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S. SFARNI FM
Cours de Fabrication Mécanique
Université Abdelkader Mira - Béjaïa
Programme d’études
FM
Fabrication Mécanique
Chapitre 1: Introduction
• Généralités
• Classification des procédés d’obtention des pièces
Chapitre 2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière
• Introduction
• Principe de génération de surfaces
• Eléments de régime de coupe
• Machines-outils (tour, fraiseuse, perceuse…)
• Matériaux et géométrie des outils
S. SFARNI
Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement
de matière
Introduction
L’usinage par enlèvement de matière est le moyen le plus
fiable pour obtenir des pièces de précision, à partir de pièces
moulées, extrudées ou forgées.
Le procédé est, par contre, coûteux (machine, outils,
hommes qualifiés) et relativement lent.
C’est pourquoi il est préférable d’obtenir des pièces de
moulage nécessitant peu d’usinage.
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement
de matière
Les procédés de fabrication par enlèvement de matière les
plus courants sont:
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Tournage
Fraisage
Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement
de matière
Les procédés de fabrication par enlèvement de matière les
plus courants sont:
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Perçage
Programme d’études
FM
Fabrication Mécanique
Chapitre 1: Introduction
• Généralités
• Classification des procédés d’obtention des pièces
Chapitre 2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière
• Introduction
• Principe de génération de surfaces
• Eléments de régime de coupe
• Machines-outils (tour, fraiseuse, perceuse…)
• Matériaux et géométrie des outils
S. SFARNI
Principe de génération de surfaces
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
• Une pièce mécanique est un volume délimité par
des surfaces élémentaires: planes, de révolution,
spéciales, intérieures ou extérieures, brutes ou
usinées.
Modes de génération et cinématique
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Une surface usinée est obtenue par la combinaison de deux
éléments essentiels.
Il s’agit des« lignes formatrices ». Elles sont au nombre de deux:
Lignes
formatrices
Génératrice
(notée G)
Ligne mobile
Directrice
(notée D)
Ligne fixe.
Donne la
direction du
mouvement
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces
cylindriques:
Une ligne droite se
déplace
parallèlement à elle-
même en s’appuyant
sur une courbe
plane C.
Si la directrice est un
cercle
perpendiculaire à la
génératrice, la
surface est un
cylindre droit de
révolution.
C
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces
cylindriques:
Une ligne droite se
déplace
parallèlement à elle-
même en s’appuyant
sur une courbe
plane C.
Si la directrice est un
cercle
perpendiculaire à la
génératrice, la
surface est un
cylindre droit de
révolution.
C
(D)
(G)
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces
prismatiques:
La droite s’appuie
sur une ligne
polygonale P.
Si la directrice est un
cercle
perpendiculaire à la
génératrice, la
surface est un
cylindre droit de
révolution.
P
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces
prismatiques:
La droite s’appuie
sur une ligne
polygonale P.
Si la directrice est un
cercle
perpendiculaire à la
génératrice, la
surface est un
cylindre droit de
révolution.
P(D)
(G)
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces Coniques:
Une ligne droite se
déplace en passant
par un point fixe S,
en s’appuyant sur
une courbe plane C.
Si C est un cercle
dont le centre est la
projection
orthogonale de S, la
surface est un cône
droit de révolution.
C
S
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces Coniques:
Une ligne droite se
déplace en passant
par un point fixe S,
en s’appuyant sur
une courbe plane C.
Si C est un cercle
dont le centre est la
projection
orthogonale de S, la
surface est un cône
droit de révolution.
C
(D)
(G)
S
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Une ligne droite se
déplace
parallèlement à elle-
même en s’appuyant
sur une autre droite.
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Une ligne droite se
déplace
parallèlement à elle-
même en s’appuyant
sur une autre droite.
(D)
(G)
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Un cercle se déplace
parallèlement à lui-
même en s’appuyant
sur une droite qui lui
est coplanaire.
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Un cercle se déplace
parallèlement à lui-
même en s’appuyant
sur une droite qui lui
est coplanaire.
(D)
(G)
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Une droite tourne
autour d’un axe qui
lui est
perpendiculaire
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces planes:
Une droite tourne
autour d’un axe qui
lui est
perpendiculaire
(D)
(G)
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces de
révolution:
Une courbe plane
tourne autour d’un
axe qui lui est
coplanaire
Cylindre et cône de
révolution, sphère,
tore.
Principales surfaces élémentaires
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Croquis Cas particuliers
Surfaces de
révolution:
Une courbe plane
tourne autour d’un
axe qui lui est
coplanaire
Cylindre et cône de
révolution, sphère,
tore.
