Spécialité :Construction et 
Fabrication Mécanique
Institut  Supérieur des 
Etudes Technologiques  du 
Mahdia
MINI PROJET
...
Plan de l’exposé
Etude fonctionnelle du système3
Introduction1
Étude bibliographique2
Etude théorique et dimensionnement4
...
1
1
IntroductionIntroduction
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
etet
dimensionnementdimensionnement
Conclusion etConc...
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22
 Procédé de formage par déformation à chaud ou àProcédé de formage par défor...
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
etet
dimensionnementdimensionnement
C...
Phase 1 Phase 1 
Le poinçon et le serre-flan sont
relevés.
La tôle est sur la matrice.
Phase 2Phase 2
le pourtour de la tô...
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
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dimensionnementdimensionnement
C...
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
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Conclusion etConclusion et
perspectivesperspec...
Tôle mince et
planes
Emboutir les tôles
minces
Bruit
W.hydr/ pneu/ méca
Modélisation SADTModélisation SADT
Pièce de forme
...
Analyse du besoinAnalyse du besoin
Système
d’emboutissage
des tôles minces
A qui rend il service ?A qui rend il service ? ...
SupportFC5
Les fonctions de serviceLes fonctions de service
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PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
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dimensionnement...
L’histogramme des fonctions deL’histogramme des fonctions de
servicesservices
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PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
et...
Choix du solution technico-Choix du solution technico-
économiqueéconomique
6
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
etet...
8
Analyse descendante de la solution adoptée:
Niveau A0
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
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dimensionnementdimens...
FP1FP1 Transformer l’énergie
Diagramme FASTDiagramme FAST
10
Centrale
Hydrauli
que
Limiteur
de
pression
Manomè-
tre à
lect...
FP2FP2 Emboutir les tôles minces
Diagramme FASTDiagramme FAST
10
Montants
Serre-
flan
MatricePoinçon
Maintenir
la presse
v...
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Etude théoriqueEtude théorique
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dimensionnementdimensionnement
Conclusion etConclusion et
perspectivespersp...
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HypothèseHypothèse
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Etude de l’outilEtude de l’outil
d’emboutissaged’emboutissage
Les paramètresLes paramètres
d’...
HypothèsesHypothèses
Réalisation des pièces de formes cylindriques de
caractéristiques suivantes:
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Etude théori...
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Etude théoriqueEtude théorique
etet
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Conclusion etConclusion et
perspectivespers...
SimulationSimulation
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Etude théoriqueEtude théorique
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Conclusion etConclusi...
Les paramètres d’emboutissageLes paramètres d’emboutissage
Le jeu entre le poinçon et laLe jeu entre le poinçon et la
mat...
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Etude théoriqueEtude théorique
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Conclusion etConclusion et
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Dimensionnement du poinçonDimensionnement du poinçon
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5 Conception du prototypeConception du prototype
PlanPlan
Etude théoriqueEtude théorique
etet
dimensionnementdimensionn...
Conception en virtuelle d’une machine d’emboutissage
• Entrée: Tôle mince et plane
• Sortie: Pièces de formes non dévelop...
 A court terme
• Mise au point du calcul
• Mise au point de la conception
• Etude de la commande
 A long terme
• Réalisa...
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  • Merci Mr le président des jurys
    merci Mr le membre des jurys
    permettez moi de vous présenter le fruit de mon travail intitulé .....
    Réalisé par
    encadré par mr
  • On va commencer par vous présenter le plan de l’exposé.
    1èrement nous allons introduire la mise en situation basée sur certain nombre d’observations et synthèse sur ces observations.
    2èment partie on va présenter l’étude fonctionnelle. Cela va nous conduire aux choix des solutions technologique et technique basé sur les méthodes SADT et FAST.
    La 3ème partie traite la faisabilité de la machine et le dimensionnement; dans cette partie nous développons la mise en équation analytique à partir du théorème de Bernoulli et le PFD.
