Le document présente un projet de stage portant sur la conception d'un moule à quatre empreintes pour une plaquette de levier de boîte de vitesse automatique BMW, mené par Seyf Eddine Boudhala et encadré par Mr. Rezgui Abdesslam. Il aborde les différentes étapes de la conception, du calcul et du dimensionnement du moule, ainsi que l'étude fonctionnelle et thermique liée à la fabrication. Les résultats incluent des analyses spécifiques sur les matériaux, les dimensions et les exigences de sécurité du moule.

1. UATS
Présentation du Stage de fin
d’étude
RESOLUTION DE PROBLEME D’OUVERTURE
ET DE FERMETURED’UN POUBELLE A PEDALE
Réalisé par :
SEYF EDDINE BOUDHALAA
ELHANI WALID
Encadré par :
Mr. REZGUI ABDESSLAM
Année universitaire : 2010- 2011

2. Plan de travail
 1- Introduction
 2- Présentation de l’entreprise et problématique
 3- Recherche les causes de défaillance
 4- Etude fonctionnelle
 5- Calcul et dimensionnement
 6- Conception
 7- Conclusion
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3. 1-Présentation de l’entreprise
 Le Système Intérieure d’Automobile de Sousse « UATS » est l’une
des filiales du groupe industriel DRÄXLMAIER
 C’est un partenaire du système et du développement de l’industrie
automobile Allemand fabrique des faisceaux des câbles électriques
et d’habitacle intérieur et qui emploie environ 2500 personnes
réparties sur 13 filiales dans le monde.
 En effet, la production se résume en trois chaînes :
 Chaîne de production de levier de boitte vitesse.
 Chaîne de production d’airbag.
 Chaîne de production des plaquettes et des agrafes.
3

4. Problématique
 Le besoin (sous la demande du client) : Moule à 4 empreintes d’une
plaquette du levier, de changement de vitesse (Boit de vitesse
BMW).
 La réalisation de ce moule pour le nouvel article (fourreau) se fait
en 2 étapes :
Conception du moule.
Fabrication du moule.
 Notre projet consiste à faire la première étape : Étude et Conception
d’un moule à quatre empreintes de la plaquette de boite vitesse
automatique BMW
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5. Cahier de charge
Partenaire industriel : La société POLYPLAST
 Projet : Étude et Conception d’un moule à 2 empreintes d’un
D’un bras .
Produit :
 Matière : Le polypropylène(PP) ;
 Retrait : 0.2% à 0.8% ;
 Densité : 0.91 [g/cm3] ;
 Structure : cristallin ;
 Température de moulage : 230 [ C] ;
 Température de moule : 80 [ C] ;
 Température de fusion : 110 [ C].
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6. Moule :
 Nombre d’empreinte : 2 empreintes ;
 Éjecteurs : Ejecteurs à tète cylindriques.
 Machine :
 Unité d’injection
 Diamètre de la vis : [mm] ;
 Pression d’injection spécifique : 1810[bar] ;
 Course de la vis : 80 [mm] ;
 Volume d’injection maximal : 39 [cm³].
Unité de fermeture :
 Force de fermeture max : 500 [KN] ;
 Force d’éjection max : 30 [KN] ;
 Hauteur maximale du moule : 200[mm] ;
 Hauteur minimale du moule : 100[mm] ;
 Cycle à vide : 2 [s] ;
 Autre temps : de 1 à 3 (s).
6

7. Présentation du projet
Notre projet consiste à concevoir un moule à 4 empreintes
pour une plaquette d’un levier de boite de vitesse, en poly
méthacrylate de méthyle (PMMA), d’une boite vitesse
automatique BMW. 7

8. 2.Etude fonctionnelle
a. Modélisation de système
8

9. b-Diagramme de la bête à corne
A qui rend- il service? Sur quoi agit –il?
Utilisateur MP pâteuse
Moule à 2 empreinte
d’un bras d’une poubelle
à pédale
Dans quel but?
Mouler un bras d’une
poubelle à pédale
9

10. c-Identification des fonctions de services
Les fonctions de service sont exprimées a partir le diagramme pieuvre:
10

