Guillaume LESQUIR 1ère année Projet n°1 Génie Industriel
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1. Attentes techniques en terme d usinage pr cision de la pi ce 0 01 mm sur le diam tre Sum sur le rayon r p titivit des cotes 0 01 mm diam tres pouvant tre usin s compris entre 1 mm et 100 mm longueur maximale des pi ces pouvant tres usin es 100 mm machine capable de r aliser les c nes de sortie et d entr e d une fili re ainsi que la port e en une seule prise de pi ce en sortie d usinage les pi ces doivent tre poli glac es Dans cette annexe sont recens es les principales attentes du cahier des charges techniques mis par la direction lors du lancement du projet Les points cit s ci dessus sont ceux sur lesquels portait le projet de fiabilisation du prototype MI 4CNC 100 ANNEXE 3 Cahiers des charges pour les am liorations du prototype AXE A Cet axe est destin tre mont sur une rectifieuse commandes num riques et permettra de r aliser le mouvement de va et vient propre la rectification Course Imm 50mm course totale 100mm Masse transport e 10 Kg 120mm au dessus sur chariot mobile Effort d usinage LON 120mm du plateau mobile Course minimale Imm avec une vitesse de 200mm min Course maximale 50mm Pr cision de positionnement 0 005mm ou inf rieure 0 01mm R p titivit de positionnement 0 005mm Hyst r sis nul Pr cision du guidage 0 005mm ou inf rieure 0 01mm Etanch it IP 65 souhaita2. moyen poursuite des essais actions correctives 2 bon arr t des essais cylindre d but des essais fili res excellent arr t des essais cylindre d but des essais fili res Tableau d aide la d cision pour la campagne d essais d usinage de cylindres 21 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 De m me pour la campagne de test d usinage des fili res 0 mauvais arr t des essais recherche de solutions et actions correctives _ Tableau d aide la d cision pour la campagne d essais d usinage de fili res Suite ces essais le comit de direction pourra prendre une d cision concernant la mise en production du prototype MI 4CNC 100 Si celle ci est d cid e il faudra alors proc der la formation du personnel op rateur 5 3 La formation du personnel op rateur Former le personnel est indispensable si l on veut que l quipe machine op rateur fonctionne de fa on optimale J ai donc mis en place un planning de formation qui permettra l ensemble des op rateurs d apprendre rapidement se servir de cette nouvelle machine Ce programme de formation s tale sur trois semaines durant lesquelles les op rateurs auront pour objectif d une part d acqu rir une compl te autonomie dans le fonctionnement de la machine d autre part de pouvoir r aliser une maintenance pr ventive Planning de formation 1er jour Pr sentation des caract ristiques de la mac
3. En ce qui concerne les r sultats souhait s en usinage le cahier des charges stipule G om trie I D1 D2 I lt 0 01 mm Tenue des cotes I Cote Obtenue Cote D sir e I lt 0 01 mm R p titivit cart maximal entre les essais lt 0 01 mm Sch ma repr sentant le fonctionnement des axes X et B 20 essais ont t r alis s et le graphique suivant donne les carts obtenus entre la cote programm e et la cote r alis e Ces carts tiennent compte de l usure de meulette 6 N 5 o m 4 b r 3 e 2 S 1 a 0 S ms 30 um ms20um ms 10 1m 0 um 10 um 20 um 40 um Ms cart n gatif Ecart entre la cote programm e et celle obtenue 55 des essais ont un cart inf rieur 0 01 mm en valeur absolue 45 des essais ont un cart sup rieur 0 01 mm en valeur absolue 16 Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 Promo ITII 00 03 Ces r sultats ne sont pas acceptables pour une machine susceptible de rejoindre un atelier de production et encore moins pour une rectifieuse En plus de la perpendicularit des axes qui n tait pas bonne j ai remarqu lors des essais un d calage des origines de la machine Or des origines machine parfaites sont indispensables pour r aliser des pi ces pr cises et limiter les risques de collision entre la pi ce et l outil L axe de la pi ce et l axe de l outil sont confondus 0 pi ce 0 outil ORI
4. o l axe pour le d placement lin aire de l outil axe Z o l axe pour le d placement angulaire de l outil axe B o I axe pour le mouvement de va et vient propre la rectification axe A la machine sera compos e d une broche haute fr quence o vitesse de rotation comprise entre 10 000 et 120 000 trs min 1 un moteur servira la rotation du mandrin de serrage de la pi ce o vitesse de rotation comprise entre 200 et 1500 trs min 1 la machine devra avoir un design attrayant Attentes techniques des axes axe Z O pets A w 0 0 0 90 0 O O O O 07 0 axe O O O O course 316 mm vitesse d avance maximale 15 m min protection IP 65 pr cision de positionnement inf rieure a 0 01 mm r p titivit de positionnement inf rieure 0 01 mm jeu de fonctionnement nul 1 course 240 mm vitesse d avance maximale 15 m min protection IP 65 pr cision de positionnement inf rieure a 0 01 mm r p titivit de positionnement inf rieure 0 01 mm jeu de fonctionnement nul l angle de rotation 15 90 vitesse de rotation maximale 50 trs min pr cision de positionnement 1 protection IP 65 1 o jeu de fonctionnement nul axe course comprise entre 10 mm et 50 mm fr quence de battement 10 80 battements par minute pr cision de positionnement inf rieure 0 01 mm r p titivit de positionnement inf rieure 0 01 mm jeu de fonctionnement nul O O O
5. O o 1rectifieuse universelle MU o 1rectifieuse MI 210 o 1 touret de polissage o 1 machine de rasage le rasage consiste supprimer par un faible enl vement de mati re l enveloppe oxyd e des fils ou c bles Q i Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 s Promo ITII 00 03 4 2 o 1 rectifieuse cylindrique d int rieur avec quatre axes num ris s MI o 1rectifieuse cylindrique d int rieur automatique destin e l usinage des 2 Les machines en cours de d veloppement 4CNC 100 fili res de petits diam tres entre 4 et 0 1 mm R3 D L entreprise en quelques chiffres Depuis plusieurs ann es l entreprise r alise un chiffre d affaires compris entre 20 ons de francs entre 3 et 3 8 millions d Euros dont 15 sont obtenus l exportation Ce chiffre d affaires est r alis 95 par la fabrication des en carbure de tungst ne puisque le secteur machines est en plein et 25 milli outillages d veloppement Projet n 1 MI 4CNC 100 25 052 451 00F 20 053 916 00 F 4 998 535 00 F 25 000 490 00 F 20 599 068 00 F 4 401 422 00 F 24 906 106 00 F 20 882 623 00 F 4 023 483 00 F mars 00 21 481 420 00 F 17 675 799 00 F 3 805 621 00 F 22 836 606 00F 16814 000 00 F 6 022 606 00 F Tableau de r partition du chiffre d affaires CA Global CA Export CA Outillage CA Machines 23 654 451 00 F 1 398 000 00 F 24 497 490 00 F 503 000 00 F mars 99 23 315 000 00 F 1507 000 00 F
6. mais avec une forte demande les rectifieuses commande num rique valent la plupart du temps plus de 1 5 millions de francs et poss dent une pr cision inf rieure 1pm Enjeu n 3 Permettre au groupe Agir Technologies de s implanter plus facilement sur le tr s prometteur march asiatique qui l heure actuelle est en plein essor 1 3 Les ressources et d lais du projet Les enjeux et le budget du projet tant tr s importants il tait n cessaire de mettre en place une quipe et de d finir un d lai pour le mener bien Composition de l quipe projet Projet n 1 MI 4CNC 100 1 apprenti ing nieur implication de l quipe machines outils implication de la direction Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 CESI MEUTEN Evolution des d lais Au d part la machine devait tre op rationnelle pour le salon de la machine outils qui a eu lieu en avril 1999 salon de l EMO Paris Celle ci fut pr sent e mais manquait de fiabilit en usinage ce qui a amen la direction repousser le d lai de mise en production au mois d ao t 2000 Cependant compte tenu des mauvais r sultats obtenus lors des essais du mois de Juillet 2000 le d lai fut rallong d un an afin de proc der des modifications permettant d obtenir une machine fiable Prototype de la machine MI 4CNC 100 Prototype sur lequel j ai travaill durant mon projet 2 Etats des lieux du projet Avant de me lancer