    La conception d’un prototype sera présenté dans la 4ème partie.
    On finit par la conclusion et les perspectives
  • Pour la mise en situation, on commence par la première observation, si on ferme l’orifice d’une seringue par un doigt, on tire la tige puis on le relâche. On remarque qu’elle rentre très vite.
    A l’extérieur, la tige n’est soumise qu’à la pression atmosphérique qui devient nettement supérieure à celle dans la chambre.
    Ce mouvement est donc du à….
  • Ce chapitre est constitué par 5 étapes: premièrement on déclare des hypothèses, puis on va modéliser le système, ensuite on étudie la mise en équation, enfin et avant de dimensionner quelques éléments du système, on fait le calcul de leurs caractéristiques
  • On suppose que l’écoulement………….
    Le système subit deux types de pressions l’une imposée par l’atmosphère et l’autre par le vide
    Le piston est caractérisée par un longueur L, un diamètre D même que le diamètre des orifices des réservoirs
    Le réservoir supérieur est caractérisé par un profondeur h
    Le point B est supposé comme point de référence dans les calculs
  • On passe à la mise en équation, le piston est soumis à deux pressions: une pression atmosphérique et l’autre intérieure donc la force de poussée est donnée par cette expression
    Pour déterminer la vitesse d’écoulement on applique……………..qui définit par cette expression et après la simplification on trouve l’expression du vitesse d’écoulement suivante
  • La puiss……est donnée par cette relation
    Et enfin la puissance utile à la pompe est donnée par cette expression
  • Après avoir les expressions précédentes, on va calculer maintenant les paramètres du système
    Afin de choisir une valeure convenable de la pression intérieure, nous adoptons la courbe de saturation de l’eau suivante. Pour que le système fonctionne dans des conditions normales, il faut conserver l’eau dans son état liquide, le choix de la pression intérieure sera établit donc dans la partie supérieure de la courbe
  • donc on choisit 3 cas différentes de la température:
    Première cas si la température égale à ………on a la pression intérieure égal à …et dans ce cas on obtient le tableau des résultats suivant
  • donc on choisit 3 cas différentes de la température:
    Première cas si la température égale à ………on a la pression intérieure égal à …et dans ce cas on obtient le tableau des résultats suivant
  • Après avoir les expressions précédentes, on va calculer maintenant les paramètres du système
    Afin de choisir une valeure convenable de la pression intérieure, nous adoptons la courbe de saturation de l’eau suivante. Pour que le système fonctionne dans des conditions normales, il faut conserver l’eau dans son état liquide, le choix de la pression intérieure sera établit donc dans la partie supérieure de la courbe
  • On effectue un calcul de gain de puissance entre la puissance fournie par le piston et la puissance nécessaire à la pompe. Les résultats de calculs nous conduisent à choisir la solution suivante…….
    Et on remarque que la puissance……….
