Leçons de niveau 12

Mécanique pour l'enseignement technique industriel/Mise en position, montage et démontage

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Mise en position, montage et démontage
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Chapitre no 6
Leçon : Mécanique pour l'enseignement technique industriel
Chap. préc. :Surfaces fonctionnelles et liaisons composées
Chap. suiv. :Analyse des mécanismes
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Mécanique pour l'enseignement technique industriel/Mise en position, montage et démontage
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Présentation[modifier | modifier le wikicode]

Le but de ce chapitre est de présenter comment l’on utilise la notion de liaison mécanique vue précédemment pour la mise en position de pièces. la mise en position concerne le placement de pièces à travailler sur machine, ainsi que le montage de machines (assemblage de pièces finies).

Objectif[modifier | modifier le wikicode]

À la fin de la leçon, l'étudiant doit être capable, pour le domaine d'application qui le concerne, de comprendre la manière dont on met les pièces en position.

Savoirs techniques
Connaissances (notions, concepts) Niveau
1 2 3 4
Analyser les surfaces fonctionnelles (mise en position, maintien en position) ×
Mise en position des pièces, des porte-pièces ou des pièces, des outillages de contrôle :
  • modélisation, liaisons mécaniques ;
  • isostatisme / hyperstatisme, surabondance de portées, éléments géométriques, référentiels associés, dispersions de reprise
×
Maintien en position des pièces, porte-pièces ou des pièces, outillages de contrôle
  • conditions de conservation de la mise en position ;
  • condition de déformation minimale des porte-pièces et des pièces
×
Optimisation d’un montage :
  • isostatique ou hyperstatique (surabondance des appuis pour diminuer les déformations avant soudage) ;
  • mise en position (MiP) et maintien en position (MaP) ;
  • accessibilité et dégagement
×

Introduction[modifier | modifier le wikicode]

Une machine est composée de plusieurs pièces. Ces pièces doivent être positionnées de manière précise pour que la machine fonctionne correctement.

Pour donner une forme précise à une pièce, on part d'un brut — tôle, barre, tube — et soit on enlève de la matière — découpage, usinage —, soit on la déforme — pliage, emboutissage. La précision de l'exécution des opérations dépend de la précision de la mise en place de la pièce sur les différentes machines.

Dans les deux cas, cette mise en position, ou MiP, consiste à supprimer les degrés de liberté entre la pièce et la machine ; on réalise une liaison encastrement par composition. Le maintien en position, ou MaP, se fait en général par serrage, une fois la MiP effectuée. Dans certains cas, on laisse des degrés de liberté à la mise en position, ceux-ci sont alors supprimé par le serrage.

Dans les dessins qui suivent, le bâti de la machine est symbolisé par un signe de masse Chassis Ground.svg ; cela évite d’avoir à représenter toute la machine.

Éléments de base[modifier | modifier le wikicode]

Nature des appuis[modifier | modifier le wikicode]

On distingue deux situations :

  • soit les pièces sont faites de manière précise (elles ont une géométrie bien définie) ;
  • soit au contraire elles présentent des irrégularités par rapport au modèle idéal.

Si une pièce est irrégulière, il faut alors que les contacts soient réduits au minimum. On utilise pour cela des liaisons sphère-plan combinées, ou des liaisons linéaires rectilignes. Par contre, lors du serrage, les efforts seront concentrés sur de petites surfaces, ce qui risque de marquer la pièce.

Si une pièce est réalisée de manière précise, alors on peut utiliser des grandes surfaces de contact. Cela permet de répartir les efforts de serrage et donc d’éviter de marquer la pièce.