7. GOTO 190 N240 G01 X 10 N250 G04 X 5 N260 G04 X 20 N270 M51 N280 6 0 N290 7 0 N300 8 0 N310 9 0 N320 10 0 N330 G01 Z 9 5 F 0 N340 X 71 087566 Z 71 0876 B N350 X 4 14718127 Z 4 147181 N360 M50 A 4 B 0 V N370 G01 X 10 1858579 F 0 N380 G04 X 5 N390 G01 X 0 01903594 N400 6 6 1 N410 G04 X 5 N420 IF 6 LT 7 GOTO 390 N430 7 6 5 4 N440 8 3 7 N450 G01 X 0 01903594 N460 G04 X 5 N470 9 9 1 N480 10 8 9 N490 IF 10 LT 0 01 GOTO 450 N500 10 10 COS 2 N510 Got X 10 N520 G04 X 5 N530 G04 X 20 N540 M51 N550 G01 X 3 N560 G90 G00 Z 134 14 N570 G28 X 0 W 0 B N580 M55 M05 M51 Mog M02 LANCER LE PROGRAMME ANNEXE 12 Pr sentation d une broche Haute Fr quence MF Broches haute fr quence changement d outil manuel pour la rectification cylindrique ext rieure et int rieure sur des machines outils Paliers con us pour les plus hautes vitesses puissance lev e sur une large plage de vitesses comportement thermique optimal excellente r gularit de marche Mil FISCHER precise Broche haute fr quence mont e sur le prototype MI 4CNC 100 Puissance 2kw Vitesse de rotation max 120 000 trs min Connect e a un convertisseur de frequence Les paliers de guidage sont refroidis l eau ANNEXE 13 Pr sentation des axes du prototype Laissez ouverte cette annexe afin de faciliter la lectu
8. Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 En utilisant la m thode d usinage dite par tape j ai r alis deux types de programmation Le premier litt ral consiste saisir le programme via le pupitre de commande Le deuxi me sous Excel consiste utiliser un ordinateur pour entrer le programme dans la machine Programmation litt rale cf annexe 10 Avantages Inconv nients modification facile des l op rateur a du mal variables visualiser la correspondance programmation via le des variables diam tre de la pupitre de commandes de la pi ce de l outil machine pas de sauvegarde possible des diff rents param tres Programmation Excel cf annexe 11 Avantages Inconv nients m thode tr s visuelle qui n cessit d avoir un PC permet de comprendre connect la machine si la facilement la correspondance commande num rique n est des variables pas quip e possibilit de sauvegarder programmation plus chaque modification des complexe au d part param tres facilement utilisable sur une commande num rique quip e d un ordinateur PC 5 2 Evaluation des capacit s et mise en production Le choix de la mise en production se fera en analysant les r sultats obtenus lors des diff rentes phases d essais essais d usinage de cylindres et essais d usinage de fili res Une fois que la machine pourra r pondre de mani re positive aux exigences du cahier des charges elle sera
9. Le prix d une meulette tant relativement important il faut si l on veut r duire au maximum les co ts de production des fili res choisir celles dont l usure est la plus faible afin qu elles puissent servir sur de grandes s ries de production 12 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 Meulette Vis porte meule Tasseau de rectification CROQUIS D UNE MEULETTE Pour d buter ces essais il me fallait trouver un crit re de comparaison et cr er des fiches de suivi des essais cf annexe 5 pour les fiches de suivi d essais Le meilleur crit re que j ai pu trouver pour comparer les meulettes est celui utilis par tous les fabricants d outils abrasifs savoir le rendement G taux d enl vement mati re J ai donc calcul ce rendement pour chaque essai r alis ce qui m a permis de d finir les meulettes ayant la meilleure r sistance l usure les vitesses d usinage optimales pour chacune des meulettes s lectionn es Rendement G Le rendement G est le seul crit re qui permette de comparer de mani re objective les meulettes car il permet en travaillant sur les volumes de mati re de supprimer les effets du diam tre de l outil utilis et de la pi ce usin e Plus le rendement G est important plus la meulette a une bonne r sistance l usure Pi ce 7 Volume de couche diamant e utilis e cm en 2 3 Volume de mati re enlev e cm Outil Permet d valu
10. abrasif liant Indication de l abrasif D diamant MD pour les meulettes de finition B CBN nitrure de bore cubique fabriqu comme le diamant synth tique et poss dant une structure semblable celle du diamant Taille des grains d pend de la phase de rectification dans laquelle on se trouve Ebauche DIS1 D151 D126 D107 D9I D76 Semi finition D64 D54 D46 Finition MD 25 MD 20 MD 10 Concentration en abrasif en carats pas cm concentration de 100 gt 4 4 carats par cm Type de liant B r sino de M m tallique V c ramique G galvanique Formule de conversion mm s 1 en tr min l Donn es constructeur vitesse p riph rique de la meulette et de la pi ce en mm s 1 lt L E Programmation sur la machine vitesse de rotation de la meulette et de la pi ce en tr m n 1 Formule de conversion Vitesse p riph rique de la meulette en mm s 1 V Vitesse de rotation de la meulette en tr min 1 N Diam tre de la meulette en mm D N V 3 1415 x 60 ANNEXE 5 Fiche de suivi des essais meulettes FICHE DE SUIVI DES ESSAIS MEULETTES DONNEES DE BASE EE 5 D K10 oe de cylindre Diam tre port e brut mm 20 Diam tre port e final mm ol rance sur le diam tre mm 0 01 38 ongueur du cylindre mm ype de meulette D126 C125 M263 Diam tre initial mm 15 Diam tre final mm 14 98 ongueur meulette mm 10 riph rique meul
11. candidature et d autre part parce qu elle me proposait une place dans son secteur machines outils En effet je suis particuli rement int ress par le domaine de la conception et r alisation de machines outils sp cifiques ou non Mon stage de DUT durant lequel j avais particip la conception d une machine sp ciale m avais d j orient dans cette direction et donn un aper u de ce secteur d activit La machine est un domaine dans lequel il est possible d aborder une multitude de points techniques tels la m canique l lectronique l usinage mais galement des points plus organisationnels ou li s a la conduite de projet comme la planification la qualit le management d quipe Durant ma premi re ann e de formation je n ai pas abord tous ces points mais il me semble avoir progress et acquis de nombreuses connaissances dans ceux auxquels j ai particip Dans le rapport qui suit je vais traiter la r alisation de mon premier projet qui a consist fiabiliser un prototype de rectifieuse cylindrique d int rieur commandes num riques baptis MI 4CNC 100 Je commencerai par pr senter de mani re succincte mais pr cise la soci t Mouton ainsi que le groupe auquel elle appartient J aborderai ensuite de mani re plus compl te la r alisation de mon projet Toutefois il est important de savoir qu ce jour et ceci pour diverses raisons le projet n est pas termin Important afin de faciliter la
12. conna tre parfaitement leur nouvelle machine Il ne me restera plus qu pr voir la r alisation de la seconde machine 6 Bilan pour l l ve ing nieur M me si le projet n est pas encore termin il me semble important avant d aborder le deuxi me projet de la formation de faire un bilan sur les points n gatifs et positifs de l ann e qui vient de s couler Points n gatifs Points positifs difficult s g rer toutes les rapide adaptation au milieu de t ches qui m on t confi es la rectification mauvaise gestion des analyse des probl mes avant priorit s d entamer leur r solution difficult a couter les bonne m thode de r solution autres membres de l quipe des problemes et accepter leurs id es bonnes d marches techniques et organisationnelles 29 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 _ CESI METEN Conclusion Le projet MI 4CNC 100 qui fut lanc en 1998 dans la soci t Mouton par le biais du groupe Agir Technologies consistait r aliser une rectifieuse cylindrique d int rieur commande num rique destin e principalement l usinage des fili res de tr filage rondes Au d part ce projet devait tre boucl en une ann e mais de nombreux probl mes techniques ont amen le comit de direction repousser les d lais de mise en production au dernier trimestre 2001 Le changement d quipe au cours de la r alisation du prototype des