  • Et afin de valider les résultats précédentes, nous allons mener un calcul analogique par application du PFD modélisé par ce schéma et on trouve les résultats suivants
    On remarque qu’il ya une grande ……………
    Donc l’hypothèse………
  • Maintenant on passe pour dimensionner quelques composants plus important dans le système
    tout d’abord, on va dimensionner le réservoir inférieure qui va héberger le vide
    et après un calcul RDM on choisit l’épaisseur égal à 3
  • Le mouvement de translation du piston sera transformé en un mouvement de rotation continue à l’aide d’un système bielle manivelle dont son équation de vitesse est donné par cette relation
    Le calcul des caractéristiques du système bielle manivelle donne les résultats suivants:
    La force imposée par la bielle égal à la force imposée par la manivelle égal à
    Le couple résistant de la manivelle égal à
  • Le mouvement de translation du piston sera transformé en un mouvement de rotation continue à l’aide d’un système bielle manivelle dont son équation de vitesse est donné par cette relation
    Le calcul des caractéristiques du système bielle manivelle donne les résultats suivants:
    La force imposée par la bielle égal à la force imposée par la manivelle égal à
    Le couple résistant de la manivelle égal à
  • Le mouvement de translation du piston sera transformé en un mouvement de rotation continue à l’aide d’un système bielle manivelle dont son équation de vitesse est donné par cette relation
    Le calcul des caractéristiques du système bielle manivelle donne les résultats suivants:
    La force imposée par la bielle égal à la force imposée par la manivelle égal à
    Le couple résistant de la manivelle égal à
  • Le mouvement de translation du piston sera transformé en un mouvement de rotation continue à l’aide d’un système bielle manivelle dont son équation de vitesse est donné par cette relation
    Le calcul des caractéristiques du système bielle manivelle donne les résultats suivants:
    La force imposée par la bielle égal à la force imposée par la manivelle égal à
    Le couple résistant de la manivelle égal à
  • L’articulation entre la bielle et la manivelle est assurée par un axe qui est sollicité à la flexion simple
    Après un calcul RDM on tire les diagrammes d’effort tranchant et des moments fléchissantes donné par la figure suivante
    on a vérifié la condition du RDM, on trouve que cet axe résiste à la flexion simple
  • Presentation emboutissage

    1. 1. Spécialité :Construction et  Fabrication Mécanique Institut  Supérieur des  Etudes Technologiques  du  Mahdia MINI PROJET Élaboré par : ZBIDI Mohamed Achref MNASRI Abdelhak Kharoubi Mohamed Amine FM 5.2 2012/2013
    2. 2. Plan de l’exposé Etude fonctionnelle du système3 Introduction1 Étude bibliographique2 Etude théorique et dimensionnement4 Conclusion et perspectives6 Conception du prototype5
    3. 3. 1 1 IntroductionIntroduction PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype  L’usinage des pièces mécanique peut être obtenue par enlèvement de matière, par moulage ou par mise en forme par déformation plastique (emboutissage, repoussage, fluotournage,…).  Etude et conception d’un prototype d’emboutissage.  Ce mécanisme va servir par la transformation d’une tôle mince et plane en une forme finale indéveloppable.
    4. 4. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22  Procédé de formage par déformation à chaud ou àProcédé de formage par déformation à chaud ou à froid des métauxfroid des métaux  Transformer une tôle plane en une forme complexe nonTransformer une tôle plane en une forme complexe non développable.développable. Procédé d’emboutissageProcédé d’emboutissagePlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype DéfinitionDéfinition PrincipePrincipe Déformation plastique du matériau métal qui consiste enDéformation plastique du matériau métal qui consiste en un allongement ou un rétreint local de la tôle pour obtenirun allongement ou un rétreint local de la tôle pour obtenir la forme désirée en appliquant le principe de lala forme désirée en appliquant le principe de la conservation globale du volume du matériauconservation globale du volume du matériau ..
