Tête de machine à découper les tôles

Tête de machine à découper les tôles
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I.Présentation
A. Mise en situation
Avec des technologies évoluant rapidement et des solutions de plus en plus
abordables, la découpe de tôles est un des aspects majeurs du travail de chaudronnerie.
Elle peut-être automatisée ou non.
Figure 1 : quelques machines à découper les tôles
La tôle à travailler est généralement posée sur un support (la table) et une tête,
montée sur un portique et munie d’un système de découpe par énergie (laser, jet d’eau,
oxycoupage, plasma ou mécanique) se déplace en longueur et largeur pour venir découper
la tôle selon un schéma voulu. Les machines de découpe permettent aussi de graver en
réglant l’intensité de la source énergétique.
Figure 2 : exemples de pièces découpées
Le mécanisme étudié (voir plan) est une tête de machine à découper les tôles sur
laquelle viennent se fixer un outil mobile (mouvement de coupe de 1400 coups par
minute) et un outil fixe. La tôle, placée entre ces deux outils, se déplace (mouvement
d’avance) dans un plan perpendiculaire à la figure-3 ci-dessous.
Figure 3
Tête de machine à découper les tôles du 27/05/2011
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B. Analyse externe
1. Situation du système dans son contexte
1. Définir les différents types de découpe (mécanique, laser, plasma, oxycoupage, jet d'eau) et
établir un comparatif entre ces techniques.
2. Présenter le système étudié dans son contexte par un diagramme des inter-acteurs
(diagramme pieuvre).
2. Bilan des puissances
3. Décrire le système étudié par un SADT de niveau A-0. Indiquer les unités des grandeurs
introduites.
4. Décrire les trois étages du système étudié à l'aide de l'outil SADT. Indiquer les unités des
grandeurs introduites.
II.Analyse interne du fonctionnement-Modélisation
A. Lecture de plan
1. Schématisation du mécanisme
5. Dessiner le schéma cinématique de la tête de machine à découper les tôles; utiliser des
couleurs différentes pour chaque ensemble de solides en liaison(s) encastrement (classes
d'équivalence).
6. Quel est le rôle de la pièce (21) ?
Figure 4
Tête de machine à découper les tôles du 27/05/2011
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2. Détermination graphique de la course
Figure 5 : épure du mécanisme dans une position de réglage
La figure-4 propose une épure du mécanisme en coupe AA avec ab=10, bc=207, cd=67,
ce=60, ah=210, et gh=90.
7. Evaluer graphiquement la course du mécanisme dans les trois positions proposées sur le plan.
3. Cinématique graphique
L’arbre moteur (6) est animé d’une vitesse de rotation de 1400 tr/min. La machine est
en position de réglage numérotée 1 sur le plan.
8. Déterminer graphiquement la vitesse de translation de l’arbre porte-outil (5).
9. Proposer une méthode pour évaluer graphiquement l’accélération du porte-outil (5) à l’instant
où il a coupé la tôle.
10. Dénombrer les C.I.R. existants et indiquer où ils se situent.
B. Dimensionnement de roulements
11. Proposer une modélisation de l'arbre d'entrée permettant de calculer les efforts dans les
roulements (12) et (13).
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