13. d arrosage Filtres Monnet 1 pupitre de dialogue entre l op rateur et la machine Axes de la machine Croquis des axes de la machine Ces phases d tat des lieux m ont permis de m adapter plus facilement au domaine de la rectification et d apprendre rapidement le fonctionnement de la machine Je pouvais dor navant me lancer dans la suite du projet qui consistait l valuation des capacit s du prototype Pupitre de commande et commande num rique ie 11 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 3 Evaluation des capacit s de la machine La prise de d cision concernant la mise ou non en production du prototype ne pouvait se faire sans une analyse compl te de ses capacit s L valuation a donc port sur les outils utilis s et sur les r sultats obtenus en usinage Chaque essai r alis pour cette valuation s est vu attribuer une note 3 1 Evaluation des outils utilis s La rectification d une fili re n cessite trois phases l bauche la semi finition la finition aspect poli glac Chacune de ces trois phases impose l utilisation d une meulette diff rente En effet la concentration en diamant de l outil est plus importante pour les op rations d bauche que pour celles de finition cf d signation d une meulette en annexe 4 TOC more diamant OOO OK Meulette d bauche Meulette de finition CROQUIS DES PARTICULES DE DIAMANT SUR UNE MEULETTE
14. de Mouton Les raisons de ce projet appel MI 4CNC 100 sont modernisation de la gamme de machines outils propos es sur le march modernisation de l atelier de production d monstration du savoir faire de Mouton dans le domaine des rectifieuses augmentation des cadences de production des fili res de tr filage et de l atelier de rectification La premi re machine est destin e l atelier de rectification de Mouton afin de fiabiliser le prototype avant de le lancer sur le march international Un cahier des charges a t r dig par le comit de direction cf annexe 2 et un budget fut attribu la r alisation du projet Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 1 2 Les enjeux du projet L investissement que repr sente le projet MI 4CNC 100 doit permettre en dehors des objectifs principaux que j ai voqu s pr c demment de r pondre aux enjeux strat giques du groupe Agir Technologies et de l entreprise Mouton Enjeu n 1 Reconqu rir le march de la fili re de tr filage ronde En effet la machine en augmentant les capacit s de production de l atelier va permettre l entreprise de r duire ses co ts de production et de saligner avec la concurrence trang re Enjeu n 2 Proposer une rectifieuse commande num rique de milieu de gamme avec un prix inf rieur 1 million de francs environ 150 000 Euros C est en effet un march actuellement peu exploit
15. donc charg de r diger les cahiers des charges concernant le mat riel que nous souhaitions changer ou rajouter sur la machine et jai pris contact avec les fournisseurs susceptibles de pouvoir r pondre nos besoins La cr ation tout au long du projet de fiches de suivi des essais r alis s et d valuation du mat riel propos accoupl un syst me de notation m a permis de faire des tableaux d aide la prise de d cision Ceux ci ont t pr sent s au comit de direction lors de la cl ture des tapes clefs dans la r alisation du projet Aujourd hui et principalement cause de d lais tr s longs sur le mat riel command pour les modifications le projet nest pas termin Il reste mettre en place les composants n cessaires l am lioration du prototype et faire les tests des capacit s r elles de la machine avant d envisager sa mise en production Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 g CESI SYNTHESIS When I arrived in the Mouton company in July 2000 I was charged to control the capacities of the MI 4CNC 100 internal grinding machine tool This project began in the company in 1998 and a team plus a budget were attributed to the project This team is no more in the company and Mouton with the agreement of the Agir Technologies group employed a trainee engineer The internal grinding machine tool designed by Mouton is composed of for numerical axes one longitudinal spi
16. lecture de ce rapport utilisez l annexe 13 et laissez la ouverte Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 _ CESI METEN 1 G n ralit s sur l entreprise Soci t anonyme au capital de 2 614 100 Francs 398 517 Appartient la convention de la m tallurgie A pour objet o la fabrication la transformation la r novation l achat et la vente de toutes pi ces en m taux ferreux non ferreux ou fritt s o l activit de diamantaire fili riste fa on o la fabrication l entretien et le n goce d outillages et de toutes machines destin es l industrie Poss de deux sites de production o le premier Saint Maurice de Beynost dans le d partement de l Ain o le second Ch lon en Champagne dans le d partement de la Marne Embauche une cinquantaine de personnes o 40 Saint Maurice de Beynost o 10 Ch lon en Champagne 2 El ments historiques sur l entreprise 1934 Monsieur Mouton sp cialiste de la taille de pierres et plus pr cis ment du diamant cr e sa soci t de fabrication des fili res en carbure de tungst ne 1940 L entreprise se consacre la fabrication des fili res en carbure de tungst ne en sous traitance pour l entreprise Tunsgto Les enfants Paul et Maurice commencent travailler dans l entreprise 1957 Les deux fr res h ritent de la soci t 1959 Les premiers embauch s arrivent dans la soci t 1975 L entreprise se lance par le
17. mouvement 14 um sur la course d terminer par des essais R p tabilt du guidage Pum tm KL 0 01 mm normalement tum Pr cision Oum 300 mm 23 um 300 mm 23 um 300 mm Hyst r sis 2 um d terminer par des essais nul 27 800 00 F 22 000 00 F 31 300 00 F Pour comparer de mani re objective les diff rents crit res de chaque table j ai cr un tableau d aide la prise de d cision Chacun des crit res a subit un syst me de notation comparable celui utilis lors de l valuation des capacit s du prototype Les crit res les plus importants ont t affect s du coefficient 2 Les r sultas ainsi obtenus sont inscrits dans le tableau suivant Type de guidage 1 3 2 2 Capacit de charge 1 2 2 2 2 2 2 Capacit decharge 1 2 2 2 Moments admissibles 1 2 J 2 J 2 Pr cision de positionnement 2 37 ft J 2 Hyst r sis 1 2 1 TABLEAU DE NOTATION DES SOLUTIONS Nota les prestations de services associ es ont t appr ci es en fonction des contacts qui ont eu lieu avec les diff rents fournisseurs M 20 Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 i DETEN Promo ITI 00 03 C est donc la soci t Elitec qui a r pondue le mieux la demande m me si le produit propos tait similaire en terme de qualit celui de la soci t Schneeberger De plus les relations quelques peu tendues entre Mouton et Schneeberger au sujet de l axe A n ont fait que
18. 20 320 420 00 F 1 082 000 00 F 21 100 000 00 F 1 415 000 00 F Tableau du CA outillage et machines outils f CESI EUAN Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 R partition du CA 30 00 F 25 00 F z 20 00 F EM Outillage 2 1500 F J Machines o CA Global S 10 00 F 5 00 F mars 97 mars 98 mars 99 mars 00 mars 01 Graphique d volution du CA Le chiffre d affaires de l entreprise a connu une baisse la fin de l exercice 1999 puisque trois clients importants sont partis se servir l tranger en raison des prix plus faibles que ceux pratiqu s en France et plus particuli rement par la soci t Mouton Cette baisse a conduit l entreprise proc der une restructuration par le regroupement et la diminution des frais de fonctionnement Elle a ainsi pu se remettre rapidement de sa crise passag re et annoncer un retour aux b n fices la fin de l exercice 2000 Nota l entreprise Mouton cl ture son exercice au 31 Mars de l ann e suivante exercice 2000 cl tur au 31 Mars 2001 Conclusion L entreprise Mouton qui appartient au Groupe Agir Technologies est connue mondialement pour ses outils en carbure de tungst ne mais aussi pour les machines qu elle r alise principalement des rectifieuses et qu elle commercialise sur les cinq continents Avec un chiffre d affaires compris entre 20 et 25 millions de francs entre 3 et 3 8 millions d Euros Mouton est une entreprise dynamique qui sait f
19. ERIQUE PIECE MMS 1 7 PRISE DE PASSE MM 8 TEMPS DE VA amp VIENT S 9 TEMPS DE PASSE A VIDE S 10 LONGUEUR DE PORTEE MM 11 ANGLE CONE ENTREE DEG 12 LONGUEUR CONE ENTREE MM 13 Z DEBUT DE PROFIL MM 14 RETRAIT AVANT USINAGE MM 15 RATTRAPAGE FLEXION MEULE S 16 17 6 3 1416 x 5 x 60 calcul de la vitesse de rotation broche 18 7 3 1416 x 3 x 60 calcul de la vitesse de rotation mandrin 19 calcul de la vitesse de coupe 20 3 x 0 5 calcul du rayon de pi ce brute 21 4 x 0 5 calcul du rayon de pi ce finale 22 1 2 calcul du d port total de broche 23 1 57 433 x SIN 12 calcul d placement pour prise d angle en X 24 1 57 433 x COS 12 calcul d placement pour prise d angle en Z 25 0 5 x 5 x COS 12 d placement en Z pour ajustement meule 26 0 5 x 5 x SIN 12 d placement en X pour ajustement meule 27 8 COS 12 d placement pour prise de passe en c ne Projet MI 4CNC 100 G Lesquir Phase d essai 17 07 2001 Programme CNC Version 1 0 4 MeZzPrPrQOCAT N10 N20 N30 N40 N50 N60 N70 N80 N90 N100 N110 N120 N130 N140 N150 N160 N170 N180 N190 N200 N210 N220 N230 N240 N250 N260 N270 N280 N290 N300 N310 N320 N330 N340 N350 N360 N370 N380 N390 N400 N410 N420 N430 N440 N450 N460 N470 N480 N490 N500 N510 N520 N530 N540 N550 N560 N570 N580 M02 G94