11. Enoncer les fonctions de service
 Fp1 : Permettre le moulage d’une plaquette de boitte de
vitesse.
 Fc1 : être facile à manipuler.
 Fc2 : être compatible avec la presse (distance entre
colonne)
 Fc3 : être maintenable
 Fc4 : être adaptable à l’énergie de la presse.
 Fc5 : assurer la sécurité de l’opérateur et la machine.
 Fc6 : être peu coûteux.
 Fc7 : être résistant au milieu extérieur.
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12. L’histogramme des fonctions
Il s’agit de rendre significatifs les résultats de l’hiérarchisation
fonctionnelle. Pour cela les points relatifs à chaque fonction sont
transformés en pourcentage, ce qui permet d’établir l’histogramme des
souhaites exprimé par l’utilisateur :
25
20
15
%
10
5
0
Fp1 Fc1 Fc2 Fc3 Fc4 Fc5 Fc6 Fc7
12

13. 3- Calcul et dimensionnement
a -Dimensionnement de la carotte :
1ère méthode :
D’après l’équation de DOLORME on a :
d : diamètre du carotte
.
V : volume de la matière à injecter (24.54 [cm3])
K : coefficient de fluidité caractéristique de
matériaux, pour le PP ; k=0.6 Donc d = 4.61 mm
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14. • 2ème méthode :
D’après la relation de MORGUE on a :
d : diamètre de la carotte.
V : volume de la matière à injecter en [cm3]
Vt : vitesse d’injection dépend du polymère en [cm3∕ s]
Donc d = 3.44 mm
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15. 3ème méthode :
Le tableau si dessous présente le diamètre de la carotte et le diamètre du
seuil d’injection en fonction de la masse de la pièce.
Poids de la pièce [g] Diamètre de la carotte d [mm] Diamètre du seuil d’injection
[mm]
0 - 10 2. 50 à 3.5 0.6 à 0.8
10-20 3.5 à 4.5 0.8 à 1.2
20-40 4 à 5 1.0 à 1.8
40-150 4.5 à 6 1.2 à 2.5
150-300 4.5 à 7.5 1.5 à 2.6
300-500 5.0 à 8.0 1.8 à 2.8
500-1000 5.5 à 8.5 -
Donc 3.5 ≤ d ≤ 4.5
15

16.  Remarque :
On a choisie le valeur obtenue par
la méthode de DOLORME puisque
c’est la plus efficace
Donc d = 4 mm
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17. b- Dimensionnement des canaux:
1ère méthode
Epaisseur [mm] Longueur [mm] d min [mm]
0.5 à1.5 50 3.2
1.3 à 3.5 100 4.8
3.8 à 6.4 150 6.5
Donc d min = 6.5 mm
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18. 2ème méthode : méthode analytique.
- En utilisant la méthode de BASF on peut déduire le diamètre du canal :
d: diamètre du canal [mm]
e max : épaisseur de la pièce [mm]
Donc d = 5.8 [mm]
18

19. 3ème méthode : méthode graphique.
Diamètre d’entrée d du
canal de la busette en
fonction de la masse G
de la moulée et de
l’épaisseur maximale e
de la pièce .
0.004
6
D’après la méthode graphique qui donne en relation la masse de la
moulée en fonction du diamètre du canal d’alimentation l’épaisseur
de la pièce :
Donc d = 6 mm
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20. c-Calcul thermique :
 Temps de refroidissement :
1ème méthode :(méthode analytique)
e2 8 Ti - Tm
tr 2
ln 2
Tr : temps de refroidissement [s] eff Td - Tm
e : épaisseur de la pièce [m] = 4.3 10-3 [m]
αeff : Coefficient de diffusion thermique (diffusivité) du polymère) 7 [10-8 m2 s-1]
Ti : température d’injection 230 [ C]
Tm : température de l’outillage (à la surface de l’empreinte) 80 [ C]
Td : température moyenne de la moulée au moment du démoulage 110 [ C]
Donc tr = 39.18 [s]
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21. 2ème méthode :(méthode numérique)
tr = 25.41 [s]
Remarque :
 Ainsi on remarque un différence entre le deux résultats (analytique et
numérique).
 Pour le choix convenable de temps de refroidissement est celui obtenue par
MOLDFLOW. 21

22. Vitesse d’échange thermique :
Donc Ve = 5.11 [ C/s]
 Quantité de chaleur à évacuer :
Qh =1473.84 Kcal/h
 Consommation horaire de liquide de refroidissement :
Gh = 368.45 [Kg/h]
22