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Travail de forme et travail d’enveloppe
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Forme Croquis
Travail de forme
La forme de la
génératrice de
surface correspond à
la forme de l’arrête
coupante de l’outil
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Définitions Forme Croquis
Travail d’enveloppe
La forme de la
génératrice de la
surface correspond à
l’enveloppe des
positions successives
de l’outil (c’est le
mouvement
d’avance de l’outil)
Travail de forme et travail d’enveloppe
Typologie de procédés: exemples
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Tournage Exemple Modèle de
génération
Tournage
La directrice est de
forme circulaire, elle
est matérialisée par
le mouvement de
coupe
Usinage de la surface 1
(travail d’enveloppe)
Usinage de la surface 2
(travail de forme)
Typologie de procédés: exemples
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Fraisage Exemple Modèle de
génération
Fraisage
La directrice est
généralement de
forme rectiligne.
Elle est matérialisée
par le mouvement
d’avance
Usinage de la surface 1
(travail d’enveloppe)
Usinage de la surface 2
(travail de forme)
Typologie de procédés: exemples
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Perçage Exemple Modèle de
génération
Perçage
La directrice est de
forme circulaire. Elle
est matérialisée par
le mouvement de
coupe
Usinage de la surface 1
(travail d’enveloppe)
Usinage de la surface 2
(travail de forme)
Génération des surfaces planes et cylindriques sur
les principales machines outils
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Tour
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Tour
S. SFARNI
• Rotation de la pièce: R;
• Translation de l’outil: T1
• Pour obtenir un plan, il faut
que T1 soit perpendiculaire
à xx’.
• La surface plane est le
résultat d’une génération
ponctuelle.
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Tour
S. SFARNI
• Rotation de la pièce: R;
• Translation de l’outil: T1
• Pour obtenir un plan, il faut
que T1 soit perpendiculaire
à xx’.
• La surface plane est le
résultat d’une génération
ponctuelle.
Opération de dressage
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Tour
S. SFARNI
• Rotation de la pièce: R;
• Translation de l’outil: T2
• Pour obtenir un cylindre, la
trajectoire T2 doit être une
droite parallèle à l’axe de
rotation xx’.
• La surface cylindrique est le
résultat d’une génération
ponctuelle.
x x’
R
T2
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Tour
S. SFARNI
• Rotation de la pièce: R;
• Translation de l’outil: T2
• Pour obtenir un cylindre, la
trajectoire T2 doit être une
droite parallèle à l’axe de
rotation xx’.
• La surface cylindrique est le
résultat d’une génération
ponctuelle.
x x’
R
T2
Opération de chariotage
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Tournage
illustration animée
Génération des surfaces planes et cylindriques sur
les principales machines outils
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Fraisage
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Fraiseuse
S. SFARNI
• Rotation de l’outil R.
• Translation de la pièce
suivant T1 ou suivant T2.
• Pour obtenir un plan, il faut
que l’axe broche xx’ soit
perpendiculaire à T1 ou T2.
Fraisage en bout
T1
T2
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Fraiseuse
S. SFARNI
Fraisage en roulant
(de profil)• Pour obtenir un plan, il faut
que la trajectoire T4 des
arrêtes de coupe et la
trajectoire T1 soient des
droites comprises dans un
même plan; la surface plane
est le résultat d’une
génération linéaire.
T4
T1
x
x’
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Fraiseuse
S. SFARNI
• Le perçage et l’alésage sont
possibles en utilisant la
rotation de l’outil (R) et la
translation de la pièce
suivant T3.
Alésage
T3
x
x’
R
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Fraiseuse
S. SFARNI
Perçage réalisé sur
une fraiseuse
Forêt monté en
lieu et place de
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x
x’
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FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Fraisage
illustration animée
Génération des surfaces planes et cylindriques sur
les principales machines outils
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Etau-limeur
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Etau-limeur
S. SFARNI
• Translation de l’outil T1
• Translation de la pièce
suivant T2 ou T3
• Les trajectoires T1 et T2
sont des droites comprises
dans un même plan.
T1
T3
T2
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Etau-limeur
S. SFARNI
Aucune solution
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Etau-Limeur
illustration animée
Génération des surfaces planes et cylindriques sur
les principales machines outils
FM
Fabrication Mécanique
S. SFARNI
Perceuse
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un plan
FM
Perceuse
S. SFARNI
• Travail avec un outil de
forme appelé « fraise à
lamer ».
• Rotation de l’outil.
• Translation de la pièce.
R
T
Perçage
T
R
Mouvement et conditions géométriques
nécessaires à la génération d’un cylindre
FM
Perceuse
S. SFARNI
• Rotation de l’outil;
• Translation de l’outil.