Composition des appuis[modifier | modifier le wikicode]

Mise en position d'un couteau avec une équerre à épaulement

Imaginons que l’on veuille dresser la table de manière précise, afin que les couverts soient bien disposés, comme dans les grands restaurants. On commence par poser le couteau sur la table ; cela définit son altitude (position en z) ainsi que son « assiette » (dans le sens de « manière de s'asseoir »), c'est-à-dire posé sur le côté. On supprime 3 degrés de liberté (DL) : TZ, RX, RY. C'est une liaison appui plan. Puis, on utilise une équerre afin qu’il soit bien espacé du couteau de la place voisine, et bien perpendiculaire au bord de la table. On supprime 2 DL, TY et RZ. Enfin, avec une marque (trait de scie) sur l'équerre, on ajuste sa distance par rapport au bord de la table. On supprime le dernier DL, TX, on a une liaison sphère-plan (butée).

Il s'agit là d'une liaison provisoire — les couverts sont destinés à être pris par les convives — voire virtuelle pour la liaison sphère-plan (on se positionne contre le trait, mais rien ne vient en obstacle). Par ailleurs, la table doit rester lisse pour que l’on puisse poser d'autres choses dessus, pour des raisons esthétiques, et pour que l’on n'ait pas mal en posant les mains dessus. La mise en position prend donc du temps.

Positionnement assuré par des obstacles : table, épaulement, butée, ou système « plan-trait-point », ou encore « appui-orientation-butée »
Le même positionnement assuré par composition de liaisons ponctuelles (butées) : l'appui se fait sur le minimum de matière

Sur une machine de production, ou pour une pièce à l'intérieur d'un appareil, on n'a pas ces problèmes ; on peut donc mettre « en fixe » les équerres et le trait de scie, par exemple sous la forme d'un épaulement et d'une butée. Cela permet une mise en position rapide et reproductible (on évite l'erreur humaine).

Si les surfaces de la pièces sont imparfaites, « brutes », on s'appuie sur un minimum de matière, on n'utilise que des butées. Il en faut six : trois sur le plan, deux sur le côté (remplacement de l'épaulement), et la butée finale.

Nature du maintien en position[modifier | modifier le wikicode]

On distingue deux situations :

  • la liaison doit être démontable ;
  • la liaison est permanente.

Dans le cas d'une liaison démontable, le MaP se fait par serrage. Pour éviter de marquer la pièce, le serrage se fait sur la surface ayant la plus grande aire, afin de répartir les efforts. Par contre, si la surface d'appui est irrégulière (par exemple une surface brute, non usinée), on serre au contraire sur une surface minimale afin d’être moins sensible aux défauts.

Si la liaison doit durer « longtemps », on utilise souvent un serrage par vis : vissage dans un trou taraudé ou boulon (ensemble vis + écrou). Si la liaison est provisoire, par exemple le temps d'effectuer une opération, on utilise souvent un système de montage-démontage rapide : levier, came, vérin.

Si l’on n'a pas besoin de démonter la liaison, on utilise plutôt un rivetage, montage en force, un collage, un brasage ou un soudage. On a alors une liaison permanente. Le démontage s'accompagne d'une dégradation d'une ou plusieurs pièces (notons que l’on peut tout de même extraire sans l'abimer un roulement monté en force).

Isostatisme[modifier | modifier le wikicode]

Liaisons isostatiques (haut) et hyperstatiques (bas)

Lorsque l’on veut mettre en position deux pièces l'une par rapport à l'autre, il faut supprimer des degrés de liberté ; il faut contraindre le système. Mais si l’on veut que la mise en position soit précise, il faut mettre juste les contraintes nécessaires.

Une table à trois pieds est toujours stable, alors qu'une table à quatre pieds peut être bancale (en raison des défauts des pieds et du sol). Donc, pour réaliser une liaison appui plan avec le minimum de contacts, il faut associer trois butées (liaison sphère-plan) et pas une de plus.

En géométrie, par trois points non alignés, il passe un seul et unique plan.

La liaison appui plan est fondamentale pour la mise en position : elle assure l'assiette

Si l’on veut réaliser une liaison linéaire rectiligne avec des butées (liaisons sphère-plan, schéma de gauche), il faut mettre deux butées ; si l’on en met trois, on a alors une indétermination, puisque la géométrie des pièces est imparfaite.

En géométrie, par deux points, il passe une seule et unique droite.

Cela permet de fixer l'orientation de la pièce sur le plan, on parle de « droite d'orientation ».

