VOITURE RADIOCOMMANDÉE Représentation du réel

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VOITURE RADIOCOMMANDÉE
Représentation du réel
Durée : 1 h 30
Série 4 – TP 1
CENTRE D'INTERET CI - 7
Objectifs visés par rapport au programme :
2.1.6 La représentation du réel :
•Représentation d'une pièce à l'aide d'un modeleur 3D
•Relation 3D - 2D
•Règles élémentaires de lecture du 2D : coupes, filetages.
Les montages-démontages relativement fréquents de la bougie provoquent rapidement une détérioration des filets du trou taraudé
de la culasse porte-bougie.
On souhaite donc fabriquer des culasses porte-bougie de remplacement.
Cette démarche nécessite :
 d’analyser les surfaces fonctionnelles de la culasse porte-bougie;
 de déterminer les paramètres dimensionnels associés ;
 de construire le modèle 3D de la culasse porte-bougie.
Pour répondre aux questions posées, vous devrez :
• lire les documents mis à votre disposition
• observer attentivement le moteur thermique de la voiture modèle réduit
A- ANALYSE FONCTIONNELLE de la CULASSE PORTE-BOUGIE:
A1  Après avoir étudié le fonctionnement du moteur 2 temps sur le document ressource « Moteur 2 temps » ou sur le site
http://www.tract-old-engines.com/2tps.html, préciser les FONCTIONS remplies par la BOUGIE et par la CULASSE PORTEBOUGIE :
Fonction de la bougie d’un moteur thermique :

Fonctions de la CULASSE PORTE BOUGIE :
1- Réaliser une chambre de combustion fermée
2- 
Dans la suite de cette étude, nous nous intéresserons uniquement à la CULASSE PORTE BOUGIE.
A2  DEMONTER partiellement le moteur 2 temps de la voiture modèle réduit en suivant le graphe de démontage cidessous :
MOTEUR THERMIQUE
2 TEMPS
(ensemble monté)
Joint de culasse
Culasse porte-bougie
Culasse
4 Vis CHc M2.5 - 6
Bougie + Joint de bougie
temps
➀
.
➁
➂
➀ : utiliser une clé à pipe de 8 mm
➁ : utiliser une clé male coudée pour six pans creux de 2mm
➂ : les questions pages 3 et 4 ne tiennent pas compte du joint de culasse
NOM: ....
Notation / Observations:
Prénom: ....
Classe : ....
Date: ....
Lycée Sud Médoc – 33320 Le Taillan-Médoc
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A3.1  IDENTIFIER les surfaces fonctionnelles de la CULASSE PORTE-BOUGIE :
On considérera le bloc moteur :{ Carter + Chemise }
REPÉRAGE DE LA SURFACE ASSOCIÉE À LA
SOLUTION CONSTRUCTIVE
A l’aide des pièces réelles démontées, identifier et colorier ci contre les solutions constructives citées ci-dessous.
En déduire leurs dimensions caractéristiques à l’aide d’un pied à coulisse ou du modeleur volumique :
●Ouvrir le fichier volumique portant le nom de la (des) pièce(s) étudiées.
Utiliser l’outil Mesurer
●
Surfaces à colorier
dans le menu Outils
Dimensions de la surface
de la culasse porte bougie
Relever la dimension dans le tableau ci-contre en sélectionnant l’arête associée.
●
Plan +
pénétration
cylindrique de
faible longueur
FT1,2
Maintenir en position
la culasse porte
bougie sur le bloc
moteur
Culasse
+
4 vis Chc M2,5-6
FT1
Supprimer 6
degrés de liberté
LIER
complètement
la CULASSE
PORTE BOUGIE
au
BLOC MOTEUR
FT2
Transmettre
des efforts
Pénétration cylindrique
de faible longueur (en bleu)
FT1,1
Mettre en position
la culasse porte
bougie par rapport
au bloc moteur
Diamètre =
PLAN (en rouge)
Chemise
Chemise
Diamètre =
Hauteur =
Hauteur =
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Diamètre
10
A3.2  IDENTIFIER les surfaces fonctionnelles de la CULASSE PORTE-BOUGIE :
A l’aide des pièces réelles démontées, identifier et colorier ci contre les solutions constructives
citées ci-dessous.
REPÉRAGE DE LA SURFACE ASSOCIÉE À LA
SOLUTION CONSTRUCTIVE
En déduire leurs dimensions caractéristiques à l’aide d’un pied à coulisse ou du modeleur volumique :
Ouvrir le fichier volumique portant le nom de la (des) pièce(s) étudiées.
●
Dans l'arbre de construction, éditer la définition de la fonction correspondant à la solution constructive
(ici le perçage)
●
Surfaces à colorier
Dimensions de la surface
de la culasse porte bougie
Relever la dimension dans le tableau ci-contre
●
FT1.1
Mettre en position la
BOUGIE par rapport
à la CULASSE
PORTE-BOUGIE
Assemblage
fileté
(surfaces
hélicoïdales)
FT1
Supprimer 6
degrés de liberté
FT1.2
Maintenir en position
la BOUGIE sur la
CULASSE
PORTE-BOUGIE
LIER
complètement
la BOUGIE
à la CULASSE
PORTE-BOUGIE
FT2
Transmettre
des efforts
SURFACES HELICOÏDALES (en VERT)
Bougie
Diamètre du
taraudage =
Taraudage :
□ Borgne
□ Débouchant
Important :
La hauteur du taraudage sera choisie de façon à ce que :
●le piston en position « Point Mort Haut » ne
percute pas l'électrode de la bougie
●L'électrode de la bougie soit située dans
la zone d'explosion du mélange
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B- PARAMETRAGE DIMENSIONNEL DE LA CULASSE PORTE-BOUGIE