• Quel que soit le type de
travail, il faut deux
mouvements pour générer
le cylindre.
Alésage
R
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Fabrication Mécanique
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  • 1. S. SFARNI FM Cours de Fabrication Mécanique Université Abdelkader Mira - Béjaïa
  • 2. Programme d’études FM Fabrication Mécanique Chapitre 1: Introduction • Généralités • Classification des procédés d’obtention des pièces Chapitre 2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière • Introduction • Principe de génération de surfaces • Eléments de régime de coupe • Machines-outils (tour, fraiseuse, perceuse…) • Matériaux et géométrie des outils S. SFARNI
  • 3. Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière Introduction L’usinage par enlèvement de matière est le moyen le plus fiable pour obtenir des pièces de précision, à partir de pièces moulées, extrudées ou forgées. Le procédé est, par contre, coûteux (machine, outils, hommes qualifiés) et relativement lent. C’est pourquoi il est préférable d’obtenir des pièces de moulage nécessitant peu d’usinage. FM Fabrication Mécanique S. SFARNI
  • 4. Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière Les procédés de fabrication par enlèvement de matière les plus courants sont: FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Tournage Fraisage
  • 5. Chapitre2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière Les procédés de fabrication par enlèvement de matière les plus courants sont: FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Perçage
  • 6. Programme d’études FM Fabrication Mécanique Chapitre 1: Introduction • Généralités • Classification des procédés d’obtention des pièces Chapitre 2: Procédés de fabrication par enlèvement de matière • Introduction • Principe de génération de surfaces • Eléments de régime de coupe • Machines-outils (tour, fraiseuse, perceuse…) • Matériaux et géométrie des outils S. SFARNI
  • 7. Principe de génération de surfaces FM Fabrication Mécanique S. SFARNI • Une pièce mécanique est un volume délimité par des surfaces élémentaires: planes, de révolution, spéciales, intérieures ou extérieures, brutes ou usinées.
  • 8. Modes de génération et cinématique FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Une surface usinée est obtenue par la combinaison de deux éléments essentiels. Il s’agit des« lignes formatrices ». Elles sont au nombre de deux: Lignes formatrices Génératrice (notée G) Ligne mobile Directrice (notée D) Ligne fixe. Donne la direction du mouvement
  • 9. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces cylindriques: Une ligne droite se déplace parallèlement à elle- même en s’appuyant sur une courbe plane C. Si la directrice est un cercle perpendiculaire à la génératrice, la surface est un cylindre droit de révolution. C
  • 10. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces cylindriques: Une ligne droite se déplace parallèlement à elle- même en s’appuyant sur une courbe plane C. Si la directrice est un cercle perpendiculaire à la génératrice, la surface est un cylindre droit de révolution. C (D) (G)
  • 11. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces prismatiques: La droite s’appuie sur une ligne polygonale P. Si la directrice est un cercle perpendiculaire à la génératrice, la surface est un cylindre droit de révolution. P
  • 12. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces prismatiques: La droite s’appuie sur une ligne polygonale P. Si la directrice est un cercle perpendiculaire à la génératrice, la surface est un cylindre droit de révolution. P(D) (G)
  • 13. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces Coniques: Une ligne droite se déplace en passant par un point fixe S, en s’appuyant sur une courbe plane C. Si C est un cercle dont le centre est la projection orthogonale de S, la surface est un cône droit de révolution. C S
  • 14. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces Coniques: Une ligne droite se déplace en passant par un point fixe S, en s’appuyant sur une courbe plane C. Si C est un cercle dont le centre est la projection orthogonale de S, la surface est un cône droit de révolution. C (D) (G) S
  • 15. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Une ligne droite se déplace parallèlement à elle- même en s’appuyant sur une autre droite.
  • 16. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Une ligne droite se déplace parallèlement à elle- même en s’appuyant sur une autre droite. (D) (G)
  • 17. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Un cercle se déplace parallèlement à lui- même en s’appuyant sur une droite qui lui est coplanaire.
  • 18. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Un cercle se déplace parallèlement à lui- même en s’appuyant sur une droite qui lui est coplanaire. (D) (G)
  • 19. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Une droite tourne autour d’un axe qui lui est perpendiculaire
  • 20. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces planes: Une droite tourne autour d’un axe qui lui est perpendiculaire (D) (G)
  • 21. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces de révolution: Une courbe plane tourne autour d’un axe qui lui est coplanaire Cylindre et cône de révolution, sphère, tore.