    5. 5. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype OutillageOutillage o une matrice o Un poinçon o Un serre- flan o Des joncs (utilisés parfois) On distingue deux types d’outil d’emboutissage :On distingue deux types d’outil d’emboutissage : oOutils à simple effetOutils à simple effet oOutils double effetOutils double effet
    6. 6. Phase 1 Phase 1  Le poinçon et le serre-flan sont relevés. La tôle est sur la matrice. Phase 2Phase 2 le pourtour de la tôle serré sur la matrice par Le serre-flan . Phase 3Phase 3 La tôle est plaquée par la le poinçon Phase 4 le poinçon est relève . PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 2 Etude bibliographiqueEtude bibliographique Les phasesLes phases
    7. 7. ETUDE BIBLIOGRAPHIQUEETUDE BIBLIOGRAPHIQUE22 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Les paramètresLes paramètres d’emboutissaged’emboutissage•Le jeu entre le poinçon et laLe jeu entre le poinçon et la matrice:matrice:Selon la distance entre poinçon et matrice et épaisseur du flan, on effectue le choix convenable du jeu. •La vitesse d’emboutissageLa vitesse d’emboutissage La vitesse du poinçon au moment de l’attaque de la tôle. •Le rayon sur la matriceLe rayon sur la matrice Nécessaire pour la qualité de l’embouti et la répartition des forces •Arrondi sur le poinçonArrondi sur le poinçon Le rayon sur le poinçon est inférieur à celui de la matrice pour ne pas percer le flan. Avec : D:Diamètre du flan d:Diamètre de poinçon e:épaisseur du flan Il dépend de:  Diamètre de l’embouti et du flan primitif  Epaisseur et qualité de la tôle  Pression du serre-flan  Vitesse d’emboutissage  Arrondie de la matrice et jeu entre poinçon et matrice  Lubrification •L’effort d’emboutissageL’effort d’emboutissage •La pression du serre-flanLa pression du serre-flan d < 0,95. D ou e < 0,2. (D-d)
    8. 8. PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 2 Etude bibliographiqueEtude bibliographique Les différents types des machines d’emboutissLes différents types des machines d’emboutiss La presse hydrauliqueLa presse hydrauliqueLa presse mécaniqueLa presse mécaniqueLa presseLa presse hydropneumatiquehydropneumatique La presse pneumatiqueLa presse pneumatique
    9. 9. Tôle mince et planes Emboutir les tôles minces Bruit W.hydr/ pneu/ méca Modélisation SADTModélisation SADT Pièce de forme non développable 7 CommandeOpérateur Niveau A-0 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Machine d’emboutissage 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    10. 10. Analyse du besoinAnalyse du besoin Système d’emboutissage des tôles minces A qui rend il service ?A qui rend il service ? Sur quoi agit le système ?Sur quoi agit le système ? Dans quel but ?Dans quel but ? Des tôles minces Service industriel Emboutir les tôles minces 6 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    11. 11. SupportFC5 Les fonctions de serviceLes fonctions de service 9 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Tôles minces et planes FP2 Presse hydraulique Energie hydraulique Outil d’emboutissage FP1 FC1 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    12. 12. L’histogramme des fonctions deL’histogramme des fonctions de servicesservices 9 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype La FP2 représente une pourcentage de poids la plus élevée 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    13. 13. Choix du solution technico-Choix du solution technico- économiqueéconomique 6 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Plusieurs types de machines d’emboutissage qui peuvent intervenir: o S1 : Presse hydraulique. o S2 : Presse mécanique. o S3 : Presse pneumatique. o S4 : Presse hydropneumatique. Utilisation de la méthode de valorisation qui permet de sélectionner la solution adoptée présentant le totale pondéré le plus élevé, en se basant sur les critères suivantes: o C1 : facilité de fabrication. o C2 : encombrement. o C3 : légèreté du système. Les étapes de cette méthode donnent: S1 S2 S3 S4 Critères K Note total Note Total Note Total Note Total C1 4 3 12 1 4 1 4 2 8 C2 4 2 8 1 4 2 8 2 8 C3 3 3 9 2 6 1 3 2 6 Total pondéré 29 14 15 22 Solution choisie: S1: Presse hydraulique 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    14. 