La construction du modèle 3D de la pièce consiste à utiliser les fonctions suivantes :
 une fonction de révolution : - une ligne de construction doit être utilisée comme axe de rotation.
- l’esquisse ne doit pas croiser la ligne de construction.
 un trou taraudé.
 un chanfrein
L’intention de conception de ce modèle impose les 2 contraintes fonctionnelles suivantes:
 Contrainte 1 :
- le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la bougie
- l’électrode de la bougie est située dans la zone d’explosion du mélange (voir ci-dessous)
Contrainte 2 :
- aucune interférence (chevauchement) entre la CULASSE PORTE-BOUGIE et les pièces en contact ne doit être constatée
B1 COMPLÉTER L’ESQUISSE EN REPORTANT LES PARAMÈTRES TROUVÉS CI-DESSUS
B2  Synoptique de construction :
1.
2.
Démarrer le logiciel SOLIDWORKS
3.
4.
Sélectionner l’icône Esquisse
5.

6.
Ajouter les relations géométriques
Dans Fichiers, faire Nouveau et choisir Pièce.
 Vous êtes alors en mode Esquisse.
 Création de l’axe de rotation :
Créer une ligne de construction
verticale et commençant par l’origine.
Esquisser le contour dessiné ci-contre en utilisant les outils
d’esquisse
entre les entités de l’esquisse (voir figure ci-contre)
7.
Coter l’esquisse
(ne pas oublier les paramètres trouvées pages 2 et 3):
Nota : certaines cotes doivent être des cotes de diamètre pour la fonction de révolution :
 Cliquer en premier l’axe de construction puis une arête de votre choix pour obtenir une
cote de diamètre.
 Votre esquisse est alors terminée et entièrement contrainte
(toutes les entités de l’esquisse sont maintenant de couleur noire).
Ligne attachée
à l'origine
Axe de
rotation
Centre de l'arc de cercle
se trouvant sur l'axe de rotation
Enregistrer votre fichier travail sous : culasse porte-bougie.sldprt
dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC
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C- CREATION DU MODELE 3D VIRTUEL de la CULASSE PORTE-BOUGIE :
Etape 1 :
Création de la fonction de base par révolution
complète de l’esquisse
•
•
Sélectionner l’axe de rotation
Sélectionner la fonction REVOLUTION :
o Préciser l’angle pour obtenir
le volume souhaitée
Visualisation volumique de la fonction de base
REVOLUTION de la CULASSE PORTE-BOUGIE :
Utiliser les différents outils de visualisation :
o les types d’affichage de la pièce :
Lignes cachées en gris
Zoom
Rotation
Image ombrée
Image filaire
Lignes cachées supprimées
Translation
o
l’orientation des vues de la pièce :
Face
Gauche Dessus Perspective isométrique
Arrière
Droite
Dessous
Vue normale
à une face
Etape 2 :
Création de 2 chanfreins
•
Sélectionner la fonction CHANFREIN
o Sélectionner les arêtes à chanfreiner
o Préciser la distance et l’angle
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Etape 3 :
Création du trou taraudé
•
Sélectionner la face normale
à l’axe du perçage
• Sélectionner la fonction PERCAGE
o Sélectionner l’onglet Trou taraudé
o Paramétrer les propriétés de la boite de
dialogue :
 Taille du trou taraudé
 Type et profondeur du trou lisse
 Type et profondeur du taraudage
 On impose un diamètre du fraisage
entrant :
∅ 6.5 à 90°
Le modèle virtuel volumique 3D de la CULASSE
PORTE-BOUGIE est maintenant terminé.
Enregistrer votre fichier travail
C2Coloriser les faces correspondant aux surfaces fonctionnelles avec les mêmes couleurs :
•
•
•
•
Sélectionner la face à coloriser
Cliquer l’outil Palettes de couleur
Choisir la couleur à associer à la face sélectionnée
Faire Appliquer
Nota :
Utiliser les couleurs imposées pages 3 et4 :
- le PLAN en rouge
- la PENETRATION CYLINDRIQUE en bleu
- le TARAUDAGE en vert
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D- CRÉATION DE LA MISE EN PLAN DE LA CULASSE PORTE-BOUGIE :
D1 Editer la mise en plan de la pièce suivant:
-
une vue de face correspondant à la vue de dessous du modèle
volumique,
une vue en coupe A-A
une vue de dessus
-voir ci-contre-
Méthode : (le fichier 3D de la pièce doit être ouvert)
a. Créer une nouvelle mise en plan :
dans le menu Fichiers, cliquer Nouveau, choisir Mise en plan
b. Dans la boîte de dialogue Taille/Format du fond de plan cliquez sur parcourir et sélectionner A4V SUD situé dans les
ressources ISI.
c. Modifier l’échelle : dans l’arbre de construction, cliquer sur Feuille et faire Propriétés à partir du menu du bouton droit de
la souris et modifier l’échelle 4 : 1
d. Dans le menu Fenêtre, choisir Mosaïque verticale, vous visualisez ainsi simultanément la pièce et la mise en plan.
e. Créer la vue de face : dans la barre d’outils Mise en plan,
- sélectionner l’icône Ajouter la vue nommée
- cliquer sur la pièce dans la fenêtre 3D
- sélectionner le nom de la vue :
dans la boite de dialogue Vue nommée qui apparaît, choisir le nom de vue désirée à partir de la liste et valider par OK.
Placer la vue de face : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.
f.
Ramener la fenêtre de mise en plan en premier plan.
g. Créer la vue de dessus : dans la barre d’outils Mise en plan,
- cliquer sur la vue de face
- sélectionner l’icône Vue projetée
- Placer la vue de dessus : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.
h. Créer la vue en coupe A-A :
- esquisser
avec inférence (s’aligner sur le centre d’un cercle) la ligne de coupe verticale correspondant au plan de
coupe A-A.
- mettre en surbrillance la ligne créée en la sélectionnant
- cliquer l’icône
dans la barre d’outils Mise en plan
- Placer la vue en coupe A-A : dans la fenêtre de Mise en plan, cliquer sur l’endroit où il faut placer la vue.
i. Dans le menu Insertion, choisir Objets du modèle :
Dans la section Annotations :
- Décocher Cotes
- Cocher Représentation de filetage.
 Observer dans la mise en plan la représentation normalisée du trou taraudé.
Enregistrer votre fichier travail sous : culasse porte-bougie.slddrw dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC
D2  Imprimer la mise en plan de la pièce.
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D3  Colorier les surfaces fonctionnelles de la pièce sur les vues de la mise en plan en utilisant les couleurs imposées pages 3 et4 :
- le PLAN en rouge
- la PENETRATION CYLINDRIQUE en bleu
- le TARAUDAGE en vert
PARTIE COMPLEMENTAIRE A FAIRE après validation de la partie D par le PROFESSEUR
E- VERIFICATIONS FONCTIONNELLES DU MODELE 3D « CULASSE PORTE-BOUGIE » :
La suite de notre étude consistera à vérifier le respect des contraintes de conception:
 C1 :- le piston en position « Point Mort Haut » ne percute pas l’électrode de la bougie
- l’électrode de la bougie est située dans la zone d’explosion du mélange
 C2 : il n’existe pas d’interférences des pièces assemblées
avec la CULASSE PORTE -BOUGIE.
E1  Procéder à l’ASSEMBLAGE du moteur en vous inspirant
 du graphe de démontage de la page 2
 du moteur thermique réel démonté partiellement
et en vous aidant des surfaces de contact associées colorisées
Assemblage
Méthode :
a. Ouvrir le fichier assemblage du moteur pré-assemblé Moteur à assembler.sldasm
b. Insertion d’un composant à partir d’un fichier :
Cliquer Insertion, Composant, Depuis un fichier et choisir le nom du fichier 3D du joint de culasse enregistré sous le nom
Joint-Tête de culasse_tp7-2.sldprt dans le répertoire
RC\TP7-2_Fichiers 3D Moteur .
des ressources ISI, dossier Voiture
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c. Placer le composant :
Cliquer Ouvrir et placer le composant dans l’assemblage.
d. Outils de déplacement du composant :

Déplace un composant suivant ses degrés de libertés restants.