20. G90 M55 M05 M51 M09 G28 X0 WO BO S 17 M33 S 18 M03 M08 G04 X5 GOO Z 14 22 G91 G01 Z 13 0 5 x 11 F 19 M50 A 0 5 x 11 BO V 19 X 20 0 5 x 5 15 G04 X 9 G91 GOI X 8 28 28 8 G04 X 9 IF 28 LT 21 20 GOTO 130 29 28 21 20 30 15 29 G01 X 8 G04 X 9 31 31 8 32 30 31 IF 32 LT 8 GOTO 190 G01 X 32 G04 X 9 G04 X 10 M51 28 0 29 0 30 0 31 0 32 0 G01 Z 0 5 x 11 0 5 x 13 X 23 Z 24 B 12 X 26 Z 25 M50 A 0 5 x 13 BO V 19 calcul de la quantit usin e calcul de la quantit suppl mentaire enlev e calcul de la quantit restant usiner calcul de la quantit enlev e calcul de la quantit restant enlever X 0 5 x 3 0 5 x 13 x TAN 12 15 COS 12 G04 X 9 G01 X 27 28 28 8 G04 X 9 IF 28 LT 21 20 GOTO 390 29 28 21 20 30 15 29 G01 X 27 G04 X 9 31 31 8 32 30 31 IF 32 LT 8 GOTO 450 32 32 COS 12 G01 X 32 G04 X 9 G04 X 10 M51 X 3 G90 GOO Z 14 100 G28 X0 WO BO M55 M51 M05 M09 Projet MI 4CNC 100 Phase d essai Programme CNC 4 calcul de la quantit usin e calcul de la quantit suppl mentaire enlev e calcul de la quantit restant usiner calcul de la quantit enlev e calcul de la quantit restant enlever calcul de la prise de passe G Le
21. GINES MACHINE BONNES L axe de la piece et l axe de l outil ne sont pas confondus ORIGINES MACHINE MAUVAISES 0 pi ce 0 outil Les r sultas obtenus sont pr sent s dans le tableau d aide la prise de d cision suivant gt 0 015 mm D cision non Tableau d aide la prise d cision concernant les capacit s du prototype actuel 17 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 L analyse de ce tableau nous montre qu il est impossible de mettre le prototype actuel en production et que des modifications s imposent pour garantir sa fiabilit vis vis du cahier des charges 3 3 Le syst me de notation Comme je l ai pr cis dans l introduction de ce chapitre tous les essais se sont vus attribuer une note qui ma permis de savoir si ceux ci taient mauvais acceptables bons ou excellents Suivant les essais r alis s les crit res not s n tait pas toujours les m mes Syst me de notation mauvais 0 moyen 1 bon 2 excellent 3 La note globale de l essai est obtenue en faisant la moyenne des notes de chaque crit re et en arrondissant l unit inf rieure ex 2 90 donne une note globale de 2 Les notes obtenues pour l ensemble des campagnes d essais sont ensuite analys es et permettent la r alisation de tableaux d aide la d cision comme celui que nous avons pr c demment Ces tableaux refl tent les capacit s du prototype r pondre aux exigen
22. Guillaume LESQUIR 1 ann e Projet n 1 G nie Industriel Promotion 2000 2003 Ma tre d apprentissage M Christophe POTIER Tutrice p dagogique Mme Corinne COURTOIS LE oer Projet n 1 Ann e 2000 2001 Remerciements Je tiens remercier M Jean Pierre Ferret PDG du groupe Agir Technologies et M Jean Marie Troussard Directeur Financier du groupe pour mavoir fait confiance dans la r alisation de ce projet Je remercie galement mon maitre d apprentissage M Christophe Potier Directeur Adjoint de Mouton pour ses conseils et le temps qu il m a accord durant cette premi re ann e de formation Je remercie galement toute l quipe machines outils de la soci t qui ma beaucoup aid durant la r alisation de mon projet en particulier M Claude Viret responsable du secteur Je remercie enfin l ensemble du personnel de l entreprise qui ma permis de prendre rapidement mes marques au sein de la soci t et qui m a fait partager son savoir au sujet de la rectification et de l utilisation de la machine Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Synth se du rapport Le projet qui m a t confi mon arriv e dans la soci t Mouton consistait fiabiliser une rectifieuse cylindrique d int rieur baptis e MI 4CNC 100 Ce projet avait t lanc en 1998 par le groupe Agir Technologies auquel Mouton appartient depuis 1990 Une quipe avait t mise en plac
23. MI 4CNC 100 Les tol rances d finies sur les plans de d finitions sont tr s importantes pour la g om trie de la machine Le fournisseur s engage nous fournir un ensemble conforme aux plans de d finitions nous fournir les tol rances demand es en termes de plan it de perpendicularit et de parall lisme nous informer si les dimensions en termes de longueur largeur et paisseur lui semblent insuffisantes compte tenu de l utilisation que nous souhaitons faire de cet ensemble et le cas ch ant ne rien entreprendre sans l accord de la soci t MOUTON nous garantir une r sistance totale du b ti concernant les paisseurs et les moyens de levage tels que les anneaux de levage assurer le bon assemblage de l ensemble assurer la bonne mise en place sur la machine concern e nous fournir le plan des inserts mettre en place La soci t MOUTON s engage fournir les inserts a fournir les inserts taraud s pour les anneaux de levage s occuper des diff rents percages dans les inserts du b ti r pondre toutes les sollicitations du fournisseur prendre en compte les remarques qui seront ventuellement faites par le fournisseur sur la conception du b ti son usinage sa mise en place ANNEXE 4 Comment d signer une meulette D signation d une meulette 126 50 BS Indication Taille des Concentr ation Type de de l abrasif grains en
24. NT S 9 TEMPS DE PASSE A VIDE S 10 LONGUEUR DU CONE MM 11 Z DEBUT DE PROFIL MM 12 13 6 3 1416 x 5 x 60 calcul de la vitesse de rotation broche tr min 1 14 7 3 1416 x 3 x 60 calcul de la vitesse de rotation mandrin tr min 1 15 calcul de la vitesse de coupe en mm min 1 16 3 x 0 5 calcul du rayon de pi ce brute en mm 17 4 x 0 5 calcul du rayon de pi ce finale en mm 18 1 2 calcul du d port total de broche en mm 19 0 5 x 11 calcul de la mi longueur du cylindre en mm G94 G90 M55 M05 M51 M09 G28 X0 WO BO S 13 M33 S 14 M03 M08 G04 X5 G00 Z 12 10 G91 G01 Z 10 11 x 0 5 M50 A 19 BO V 15 X 16 0 5 x 5 G04 X 9 G91 G01 X 8 20 20 8 calcul de la quantit usin e Projet MI 4CNC 100 G Lesquir Phase d essai 23 07 200 Programme CNC Version 1 0 4 RS Piel ze 21 17 16 20 IF 8 LT 21 GOTO 130 G01 X 21 G04 X 9 G04 X 10 G90 G01 X0 M51 G28 X0 WO BO M55 M51 M05 M09 Projet MI 4CNC 100 Phase d essai Programme CNC 4 calcul de la quantit restant usiner G Lesquir 23 07 200 Version 1 0 nr er gt lt mme FILIE O000X ESSAIS FILIERES 17 07 2001 G LESQUIR JAUGE OUTIL MM 1 DEPORT BROCHE MM 2 DIAMETRE PIECE BRUTE MM 3 DIAMETRE PIECE FINALE MM 4 DIAMETRE MEULETTE MM 5 PERIPHERIQUE MEULETTE MM S 1 6 PERIPH
25. age en carbure de tungst ne Page 4 4 2 Les machines outils Page 4 5 L entreprise en quelques chiffres Page 5 Conclusion Page 6 Pr sentation du projet Introduction Page 7 1 Pr sentation du projet Page 7 1 1 Qu est ce que le projet MI 4CNC 100 et pourquoi ce projet Page 7 1 2 Les enjeux du projet Page 8 1 3 Les ressources et d lais du projet Page 8 2 Etats des lieux du projet Page 9 2 1 La rectification et l utilisation de la machine Page 9 2 2 Etat des lieux des informations Page 10 2 3 Configuration de la machine Page 10 Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Q CESI 3 Evaluation des capacit s de la machine 3 1 Evaluation des outils utilis s 3 2 Evaluation des capacit s en usinage 3 3 Le syst me de notation 4 Recherche et mise en place de solutions techniques 4 1 R daction des cahiers des charges 4 2 Recherche des fournisseurs et choix des solutions 4 3 Financement des solutions 4 4 Mise en place des solutions 5 Tests et mise en production du prototype am lior 5 1 R alisation des programmes 5 2 Evaluation des capacit s et mise en production 5 3 La formation du personnel op rateur 6 Bilan pour l l ve ing nieur Conclusion Annexes Projet n 1 MI 4CNC 100 Page 12 Page 12 Page 15 Page 18 Page 18 Page 19 Page 19 Page 22 Page 22 Page 23 Page 23 Page 26 Page 28 Page 29 Page 30 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 SOMMAIRE DES ANNEXES A