14. 8 Analyse descendante de la solution adoptée: Niveau A0 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Vérin simple effet Presse hydraulique Opérateur Commande Energie hydraulique W mécanique de translation Transformer l’énergie Emboutir les tôles minces Tôles planes et minces Pièces de formes non développable 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    15. 15. FP1FP1 Transformer l’énergie Diagramme FASTDiagramme FAST 10 Centrale Hydrauli que Limiteur de pression Manomè- tre à lecture directe Un vérin simple effet Appliquer un effort sur le piston Dépres- sion et vidange du réservoir Limiter la pression Visualiser la pression exercée par le vérin Avoir un mouve- ment de translat- ion PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Pompe hydrauli que et réservoir Mettre le vérin en pression Une vanne 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    16. 16. FP2FP2 Emboutir les tôles minces Diagramme FASTDiagramme FAST 10 Montants Serre- flan MatricePoinçon Maintenir la presse verticale- ment avec plusieurs réglages Bloquer l’établi en position haute Eviter les risques des plis Assurer l’appuie de la tôle Déformer la tôle mince PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Table de la presse Maintenir et fixer la matrice Goujon de forte section 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    17. 17. 9 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Schéma hydrauliqueSchéma hydrauliqueFonctionnement du systèmeFonctionnement du système 1. Vérin simple effet avec ressort 2. Piston à commande manuelle 3. Pompe hydraulique manuelle 4. Levier 5. Clapet d’anti-retour avec ressort 6. Vanne robinet 7. Réservoir 8. Etrangleur 9. Manomètre 10. Tuyauterie 1 4 5 10 2 7 9 3 6 8 3 Etude fonctionnelleEtude fonctionnelle
    18. 18. 5 4 3 1 HypothèseHypothèse 2 Etude de l’outilEtude de l’outil d’emboutissaged’emboutissage Les paramètresLes paramètres d’emboutissaged’emboutissage Calcul RDM etCalcul RDM et DimensionnementDimensionnement Les caractéristiquesLes caractéristiques mécanique dumécanique du systèmesystème 12 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype
    19. 19. HypothèsesHypothèses Réalisation des pièces de formes cylindriques de caractéristiques suivantes: 13 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype La pièce finieLa pièce finie 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Etude de l’outilEtude de l’outil d’emboutissaged’emboutissageModélisationModélisation
    20. 20. 14 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype PoinçonPoinçon Vis 1Vis 1 Vis 2Vis 2 Serre-Serre- flanflan RondelleRondelle MatriceMatrice GoupilleGoupille 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement
    21. 21. SimulationSimulation 15 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype % Déformation principale et amincissementDéformation principale et amincissement Le flan subit des déformations d’amincissement: La déformation maximale est de l’ordre de 70% 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement
    22. 22. Les paramètres d’emboutissageLes paramètres d’emboutissage Le jeu entre le poinçon et laLe jeu entre le poinçon et la matrice(w)matrice(w) 16 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype Basée sur les formules suivantes:  Pour l’acier :  Pour l’aluminium :  Pour les métaux non ferreux : ( )0,07 10w e e= + × × ( )0,02 10w e e= + × × ( )0,04 10w e e= + × × Avec: e: L’épaisseur de la tôle (e=0,8mm) Choix: Acier 0,9979 1w mm= ; 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement
    23. 23. 17 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement DD d dr Variation de l’arrondi sur la matriceVariation de l’arrondi sur la matrice Rp Le rayon sur la matrice (r)Le rayon sur la matrice (r) Deux cas extrêmes : Rayon efficace (la relation de Kaczmarek), pour l’acier ( )0,8r D d e= × − × 5r mm= Déchirement du flan Formation des plis r = (D-d)/2  r = 0