Fait pivoter un composant autour de son point central avant assemblage.

Fait pivoter un composant autour d’un axe ou d’une arête de modèle linéaire.
e- Assembler le Joint-Tête de culasse :
2 contraintes seront nécessaires pour assembler le joint de culasse :
 Le joint est en appui plan sur la surface plane supérieure de la chemise
 Le joint est centré par rapport à la chemise.
f- Créer la contrainte correspondant à l’appui plan
entre le joint et la chemise :
o Cliquer l’icône
Insérer une contrainte pour avoir
accès à la boîte de dialogue.
o Sélectionner les faces correspondant au contact à créer
(les faces seront listées dans la liste Objets sélectionnés)
o Préciser le Type de contrainte, ici Coïncident
o Cliquer Aperçu pour avoir un résultat graphique de la
contrainte
En cas de mauvais résultat, modifier la direction
o Faire Appliquer lorsque l’aperçu du résultat graphique de la contrainte est correct.
 La contrainte de coïncidence entre le JointTête de culasse et la chemise est créée.
 La relation de contrainte entre ces 2 pièces
est inscrite dans le Groupe de  contraintes
d’assemblage dans l’arbre de construction
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g- Créer la contrainte correspondant au centrage
entre le joint et la chemise :
Appliquer
la
même
démarche
que
précédemment en appliquant une contrainte de
type Coaxial entre une surface cylindrique du
joint et une surface cylindrique de la chemise.
Remarque : faire des agrandissements lorsque les
surfaces sont difficiles à sélectionner.
h- Terminer l’assemblage du moteur en insérant les composants suivants :
 la culasse porte-bougie créée précédemment sous le nom culasse porte-bougie.sldprt
 la bougie (fichier Bougie_tp7-2.sldprt) )
 le joint de bougie (fichier Joint-Bougie_tp7-2.sldprt
 la culasse (fichier Culasse_tp7-2.sldprt)
 3 vis CHc M2.5-6 (fichier VisChcM2.5-6_tp7-2.sldprt)
Nota : les fichiers pièces 3D du moteur se trouvent dans le répertoire
E2  Animer
mécanisme.
.
le moteur assemblé en déplaçant en translation le piston dans la chemise afin de vérifier la cinématique du
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E3  Mettre le piston au point mort haut afin de vérifier les
non-interférences
3- Dans le menu du bouton droit de la souris, cliquer Propriétés
Pour vérifier les non-interférences, positionnons le piston en
point mort haut
 entre la bougie et le piston
 entre la culasse porte-bougie et le piston
Pour cela, vous allez annuler la suppression de la contrainte
d’assemblage Parallèle 1 entre une surface du vilebrequin et
une surface du carter de façon à immobiliser le piston au point
mort haut.
Méthode :
1- Dans l’arbre de construction, développer les contraintes
d’assemblage du fichier assemblage du moteur
4- Décocher l’option Supprimé. Valider par OK.
 Le piston est maintenant bloqué en position point mort haut

2- Sélectionner la contrainte Parallèle1
E4  Actualiser la mise en plan du moteur une fois l’assemblage terminé.
• Dans Fichiers, faire  Ouvrir et choisir Moteur à assembler.slddrw
  le logiciel met à jour la mise en plan du moteur qui est totalement assemblé.
Enregistrer votre fichier MISE EN PLAN sous : moteur.slddrw dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC
Enregistrer votre fichier ASSEMBLAGE sous : moteur.sldasm dans le répertoire T:\ISI\Voiture RC
•
Démarrer le module E-Drawing du logiciel SOLIDWORKS en cliquant l’icône
ou dans le menu Fichiers en sélectionnant Publier un eDrawing.
•
Sélectionner l’outil
Ombrer pour obtenir la colorisation de la mise en plan du moteur
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Moteur avant l’assemblage
Moteur après l’assemblage
E5  Effectuer les vérifications suivantes :
(en décodant la mise en plan du moteur après assemblage et
surtout la vue de détail B)


la double-contrainte C1 :
- le piston en position « Point Mort Haut » ne percute
pas l’électrode de la bougie
- l’électrode de la bougie est située dans la zone
d’explosion du mélange
est bien respectée.
la contrainte C2 : les non-interférences entre
 la culasse porte-bougie et le piston
 la culasse porte-bougie et la culasse
 le piston et la bougie
est bien respectée..
Vue de détail B
E6 Appeler le PROFESSEUR pour valider la
CULASSE PORTE-BOUGIE fonctionnellement.
La construction de la pièce CULASSE PORTE-BOUGIE est maintenant validée fonctionnellement.
Une étude de définition et de fabrication de la CULASSE PORTE-BOUGIE
pourrait maintenant être envisagée.
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