26. ahiers des charges en annexe 3 Ce sont ces cahiers des charges qui ont t diffus s aux diff rents fournisseurs contact s 4 2 Recherche des fournisseurs et choix des solutions J ai effectu la recherche des fournisseurs par le biais des diff rents contacts que la soci t Mouton poss de ainsi que par le biais des portails Internet sp cialis s dans la fourniture de composants m caniques 4 2 1 Fournisseurs contact s pour le changement de l axe A Alm Star entreprise appartenant au groupe allemand Mannesmann Rexroth TSA SKF INA ELITEC agent exclusif en France de l entreprise Suisse Roll Vis SCHNEEBERGER entreprise nous ayant fourni les axes mont s sur le prototype actuel Seulement 50 de ces soci t s ont r pondu positivement au cahier des charges fourni Afin de faire le meilleur choix parmi les diff rentes solutions propos es il 19 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 fallait proc der une tude comparative des diff rents mat riels Etude comparative des tables pour Axe A Type de table NCB 76 SR6 400 150 K2 N1 L KK 15 155 VP 150 S Type de guidage Patins rouleaux crois s Recirculation Patins billes Patins recirculation de billes Type de vis Vis billes rectifi es Vis roul e Vis rouleaux satellites rectifi e Pas de vis 5 mm 5 mm 5 mm 1160 Nm 1120 1680 Nm 1330 Nm 1150 1700 Nm Rectitude du
27. aire face de mani re efficace aux al as de l conomie et de la concurrence De nombreux projets en cours ainsi que sa volont de d velopper son secteur machines outils en font une entreprise innovante C est d ailleurs un de ces projets qui a fait l objet de ma premi re ann e de formation FLAN EI gt 4 CESI Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Introduction Le projet sur lequel j ai travaill durant la premi re ann e de ma formation d ing nieur consistait fiabiliser et mettre en production une rectifieuse cylindrique d int rieur commandes num riques d sign e MI 4CNC 100 Ce projet a d but au sein de l entreprise Mouton en 1998 et la conception g n rale de la machine a t r alis e par une quipe qui ne fait plus aujourd hui partie de la soci t Le prototype m a t confi en Juillet 2000 et fait l objet de mon premier projet pour la formation ITTI 1 Pr sentation du projet 1 1 Qu est ce que le projet MI 4CNC 100 et pourquoi ce projet L entreprise Mouton con oit et d veloppe depuis de nombreuses ann es des machines outils destin es principalement la production des fili res de tr filage rondes cf pr sentation d une fili re en annexe 1 En 1998 le groupe Agir Technologies d cide de se lancer dans la r alisation d une rectifieuse cylindrique d int rieur commande num rique et confie le projet au d partement machines outils
28. biais du rachat de la soci t Pivot qui tait l poque un petit fabricant de machines outils dans la fabrication de machines outils sp cialis es dans l usinage du carbure de tungst ne 1982 L entreprise emploie 82 personnes 1990 La soci t est vendue au groupe Agir Technologies et c est Monsieur Jean Pierre Ferret actuel PDG du groupe qui en fait l acquisition par le biais de la soci t Rivom 2 Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 Promo ITII 00 03 3 Pr sentation du groupe Agir Technologies Depuis le 9 Mars 1990 la soci t Mouton appartient au groupe Agir Technologies Ce groupe embauche actuellement 150 personnes r parties sur 3 principales entreprises Rivom bas e Dijon dans le d partement de la C te d or embauche 57 personnes et est sp cialis e dans l outillage en carbure de tungst ne GMA bas e Dijon embauche 3 personnes et est sp cialis e dans la fabrication de tapis transporteurs m talliques et de convoyeurs GMA est rattach e Rivom Mouton Le groupe Agir Technologies est mondialement connu dans le domaine de l outillage en carbure de tungst ne puisqu il a r ussi s implanter en Am rique du Sud en Europe en Afrique et en Asie Le groupe est aujourd hui num ro 1 mondial pour la gamme d outillage en carbure de tungst ne propos e Direction technique commerciale et Holding Financi re sf 19158 OGIES financi re du groupe
29. ble mais pas obligatoire Jeu de fonctionnement nul Tr s bonne duret de la vis afin de garantir une dur e lev e compte tenu de l utilisation qu il sera fait de l axe Le fournisseur s engage galement nous proposer en plus du mat riel une assistance technique tout au long de la phase d essai du prototype Le mat riel propos doit tre garanti e t en cas de d faut ou de probl me survenant cause d une mauvaise tude du fournisseur ce mat riel devra tre repris pour r paration o change Une ou plusieurs rencontres entre le fournisseur et la soci t Mouton auront lieu pour permettre aux fournisseurs de mieux cerner l attente et l entreprise Mouton de pouvoir valuer les diff rentes solutions propos es Mesure des d placements D placement lin aire L entreprise Mouton souhaite int grer sur une rectifieuse d int rieur commande num rique un syst me de mesure pour le d placement lin aire de la pi ce Caract ristiques attendues compatibilit avec une commande num rique Ge Fanuc 18 iT longueur de mesure 500 mm r solution de mesure inf rieure lum pr cision de mesure inf rieure Sum tanch it IP 65 le syst me de mesure devra servir d asservissement pour la machine positionnement en absolu afin de pouvoir conserver les origines machines ou le positionnement lorsque celle ci n est pas sous tension D placement angulaire L entrepri
30. ces du cahier des charges Apr s valuation les capacit s en usinage de la machine actuelle ne sont en aucun cas acceptables puisque 45 des pi ces r alis es seraient envoy es au rebus Des modifications ont donc t d cid es afin de concevoir un prototype capable de r pondre au cahier des charges 4 Recherche et mise en place de solutions techniques La recherche de solution a d but par la r daction du cahier des charges et par la recherche de fournisseurs capables de r pondre notre demande Les modifications concernaient le remplacement de l axe lin aire de va et vient axe A la mise en place d une r gle optique sur l axe X la mise en place d un codeur sur l axe B 18 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 la mise en place d une mesure laser du diam tre de l outil tude de cette modification ayant t r alis e par l quipe pr c dente je ne labordera pas dans ce rapport La mise en place d un b ti en granite 4 1 R daction des cahiers des charges Dans le but de donner aux diff rents fournisseurs contact s des informations compl tes concernant nos attentes sur les modifications pr vues j ai r dig trois cahiers des charges 1 cahier des charges pour le nouvel axe de d placement lin aire pour les mouvements de va et vient 1 cahier des charges pour la r gle et le codeur optique 1 cahier des charges pour le b ti en granite voir les c
31. choix quelque peu rapides ainsi qu un manque de savoir faire en mati re de machine commande num rique sont les causes de ce retard important dans la r alisation du projet Une fois que le prototype MI 4CNC 100 aura satisfait au cahier des charges le comit de direction d cidera de la strat gie commerciale appliquer concernant la commercialisation d une telle machine Si la commercialisation est envisag e il faudra proc der alors des modifications importantes pour rendre la machine fiable En effet il est impensable pour une entreprise de proposer sur le march international un produit manquant de fiabilit et qui n cessiterait de nombreux d pannages Le dynamisme du secteur machines outils et de son personnel ainsi que la volont de l entreprise de ma triser la r alisation d une rectifieuse commande num rique permettront de palier rapidement aux al as rencontr s lors de la conception du premier prototype Le groupe Agir Technologies par le biais du secteur machines outils de Mouton pourra alors se positionner sur le march tr s prometteur des rectifieuses cylindriques d int rieur de milieu de gamme L re de la machine outils commande num rique ne fait que commencer dans la soci t Mouton Malgr de nombreux balbutiements il faut esp rer que les efforts r alis s par l ensemble du personnel machine outils dans la voie de la commande num rique portent leurs fruits et entra nent un d veloppem
