrication comprennent:

                         -la technologie des matériaux,

                         -le formage

                         -le travail de la tôle

                        - l'usinage traditionnel et non traditionnel

                         -les processus d'assemblage

 La fabrication est l'activité industrielle qui modifie la forme des matières premières pour créer des produits. La dérivation du mot manufacture reflète sa signification originale: faire à la main. Comme le pouvoir de L'outil à main est limité, la fabrication se fait en grande partie par des machines. La technologie de fabrication constitue toutes les méthodes utilisées pour façonner les matières premières métalliques en un produit final. La technologie de fabrication comprend le formage, le moulage, le soudage et l'usinage. Les méthodes de formage du plastique sont largement utilisées pour forcer le métal dans la forme requise.

 Les processus sont des opérations variée, allant du forgeage et du laminage de pièces de plusieurs tonnes au tréfilage de fils de moins de 0,025 mm de diamètre. La plupart des processus de déformation à grande échelle sont effectué à des températures élevées, de sorte qu'un minimum de force est nécessaire et la recristallisation qui en résulte raffine la structure métallique. Le formage à froid est utilisé lorsque la surface est plus lisse dans ce cass, la précision est requise. Les métaux sont produits sous forme de barres ou de plaques. D’autre part, la coulée produit une grande variété de composants en une seule opération en coulant des métaux liquides dans des moules et leur permettant de se solidifier.

      Les outils de coupe

       - les aciers au carbone :

 (0.7-1.4 % de carbone) un accroissement du taux de carbone augmente la dureté mais l’outil devient fragile et cassable. Ces aciers travaillent avec de faible vitesse à cause de la température de 280°C, ils sont utilisés pour l’usinage des matériaux mous et des matériaux non ferreux.

               - les aciers rapides :

Ils sont utilisés pour travailler avec de grandes vitesses de coupe par rapport aux aciers au carbone. Ce sont des aciers au carbone contenant du tungstène (1-20%), du chrome (4 %) et du vanadium (2%). Ils conservent leur dureté à des températures allant jusqu’à 700°C.

    - les carbures cémentés :

 Ils sont obtenus par frittage et disponibles sous forme de plaquettes montable sur des porte-outils, ils contiennent de la poudre de carbure du tungstène, de titanium et du cobalte. Les carbures métalliques travaillent sans lubrifiant car leurs propriétés mécaniques restent inchangées jusqu’à 1100 °C. Par contre les carbures métalliques sont très fragiles aux chocs. Les plaquettes possèdent un avantage de disposer de plusieurs arrêtes de coupe.

               - les céramiques :

 Ces outils de coupe se présentent également sous forme de plaquettes,leurs résistances mécaniques à l’usure sont excellentes jusqu’à une température de 1250 °C, ils utilisent des vitesses de coupe éllevées mais reste fragiles aus chocs.

               - les diamants :

       Ils donnent de très bonnes surfaces mais sont rarement utilisés dans l’industrie à cause de leur prix de revient.

Le tableau n° 1montre les différentes vitesses pouvant être utilisée pour chaque outil. La vitesse de coupe dépend également de la matière à usiner. Dans tous les cas, les valeurs données dans le tableau correspondent à l’usinage d’un acier mi-dur.

Tableau n° 1 Les vitesses de coupe des différent outils

 

Matériaux de l’outil

Vitesse de coupe (m/min)

 

Aciers au carbone

18

 

Aciers rapides

30

 

Les carbures métalliques

90

 

Les céramiques

150

 

    Les Procédés d'usinage

    Les procédés sont classés en deux catégories :
Le fraisage :

L’outil tourne, la pièce se déplace par rapport à l’outil. Cela permet de réaliser des formes planes, des moules…
Le tournage :

 La pièce tourne, l’outil se déplace par rapport à la pièce : pour réaliser des pièces de révolution.
Bien entendu, des industriels fabriquent des tours, où les outils peuvent tourner, ou des centre de fraisage où les pièces peuvent être entraînés en rotation… ce sont des machines hybrides, mixtes, ou machine multi-axe.