23.  Calcul de section de passage d’eau
Wf : vitesse du fluide dans les canalisations (d’après technique
d’ingénieur est entre 0.5et 1.5)
Pf : Masse volumique du fluide à 20 [ C] =1000kg/m3
Alors Fp=204.69 mm2
Le diamètre de section de passage d’eau :
Donc dp=16.14 mm
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24.  Vérification de nombre de Reynolds (Re ):
WF : vitesse du fluide dans les canalisations = 0.5 [m / s]
Dp : Diamètre des canaux(12 mm)
-6 2
f : Viscosité cinématique=1 .10 [m / s].
Donc l’écoulement de l’eau dans les canaux de
refroidissement est de type turbulent, qui est plus efficace
que le régime laminaire.
24

25. Calcul du coefficient d’échange thermique(ht):
D : diamètre hydraulique des canaux [mm]
λ f = conductibilité thermique de l'eau (Kcal / m h c)
D’ou
Pe = nombre de peclet :
f =1 [Kcal/Kg c] (chaleur spécifique de l'eau)
Cpf =1000 [Kg/m³] (masse volumique de l’eau)
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26. Emplacement des canaux :
Sc: surface de canaux (m2).
Qh : la quantité de chaleur à évacuer en [Kcal/h].
ht : le coefficient de transmission [Kcal / m2 hk].
Donc Sc=165 [m2]
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27.  Longueur des canaux :
Sc : surface de canaux (m2).
Lc :Longueur de canaux (mm).
Dp : diamètre hydraulique des canaux (mm).
DONC
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28. 4- Conception
Le moule, qui a été conçu sous CATIA, est classique à 4
empreintes à canaux froids (pièce démoulée avec la carotte). Il
est constitué de deux parties principales : une partie fixe montée
sur le plateau fixe de la machine, et une partie mobile montée sur
le plateau mobile de la machine (Arburg 320-500-60).
28

29. La partie fixe est constituée par:
plaque porte- Bague de Colonnes de
buse
empreinte centrage guidage
d’injection
supérieure
29

30. Les fonctions du moule :
 1 - fonction alimentation :
 L’alimentation de notre moule est assurée par les composants suivant :
Canaux
Buse d’alimentation et Seuil
d’injection d’injection
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31. 2 - Fonction centrage :
Rondelle de Douille de Bague de
centrage centrage centrage
3- Fonction guidage :
Colonnes de
guidage
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32. 4- Fonction éjection :
Assuré principalement par la batterie d’éjection
5- fonction refroidissement
Le refroidissement des pièces
dans le moule est assuré par un
circuit de circulation d’eau :
32

33.  Dessin d’ensemble :
 Le moule comprend des pièces standard et des pièces à
fabriquer, dont le dessin d’ensemble est représenté sur
un format A0.
 Pièces standard :
 Colonne de guidage
 vis
 Bague de centrage
 Buse d’injection
 éjecteurs
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34.  Pièces à fabriquer :
 Batterie d’éjection (Dessin de définition Format A4).
 Tasseau (Dessin de définition Format A4).
 Plaque porte empreinte inférieure (Dessin de définition
Format A3).
 Plaque de fixation supérieure (Dessin de définition Format
A4).
 Plaque de fixation inférieure (Dessin définition Format A4).
 Le dessin d’ensemble montre les vues suivantes :
 Vue de face : Cette vue montre les défirent forme sur la face.
 Vue de dessin en coupe A-A : cette vue montre les forme
caché.
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35.  Matériaux :
 Les pièces standard sont réalisées :
 Empreinte inférieure sont réalisées avec un matériau.
 Montre les pièces (standard).
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36.  Fabrication :
 Empreinte inférieure.
 Machine : Électroérosion
Vue d’ensemble du moule éclaté
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37. Conclusion
 Durant ce projet, on a:
 Déterminé, dans l’ordre, les principales fonctions de
service à remplir pendant la conception.
 Étudié toutes les étapes de la conception des moules.
 Vérifié le calcul des paramètres en utilisant un logiciel
de simulation rhéologique (MODFLOW).
 Présenté un travail qui respecte le cahier de charge et
les exigences de nos encadreurs.
37

38. 38

39. Merci pour votre attention
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