32. confirmer en toute objectivit ce r sultat 4 2 2 Fournisseurs contact s pour le syst me de mesure des d placements Pour la r gle et le codeur optique j ai directement choisi de m orienter vers le fabricant le plus r put au monde Heidenheim Le revendeur de cette marque m a propos une seule solution pour la r gle compte tenu de la compatibilit avec une commande num rique Fanuc D placement lin aire r gle optique type LC 191 F pr cision de mesure 2um r solution de mesure 0 1 um tanch it IP 65 voir les indices d tanch it en annexe 9 Pour le codeur deux choix taient possibles D placement angulaire Deplacement angulaire Pr cision de mesure 5 4 R solution de mesure 1 2 0 15 P64 IP64 Afin de garantir un maximum de pr cision la machine le choix de l entreprise s est orient vers le codeur de type RCN 723 A savoir 1 60 minutes 3600 secondes 21 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 FEUX et Projet n 1 MI 4CNC 100 _ CESI METEN 4 2 3 Fournisseurs contact s pour la r alisation du b ti en granite Pour le b ti en granite j ai dans un premier temps pris contact avec deux fournisseurs sp cialis s dans la r alisation de b ti pour machines outils l en France 1en Chine Cependant les prix pratiqu s par ces deux entreprises d passaient largement le budget susceptible d tre attribu Il fallut al
33. dans le projet il me fallait prendre connaissance avec le domaine de la rectification et avec l utilisation de la machine Parall lement je devais faire un tat des lieux des informations susceptibles de m aider dans ma t che et conna tre la configuration de la machine 2 1 La rectification et l utilisation de la machine Lorsque je suis arriv dans l entreprise je ne connaissais pas le domaine de la rectification et n avais jamais travaill sur une commande num rique Fanuc Je devais donc trouver des personnes susceptibles de pouvoir me donner des informations concernant ces deux comp tences techniques L ensemble du personnel a t ouvert mes questions mais je me suis par la suite tourn vers les personnes qui taient les plus int ress es par le projet et qui spontan ment me donnaient des conseils savoir Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 un op rateur rectifieur pour les notions de rectification vitesses de coupe d avance le responsable du secteur lectro rosion pour la rectification en commande num rique un stagiaire charg de l avancement du projet pour la programmation En dehors de l entreprise j ai galement pris contact avec notre fabricant de meulettes et avec la soci t qui s tait charg e de mettre en place la commande num rique sur le prototype 2 2 Etat des lieux des informations Prendre la suite d un projet dans un domaine d activit inc
34. e mm s 1 30 000 riph rique pi ce mm s 1 400 vitesse de coupe mm min 1 800 E RESULTATS Volume de mati re port e mm3 1223 650339 Volume meulette mm3 4 709247388 Rendement G obtenu 259 8398933 Rendement th orique 50 250 Ls a _ G obt lt G th G obt G th G obt gt G th Etat de surface obtenu bon excellent NOTATION Note de l essai 8 2 2 2 Pour obtenir la note de l essai il faut faire la moyenne des notes obtenues et arrondir l unit inf rieure ANNEXE 6 Fiche de suivi des essais d usinage de cylindres FICHE DE SUIVI DES ESSAIS CYLINDRE DONNEES DE BASE a ee eee num ro essais num ro de pi ce oe de carbure Rendement G th orique oe de cylindre Diam tre brut mm G obt lt G th G obt G th G obt gt G th Diam tre final mm mauvais ol rance sur le diam tre mm 0 01 ongueur du cylindre mm 35 ype de meulette D46 C100 M263 4 mauvais bon Diam tre initial mm 15 Diam tre final mm 14 5 ongueur meulette mm 10 Prog mm Ecart mm 21 Oo a O ee riph rique meule mm s 1 20 000 riph rique pi ce mm s 1 500 Cylindre mm vitesse de coupe mm min 1 1 000 inf rieur nominal 20 99 21 20 01 NOTATION obt lt por obt por obt gt por mauvais 0 mauvais bon RS PS Note de l essai 0 1 2 8 1 1 J O Pour obtenir la note de l essai il faut faire la moyenne des notes obtenues et ar
35. e et un budget attribu pour l aboutissement de ce projet L quipe a peu peu quitt l entreprise ce qui a pouss Mouton embaucher un apprenti ing nieur La rectifieuse MT 4CNC 100 est compos e de quatre axes num ris s 1 axe de d placement lin aire de la pi ce 1 axe de d placement lin aire de l outil 1 axe de d placement angulaire de l outil 1 axe de d placement lin aire pour le mouvement de va et vient C est une machine pilot e par une commande num rique Ge Fanuc et travaillant sous arrosage Ces caract ristiques principales sont justifi es par le fait qu elle est principalement destin e l usinage de fili res de tr filage rondes Les performances attendues sont pr cision d usinage inf rieure 0 01 mm au diam tre r p titivit des cotes inf rieure 0 01 mm aptitude r aliser une fili re en une seule prise de pi ce J ai d abord d but mon projet par une phase d tat des lieux qui m a permis de prendre connaissance avec le domaine de la rectification et avec la machine J ai galement recens les documents disponibles mon auto formation l usinage et l utilisation de la commande num rique Fanuc Ensuite l valuation des capacit s du prototype m a permis de voir que celui ci ne r pondait pas au cahier des charges initial et que d importantes modifications concernant la mesure des d placements l axe de va et vient et l usure des outils s imposaient Je me suis
36. ent rapide de ce secteur L avenir des rectifieuses Mouton r siderait il dans les commandes num riques 30 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 _ CESI METEN ANNEXE 1 Pr sentation d une fili re de tr filage ronde Les caract ristiques d une fili re de tr filage ronde PE ne ME DE ou are eu EURE ites nls Lo Ei Noyau en carbure de tungst ne Cone de sortie Cone d entr e Monture en acier Explications des caract ristiques d une fili re La port e Permet de calibrer le fil qui passe l int rieur La cote du diam tre de port e est tr s importante puisqu elle donne la cote de diam tre du fil tr fil Le c ne d entr e Permet au fil de bien entrer dans la fili re en lui vitant de bloquer Le cone de sortie Permet au fil de ne pas se vriller en sortie de la fili re ce qui lui donnerait un mauvais tat de surface ANNEXE 2 Les points essentiels du cahier des charges de la machine d AY AS Principaux l ments du cahier des charges techniques de G n ralit s la machine MI 4CNC 100 rectifieuse cylindre d int rieur machine pilot e par une commande num rique destin e a l usinage des fili res de tr filage rondes machine travaillant sous arrosage Composition de la machine la machine devra poss der quatre axes num ris s o axe pour le d placement lin aire de la pi ce axe X
37. er la capacit de coupe et la r sistance l usure de la meulette En g n ral diam tre de la meulette 2 3 diam tre de la port e de fili re 13 Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITII 00 03 Les essais ont t r alis s en rectifiant l int rieur d un cylindre Le cylindre Mati re carbure de tungst ne Nuance du carbure K10 Le carbure poss de plusieurs nuances selon qu il est utilis pour des pi ces d usures type fili re ou pour de Voutillage type plaquette de fraisage Mouton utilise aa beaucoup de carbure en nuance K10 Longueur L voir annexe pour les diff rentes nuances CROQUIS DU CYLINDRE USINE Les meulettes test es sont celles utilis es couramment chez Mouton Elles sont pr sent es dans le tableau suivant D126 C125 M263 4 D126 C125 G D107 C100 B55 D54 C100 BS D46 C100 M263 4 MD20 C100 B3 MD10 C75 B3 Les r sultas obtenus concernant les meulettes s lectionn es sont pr sent s dans le tableau suivant 4 4 4 3 8 2 1090 mo 600 50 250 50 250 50 250 50 250 TABLEAU DE RESULTATS DES ESSAIS MEULETTES D lt S lt O o o o a n l o o lo lo o 5 o o SE Sl T lo IQ JS Q D jo o l3 3 o is is In 3 3 un 1 1 4 z JJ D Oo D D Q D re D Les r sultats concernant les autres meulettes n tant pas satisfaisants ils ne seron
38. es mis par la direction au d but du projet Cependant avant de prendre une d cision concernant la mise en production de la machine des tests semblables ceux r alis s lors de la phase d valuation seront n cessaires 5 Tests et mise en production du prototype am lior M me si les modifications pr vues sur la machine ne sont pas encore mises en place il est indispensable dans un souci de r duction des d lais de faire les programmes qui permettront de tester les nouvelles capacit s de la machine De plus la mise en production de celle ci impliquera une formation pour les op rateurs concern s par la MI 4CNC 100 ce qui signifie qu il faut r fl chir l avance au programme de formation 5 1 R alisation des programmes La r alisation des programmes pour les tests m a amen changer de strat gie d usinage En effet celle utilis e jusqu pr sent ne permettait pas la machine de travailler dans de bonnes conditions Par contre celle que je propose me semble id ale puisqu elle retranscrit en commande num rique ce qui se fait en rectification traditionnelle Ancienne m thode ou m thode dite du suivi de profil Les caract ristiques de cette m thode sont la meulette suit le profil de la fili re tout en r alisant son mouvement de va et vient l outil travaille comme en tournage deux mouvements d usinage sont utilis s simultan ment o mouvement de l axe Z pour le suivi du profil o mouvemen