    24. 24. 17 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Arrondie sur le poinçon (Rp)Arrondie sur le poinçon (Rp) Le poinçon doit contenir un arrondi pour ne pas percer le flan. Le rayon sur le poinçon: 5 10e Rp e≤ ≤ Choix: 5Rp e= × 4pR mm= Le diamètre de la tôle (D)Le diamètre de la tôle (D) La diamètre de la tôle: ( )2 4 /D S π= × L’effort du serre-flan (Ps)L’effort du serre-flan (Ps) ( )2 2 4 Ps p D d π = × − × Avec: p:pression du serre-flan D: Diamètre du flan d: Diamètre de l’embouti D=151 MM D=
    25. 25. 16 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Pour l’acier: L’effort d’emboutissage (Pp)L’effort d’emboutissage (Pp) p mP d e kπ σ= × × × × Avec:  k : coefficient en fonction de d / D  σm = résistance maximale à la traction  e: épaisseur de la tôle  d: diamètre de l’embouti 5501,05pP daN= P=6.55 da/mm² Ps =4609.34
    26. 26. 20 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Calcul RDM et dimensionnementCalcul RDM et dimensionnementDimensionnement des deux vis deDimensionnement des deux vis de serrageserrage•Modélisation et détermination des couples deModélisation et détermination des couples de serrageserrage eR2 R1 C1 C2 F0 F0  F0 : L’effort de serrage de chaque vis.  C1 : Couple due aux forces de contact des filets de la vis sur l’écrou:  d2: Diamètre de filetage  C2 : C’est le couple due aux forces de contact de la pièce ( )1 0 20,16 0,583C F P d f= × × + × × 3 3 2 1 2 0 2 2 2 1 2 3 R R C F R R µ  − = × × × ÷ − 
    27. 27. 21 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Choix: Vis CHC M20x70 de caractéristiques suivantes: o Diamètre de vis: d = 20 mm; oLongueur : L= 70 mm ; o Longueur fileté : X = 52 mm ; o a = 30 mm ; o Pas : P = 2,5 o Qualité : 8.8 et Le couple de serrage: •Les contraintesLes contraintes Traction: 0F s σ = Avec: F0 : L’effort de serrage de chaque vis. 2 3 4 d S π = et 3 1,2268 16,933d d P mm= − × = 1 2C C C= + C=31.273 Nm
    28. 28. 22 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement 2 3,4876 /daN mmσ = Torsion: 4 1 0 0 d Avec: 2 32 C d I I π τ × = × = 21,1637 /daN mmτ = •Les caractéristiques mécaniquesLes caractéristiques mécaniques 2 2 1 10 80 / 1 2 64 / er m er ème e R chiffre daN mm R chiffre chiffre daN mm = × = = × = Les deux vis sont de qualité: 8.8 •Condition de résistanceCondition de résistance Von Mises: ² 3 ² 0,9Reeσ σ τ= + ≤ 2 2 e4,028 / 0,9 R 57,6 /e daN mm daN mmσ = ≤ × = Le choix des deux vis est vérifié
    29. 29. Dimensionnement du poinçonDimensionnement du poinçon 23 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype •L’effort nécessaire pour l’opérationL’effort nécessaire pour l’opération d’emboutissaged’emboutissage ReFs L e= × × Avec:  L : périmètre ou longueur à poinçonner : (mm).  D : diamètre de poinçon (mm).  e : épaisseur de la tôle (mm).  Re : Résistance élastique du matériau de la tôle . 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Fs =3106.4 daN
    30. 30. 23 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement •La condition de résistanceLa condition de résistance Avec:  Rrg: Résistance à la rupture du cisaillement  RP :Résistance pratique à la compression Le choix du diamètre du poinçon est vérifié (D= 58mm) Dimensionnement du vérinDimensionnement du vérin •Choix du vérinChoix du vérin La pression nécessaire pour l’emboutissage: 2 : 4 S S poinçon poinçon F D p avec S S π × = = Dp= D – 2w Dp= 58 mm
    31. 31. 23 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Avec:  ps :pression nécessaire pour l’opération d’emboutissage  D : diamètre du poinçon en contact avec la tôle (D=78mm).  FS : force nécessaire pour l’opération d’emboutissage 5 96,41.10Sp Pa= Choix: vérin hydraulique Hänchen 12 série 120 9 9 03 04- 00 Les caractéristiques: 0 100 35 228 p t mm mm L mm φ φ = = = •Condition de résistance de la tigeCondition de résistance de la tige La tige de vérin est sollicité au flambage
    32. 32. 23 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement L0 FS FS  Modélisation  Condition de résistance s crF F≤ Avec:  Fcr: est la force critique du flambement (formule d’Euler),  Fs: force nécessaire pour l’emboutissage  IGZ : Moment quadratique de la section de tige Avec: 2 2 GZ cr E I F L π × × = 6 46068,314 6.10s crF N F N= ≤ = La tige du vérin résiste au flambement