  • 22. Principales surfaces élémentaires FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Croquis Cas particuliers Surfaces de révolution: Une courbe plane tourne autour d’un axe qui lui est coplanaire Cylindre et cône de révolution, sphère, tore. (D) (G)
  • 23. Travail de forme et travail d’enveloppe FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Forme Croquis Travail de forme La forme de la génératrice de surface correspond à la forme de l’arrête coupante de l’outil
  • 24. FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Définitions Forme Croquis Travail d’enveloppe La forme de la génératrice de la surface correspond à l’enveloppe des positions successives de l’outil (c’est le mouvement d’avance de l’outil) Travail de forme et travail d’enveloppe
  • 25. Typologie de procédés: exemples FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Tournage Exemple Modèle de génération Tournage La directrice est de forme circulaire, elle est matérialisée par le mouvement de coupe Usinage de la surface 1 (travail d’enveloppe) Usinage de la surface 2 (travail de forme)
  • 26. Typologie de procédés: exemples FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Fraisage Exemple Modèle de génération Fraisage La directrice est généralement de forme rectiligne. Elle est matérialisée par le mouvement d’avance Usinage de la surface 1 (travail d’enveloppe) Usinage de la surface 2 (travail de forme)
  • 27. Typologie de procédés: exemples FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Perçage Exemple Modèle de génération Perçage La directrice est de forme circulaire. Elle est matérialisée par le mouvement de coupe Usinage de la surface 1 (travail d’enveloppe) Usinage de la surface 2 (travail de forme)
  • 28. Génération des surfaces planes et cylindriques sur les principales machines outils FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Tour
  • 29. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Tour S. SFARNI • Rotation de la pièce: R; • Translation de l’outil: T1 • Pour obtenir un plan, il faut que T1 soit perpendiculaire à xx’. • La surface plane est le résultat d’une génération ponctuelle.
  • 30. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Tour S. SFARNI • Rotation de la pièce: R; • Translation de l’outil: T1 • Pour obtenir un plan, il faut que T1 soit perpendiculaire à xx’. • La surface plane est le résultat d’une génération ponctuelle. Opération de dressage
  • 31. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Tour S. SFARNI • Rotation de la pièce: R; • Translation de l’outil: T2 • Pour obtenir un cylindre, la trajectoire T2 doit être une droite parallèle à l’axe de rotation xx’. • La surface cylindrique est le résultat d’une génération ponctuelle. x x’ R T2
  • 32. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Tour S. SFARNI • Rotation de la pièce: R; • Translation de l’outil: T2 • Pour obtenir un cylindre, la trajectoire T2 doit être une droite parallèle à l’axe de rotation xx’. • La surface cylindrique est le résultat d’une génération ponctuelle. x x’ R T2 Opération de chariotage
  • 34. Génération des surfaces planes et cylindriques sur les principales machines outils FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Fraisage
  • 35. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Fraiseuse S. SFARNI • Rotation de l’outil R. • Translation de la pièce suivant T1 ou suivant T2. • Pour obtenir un plan, il faut que l’axe broche xx’ soit perpendiculaire à T1 ou T2. Fraisage en bout T1 T2
  • 36. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Fraiseuse S. SFARNI Fraisage en roulant (de profil)• Pour obtenir un plan, il faut que la trajectoire T4 des arrêtes de coupe et la trajectoire T1 soient des droites comprises dans un même plan; la surface plane est le résultat d’une génération linéaire. T4 T1 x x’
  • 37. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Fraiseuse S. SFARNI • Le perçage et l’alésage sont possibles en utilisant la rotation de l’outil (R) et la translation de la pièce suivant T3. Alésage T3 x x’ R
  • 38. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Fraiseuse S. SFARNI Perçage réalisé sur une fraiseuse Forêt monté en lieu et place de la fraise x x’ R T3
  • 40. Génération des surfaces planes et cylindriques sur les principales machines outils FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Etau-limeur
  • 41. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Etau-limeur S. SFARNI • Translation de l’outil T1 • Translation de la pièce suivant T2 ou T3 • Les trajectoires T1 et T2 sont des droites comprises dans un même plan. T1 T3 T2
  • 42. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Etau-limeur S. SFARNI Aucune solution
  • 44. Génération des surfaces planes et cylindriques sur les principales machines outils FM Fabrication Mécanique S. SFARNI Perceuse
  • 45. Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un plan FM Perceuse S. SFARNI • Travail avec un outil de forme appelé « fraise à lamer ». • Rotation de l’outil. • Translation de la pièce. R T
  • 46. Perçage T R Mouvement et conditions géométriques nécessaires à la génération d’un cylindre FM Perceuse S. SFARNI • Rotation de l’outil; • Translation de l’outil. • Quel que soit le type de travail, il faut deux mouvements pour générer le cylindre. Alésage R T