39. hine Formation l usinage et aux notions de 2 me jour programmation 3 me jour Prise de connaissance avec les programmes 4 me jour Usinage 5 me jour Usinage 2 me jour Usinage 28 Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 _ CESI METEN R ponses aux diff rentes questions du bilan Appr hension de la maintenance de la machine 3 me jour Usinage 4 me jour Usinage 5 me jour Remise d un manuel d utilisation et de maintenance Les parties usinage seront des p riodes au cours desquelles les op rateurs travailleront seuls sur la machine de mani re se cr er eux m mes des points de rep res dans son fonctionnement Ensuite durant les autres tapes de la formation je travaillerai avec eux pour leur transmettre mes connaissances Une journ e en fin de deuxi me semaine sera r serv e un bilan sur la formation Ce bilan me permettra durant la troisi me semaine de r pondre aux questions pos es Bien sir afin de ne pas p naliser l entreprise et la production des ouvriers les journ es de formation ne seront pas temps complet Seulement 2 ou 3 heures par jour y seront consacr es Les moments seront choisis en fonction de la charge de travail de chaque op rateur et des priorit s de l entreprise Cette formation termin e le projet MI 4CNC 100 aura abouti mais je resterai la disposition des op rateurs pour r pondre aux questions qu ils se poseront et pour les aider
40. ndle axis one traverse chuck axis one rotating spindle axis one reciprocating spindle axis It is composed of a Ge Fanuc computerized numerical control and a spraying station The main characteristics of the machine are diameter accuracy below 0 01 mm repetitive quotation below 0 01 mm dies realised in only one step At the beginning of my project I got to know the grinding activity and the machine After reading leaflets about the project I began the evaluation of the machine capacities The results were so bad that the company decided to begin a phase of prototype modifications These modifications concerned the reciprocating axis and the measurement of the linear and rotative movements I wrote our technical demands to send them to potential suppliers During the realisation of the project I designed some slips with specific notation in order to make a decision to put the machine in the Mouton workshop Today the project is not operating yet but all the necessary steps to put the grinding machine in the Mouton workshop are ready in order to test the capacities of the new prototype Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 MI 4CNC 100 g CESI SOMMAIRE Introduction Page 1 Pr sentation de l entreprise 1 G n ralit s sur l entreprise Page 2 2 El ments historiques sur l entreprise Page 2 3 Pr sentation du groupe Agir Technologies Page 3 4 La gamme des produits Mouton Page 3 4 1 L outill
41. nnexe 1 Pr sentation d une fili re de tr filage ronde Page A Annexe 2 Les points essentiels du cahier des charges de la machine Page B Annexe 3 Cahiers des charges pour les am liorations du prototype Page C Annexe 4 Comment d signer une meulette Page D Annexe 5 Fiche de suivi des essais meulettes Page E Annexe 6 Fiche de suivi des essais d usinage des cylindres Page F Annexe 7 Fiche de suivi des essais d usinage des fili res Page G Annexe 8 Les diff rentes nuances du carbure de tungst ne Page H Annexe 9 Les indices d tanch it l eau et la poussi re Page I Annexe 10 Programmation litt rale pour les tests Page J Annexe 11 Programmation Excel pour les tests fili res Page K Annexe 12 Pr sentation d une broche haute fr quence Page L Annexe 13 Pr sentation des axes du prototype Page M Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 Promo ITII 00 03 CESI MEUTEN Introduction Apr s avoir pass une ann e en cole d ing nieur traditionnelle j ai d cid d arr ter cette formation et de m orienter vers l alternance En effet devenir ing nieur signifie aussi pour moi conna tre l entreprise et son fonctionnement L alternance constitue une tr s bonne voie pour apprendre la fonction d ing nieur tout en d couvrant une premi re exp rience professionnelle enrichissante J ai choisi de travailler dans l entreprise Mouton d une part parce qu elle faisait partie de celles int ress es par ma
42. oe a de production M N u groupe gt iN im GMA Organigramme du groupe 4 La gamme des produits Mouton L entreprise Mouton poss de deux secteurs d activit s bien distincts En effet elle est sp cialis e dans l outillage en carbure de tungst ne et dans la fabrication de machines outils destin es l usinage des outillages Projet n 1 MI 4CNC 100 Q Guillaume Lesquir CESI RETEN Promo ITI 00 03 4 1 L outillage en carbure de tungst ne On peut trouver dans l entreprise cinq grandes familles d outils en carbure de tungst ne les fili res de tr filage rondes destin es la fabrication du fil et du cable les fili res de tr filage et d tirage de formes destin es la fabrication de c bles sp ciaux c bles carr s en forme de Z l outillage d extrusion des c bles lectriques les matrices et poin ons de frappe pour la r alisation de pi ces sur les presses l outillage de compression principalement destin la fabrication de pi ces fritt es Fili res de forme Fil ras 4 2 Les machines outils L entreprise poss de une gamme de rectifieuses cylindriques d int rieur de tourets de polissage et de machines de rasage Cette gamme a fait ses preuves aux quatre coins du monde L entreprise d veloppe galement deux nouvelles machines une automatique et une seconde commandes num riques 4 2 1 Les machines traditionnelles 1 rectifieuse d int rieur MI 410
43. onnu n cessite de faire un inventaire des documents susceptibles de r pondre aux diff rentes questions que je pouvais me poser J ai r alis cet inventaire et pu classer les informations disponibles en cing cat gories des manuels techniques d utilisation de la commande num rique des plans m caniques __1livret de formation sur la composition et l utilisation des meulettes des programmes d usinage des factures ainsi qu un dossier comptable pour la budg tisation Cet tat des lieux r alis j ai d proc der une analyse compl te de la configuration de la machine afin de comprendre sa cin matique et recenser les l ments qui la composent 2 3 Configuration de la machine Le projet MI 4CNC 100 consiste r aliser une rectifieuse cylindrique d int rieur commande num rique destin e principalement l usinage des fili res de tr filage rondes Les l ments qui la composent sont donc 2 axes lin aires pour les mouvements de translation axes perpendiculaires 1axe rotatif pour le mouvement angulaire de l outil 1axe lin aire pour le mouvement de va et vient 1 broche haute fr gence 90 000 trs min pour la rotation de l outil 1 mandrin pilot par un moteur lectrique pour la rotation de la pi ce 1 commande num rique du type GE Fanuc pour piloter la machine type 18iT 10 cy Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Projet n 1 CESI MEUTEN MI 4CNC 100 1 centrale
44. ors trouver une autre solution Monsieur Jean Pierre Ferret a alors confi la r alisation de ce b ti un marbrier dont il connaissait le savoir faire et dont les prix taient acceptables 4 3 Financement des solutions Pour pouvoir envisager l implantation de ces solutions sur le prototype j ai pr sent la direction le budget n cessaire aux modifications Ce budget qui s levait 200 000 Francs fut accept et les commandes purent tre pass es Pour des raisons de confidentialit le budget ne sera pas abord dans ce rapport 4 4 Mise en place des solutions Les diff rentes solutions a mettre en place ayant t choisies et les commandes pass es j ai planifi le montage du mat riel sur le prototype J ai galement pr vu l intervention de deux soci t s qui viendront nous aider mettre en place une partie du mat riel la mesure laser de l outil et pour lesquelles il tait indispensable de pr voir leur semaine de pr sence dans les locaux de Mouton Planning de montage du mat riel er age du b ti A Montage du bati M 22 Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 Promo ITII 00 03 D lai de r alisation id al poss de des marges pour la r alisation Chemin critique pas de marge un retard dans une t che retarde le projet Une fois que les solutions permettant l am lioration du prototype auront t mises en place celui ci devra r pondre au cahier des charg