    33. 33. 24 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Dimensionnement des deux goujonsDimensionnement des deux goujons •ModélisationModélisation Modélisation du goujoModélisation du goujon RA e BS1 S2 RB A X Y F’S Avec:  S1 et S2 : les deux sections cisaillées,  F’S : La force d’emboutissage appliquée sur un seul goujon ' 23034,15 2 S S F F N= =
    34. 34. 25 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnemendimensionnementt Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement  RA et RB: Deux réactions aux appuies, En appliquant le PFD: 0extF =∑ ruur et / 0AM =∑ ruur ' 11517,075 2 4 S S A B F F R R N= = = = •Condition de résistanceCondition de résistance pg adm R s τ τ≤ = Avec: admτ : La résistance admissible de cisaillement ; pgR : La résistance pratique au glissement; : La contrainte de cisaillementτ 1 22 2 T T S S τ = = × × Avec: 1 2S S d eπ= = × × 1,835 13,055admMPa MPaτ τ= ≤ = Les deux goujons résistent au cisaillement
    35. 35. 26 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnemendimensionnementt Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Dimensionnement de la clavetteDimensionnement de la clavette L’élément implémentée par moitié dans la tige du vérin et dans le poinçon destinée destiné à les rendre solidaire en translation. La longueur de la clavette: min 4 t c adm C lc l p d b × ≥ = × × Avec:  lc : La longueur de la clavette ;  lCmin : La longueur de la clavette minimale ;  Ct : Couple transmissible par la clavette :  padm : La pression de contact admissible (padm = 115 Mpa);  d: Diamètre inférieur du poinçon (d = 30mm);  b: Largeur de la clavette (b=8mm) t SC F R= ×
    36. 36. 26 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnemendimensionnementt Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Dimensionnement du clavetteDimensionnement du clavette 43,67lc mm≥ Choix: Clavette parallèle B 8×7×45 Les caractéristiques mécaniques du systèLes caractéristiques mécaniques du systè Pour le vérinPour le vérin pt Schéma du pistonSchéma du piston pp Ft Fp •La force à la sortieLa force à la sortie p vérin pF p A= ×
    37. 37. 26 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnemendimensionnementt Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Avec:  Fp : La force de sortie  pvérin : La pression dans le vérin ;  Ap : La section du piston 94,248pF KN= •La force à la rentréeLa force à la rentrée t vérin tF p A= × Avec:  Ft : La force à la rentrée  pvérin : La pression dans le vérin ;  At : La section de la tige 82,7024tF KN=
    38. 38. 26 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnemendimensionnementt Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype 4 Etude théorique et dimensionnementEtude théorique et dimensionnement Pour la pompePour la pompe A l’équilibre : 1p pompe vérin pompe F A p p F Ap × = ⇒ = 5,9pompeF KN=
    39. 39. 26 5 Conception du prototypeConception du prototype PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype
    40. 40. Conception en virtuelle d’une machine d’emboutissage • Entrée: Tôle mince et plane • Sortie: Pièces de formes non développable • Pression modulable •Facilité de fabrication • Encombrement modulable ConclusionConclusion 6 Conclusion et perspectivesConclusion et perspectives 27 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype
    41. 41.  A court terme • Mise au point du calcul • Mise au point de la conception • Etude de la commande  A long terme • Réalisation d’un prototype • Tests de validation PerspectivesPerspectives 6 Conclusion et perspectivesConclusion et perspectives 28 PlanPlan Etude théoriqueEtude théorique etet dimensionnementdimensionnement Conclusion etConclusion et perspectivesperspectives EtudeEtude fonctionnelle dufonctionnelle du systèmesystème EtudeEtude bibliographiquebibliographique      Conception duConception du prototypeprototype

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