45. re du rapport TK gt Croquis des axes de la machine
46. rondir a l unit inf rieure ANNEXE 7 Fiche de suivi des essais d usinage de fili res FICHE DE SUIVI DES ESSAIS FILIERES DONNEES DE BASE RESULTATS num ro essais Calcul du rendement G num ro de pi ce Diam tre port e brut mm Diam tre port e final mm ol rance sur le diam tre mm Gobt lt Gth Gobt Gth ongueur de port e mm mauvais ongueur du c ne mm Angle du c ne deg ype de meulette mauvais bon Diam tre initial mm Diam tre final mm ongueur meulette mm Prog mm 12 8 Portee mm inf rieur nominal 12 95 12 8 12 805 obt lt por obt por obt gt por mauvais bon SS ee Pour obtenir la note de l essai il faut faire la moyenne des notes obtenues et arrondir a l unit inf rieure ANNEXE 8 Les diff rentes nuances du carbure de tungstene Non disponible ANNEXE 9 Les indices d tanch it l eau et la poussi re Non disponible ANNEXE 10 Programmation litt rale pour les tests Programme d usinage d un cylindre Programme d usinage d une fili re A Ete ee AMMA raze lt ses rxronoxn LINDRE O000X CYLINDRE 23 07 01 G LESQUIR VERSION 1 0 JAUGE OUTIL MM 1 DEPORT BROCHE MM 2 DIAMETRE PIECE BRUTE MM 3 DIAMETRE PIECE FINALE MM 4 DIAMETRE MEULETTE MM 5 PERIPHERIQUE MEULETTE MMS 1 6 PERIPHERIQUE PIECE MMS 1 7 PRISE DE PASSE MM 8 TEMPS DE VA amp VIE
47. se Mouton souhaite int grer sur une rectifieuse d int rieur commande num rique un syst me de mesure angulaire afin de contr ler la rotation de l outil lors des phases d usinage des c nes d entr e et sortie Caract ristiques attendues compatibilit avec une commande num rique Ge Fanuc 18 iT amplitude de mesure 90 r solution de mesure inf rieure 2 57 pr cision de mesure inf rieure 5 tanch it IP 65 le syst me de mesure devra servir d asservissement pour la machine positionnement en absolu afin de pouvoir conserver les origines machines ou le positionnement lorsque celle ci n est pas sous tension Le fournisseur s engage galement nous proposer en plus du mat riel une assistance technique tout au long de la phase d essai du prototype Le mat riel propos doit tre garanti et en cas de d faut ou de probl me survenant cause d une mauvaise tude du fournisseur ce mat riel devra tre repris pour r paration o change Une ou plusieurs rencontres entre le fournisseur et la soci t Mouton auront lieu pour permettre aux fournisseurs de mieux cerner lattente et l entreprise Mouton de pouvoir valuer les diff rentes solutions propos es A savoir 1 60 minutes 3600 secondes CAHIER DES CHARGES POUR LE BATI EN GRANITE Le b ti en granite sera mis en place sur une rectifieuse cylindrique d int rieur commande num rique type
48. squir 17 07 2001 Version 1 0 ANNEXE 11 Programmation Excel pour les tests fili res SAISI DES VARIABLES EN MM a fee dat td he FEL Fam ae ear iE a i it ie a RS ER RE SENTE En 3 poate xe Se t ER PAGE ce oes gt a Su i a wy de E ae d re RTS PEU rset 171 Diam tre de la fili re brute Diam tre de la fili re finie Z d but de profil Sur paisseur Profondeur de passe Longueur de port e Longeur du c ne d entr e Angle du c ne d entr e P riph rique pi ce en mm s 1 D part broche mm Longueur de meulette mm Diam tre de meulette mm Jauge outil mm D port broche mm Vitesse meulette mm s 1 Temps de va et vient Temps de passe a vide SAISI DES VARIABLES EN MM pe NX OTT TT TL omr opr D bb lt 43 1 D portbroche enmm A 2 _ Longueur du c ne d entr e en mm 8 13 Vitesse de coupe en mm min 1 _ _ _ J 9 O0001 ESSAIS FILI RES 17 07 01 G LESQUIR 1 0 01 2 0 78539816 3 0 01 4 2 6 2 5 7 N10 G94 G90 N20 M55 M05 M51 Mog N30 G28 X 0 W 0 B N40 S 48846 M33 N50 S 616 M03 N60 MO8 N70 G04 X 5 N80 G00 Z 77 24 N90 G91G01 Z 13 5 F 0 N100 M50 A 55 B 0 V N110 X 0 325 N120 G04 X 5 N130 G91 G01 X 0 01 N140 6 6 1 N150 G04 X 5 N160 IF 6 LT 0 8 GOTO 130 N170 7 6 5 4 N180 8 3 7 N190 G01 X 0 01 N200 G04 X 5 N210 9 9 1 N220 10 8 9 N230 IF 10 LT 0 01
49. t de l axe A pour le va et vient 23 Projet n 1 Guillaume Lesquir MI 4CNC 100 Manaa Promo ITII 00 03 Avantages Inconv nients programmation deux mouvements facilit e d usinage simultan s suivi du profil comme les vitesses d avance en tournage varient suivant le sens du va et vient mauvaises conditions de coupe Echantillons d outils utilis s sur la machine Sch ma repr sentant le parcours de la meule pour la m thode du suivi de profil Mouvement de suivi du profil 2 mouvements Mouvement de va et vient simultan s 24 Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 Nouvelle m thode ou m thode dite par tape Les caract ristiques de cette m thode sont rectification traditionnelle appliqu e a la commande num rique rectification par tape o usinage de la port e o usinage du c ne d entr e o usinage du c ne de sortie 1 seul mouvement d usinage o mouvement de l axe A pour le va et vient Avantages Inconv nients 1 seul mouvement calculs plus importants d usinage difficult s de vitesses de coupe programmation stables bonnes conditions de coupe Sch ma repr sentant le parcours de la meule par la m thode d usinage par tape ae ft ae Rs T fei GATE re va i Es ees pies aos lt Mouvement de va et vient gt un seul mouvement d usinage 25 Projet n 1 MI 4CNC 100
50. t pas communiqu s dans ce rapport 14 Q Projet n 1 CESI INGTON MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 3 2 Evaluation des capacit s en usinage Afin de pouvoir juger de la pr cision de la machine il a t n cessaire de faire des essais en usinage de fa on comparer les r sultats obtenus avec le cahier des charges d fini par le comit de direction Les essais ont t r alis s dans les conditions suivantes rectification de l int rieur d un cylindre m me type que pour les essais de meulettes compensation des efforts de flexion de l outil compensation de l usure de l outil lors du contr le de la cote obtenue L objectif principal de l valuation en usinage du prototype tait de savoir si sa g om trie et sa pr cision permettaient de r pondre au cahier des charges La r p titivit des cotes a galement fait l objet de cette valuation G om trie de la machine La g om trie d une machine est tr s importante en particulier pour une rectifieuse Pour notre application la g om trie concerne la perpendicularit entre les axes de l outil et de la pi ce de mani re a ce que l usinage d un cylindre ne donne pas un c ne la pr cision sur les pi ces r alis es et la r p titivit de cette pr cision Longueur L 100 mm CROQUIS DU CYLINDRE DE REFERENCE AU CAHIER DES CHARGES 15 Projet n 1 MI 4CNC 100 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03
51. transf r e dans l atelier de rectification de l entreprise 26 Guillaume Lesquir Promo ITH 00 03 cy Projet n 1 MI 4CNC 100 _ CESI METEN 5 2 1 Cr ation des fiches de suivi d essais Les fiches de suivi des essais permettent de juger si une campagne de tests r pond aux exigences du cahier des charges ou si au contraire elle n est pas satisfaisante Deux type de fiches de suivi des essais fiches de suivi des essais des cylindres les m mes que lors de la premi re valuation cf annexe 6 fiches de suivi des essais fili res cr es sur le m me principe que celles pour les essais des cylindres cf annexe 7 Le syst me de notation utilis est le m me que pour la premi re phase d valuation 5 2 2 Analyse des r sultats Les crit res tudi s seront les m mes que pour la premi re phase d valuation savoir pr cision en usinage r p titivit des cotes g om trie usure des outils qualit de l usinage De m me pour les crit res de performance qui seront tenue de cote 0 01mm de tol rance maximum sur le diam tre tat de surface en finition la fili re doit tre poli glac e le rendement G La campagne de tests concernant l usinage des cylindres se verra attribuer une note finale qui report e dans le tableau suivant permettra de d finir les actions mener mauvais arr t des essais recherche de solutions et actions correctives
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