Si l’on veut réaliser une liaison glissière (schéma de droite), il faut associer une liaison appui plan et une liaison linéaire rectiligne. Si l’on associe deux liaison appui plan, on a une indétermination.

Cette indétermination peut induire une erreur de positionnement, et si l’on force les pièces pour le maintien en position, cela peut créer une déformation des pièces.


Image logo représentative de la faculté Voir les exercices sur : Isostatisme.



Mise en position sur la cisaille guillotine[modifier | modifier le wikicode]

Mise en position sur une cisaille guillotine pour l'affranchissement ;
  • haut : création d'un bord droit (en appui sur la règle arrière) ;
  • bas : création d'un bord perpendiculaire au premier (bord droit en appui sur la règle latérale).

Prenons l'exemple du découpage d'une tôle par une cisaille guillotine. La machine est composée :

  • d'une table horizontale ;
  • d'une règle arrière mobile, guidée par une liaison glissière et actionnée par une vis sans fin (liaison hélicoïdale) ;
  • d'une règle latérale, fixée sur la table, et perpendiculaire à la règle arrière ;
  • d'une traverse mobile, appelée vérin presse-tôle, permettant de presser la tôle contre la table pour la maintenir ;
  • d'une cisaille parallèle à la règle arrière.

On part d'une tôle brute un peu plus grande que les dimensions finales. On n’est pas sûr que les bords de la tôle soient bien droits ; on commence donc par créer un premier bord droit en enlevant une petite bande, c’est l'affranchissement. Pour cela, on pose la tôle sur la table — liaison appui plan, qui supprime trois degrés de liberté —, puis on met un grand côté de la tôle en appui sur la règle arrière — liaison linéaire rectiligne, qui supprime deux degrés de liberté. La tôle peut encore coulisser vers la gauche et vers la droite (1 degré de liberté restant), mais cela n'a pour l'instant aucune importance ; on a créé ici une liaison glissière entre la tôle et le bâti (système appui-orientation sans butée). Un vérin presse-tôle vient appuyer la tôle sur la table pour la maintenir (MaP), puis la cisaille vient couper la tôle.

Ensuite, on tourne la tôle d'un quart de tour. Le bord droit est mis en appui sur la règle latérale — liaison linéaire rectiligne —, et enfin la tôle est mise en butée contre la règle arrière — liaison ponctuelle. On a cette fois-ci supprimé les 6 degrés de liberté (-3 pour la liaison appui plan, -2 pour la liaison linéaire rectiligne, -1 pour la liaison sphère-plan), on a donc une liaison encastrement (système appui-orientation-butée).

Il est important de bien s'aligner sur la règle latérale et de juste venir en butée contre la règle du fond, sinon, on prend comme référence un bord dont on n’est pas sûr qu’il est droit. On peut voir cela comme une liaison avec jeu : la zone théorique de contact est une ligne, mais en raison du jeu, on n'a qu'un point de contact.

Mise en position sur la presse plieuse[modifier | modifier le wikicode]

Mise en position sur une presse plieuse


Fonctionnement d'une presse plieuse ; cliquer pour voir l'animation

Pour plier une tôle, on utilise une presse plieuse. La tôle est posée sur le vé qui assure l'appui plan (- 3 DL) ; deux butées arrière assurent un appui linéaire (composé de deux liaisons sphère-plan, -2 DL). La position gauche/droite n’est pas bloquée, ce qui n’est pas gênant pour l’utilisation de la machine ; on a donc créé une liaison glissière, qui assure la mise en position (MiP).

Dans un premier temps, le couteau, ou contre-vé, vient se mettre en contact avec la tôle ce qui assure son maintien en position (MaP). L'opérateur peut alors dégager ses mains et faire descendre le contre-vé pour réaliser le pliage.

Mise en position sur la fraiseuse[modifier | modifier le wikicode]

Mise en position dans l'étau d'une fraiseuse
Mise en position dans l'étau d'une fraiseuse, le mors mobile s'appuyant sur une surface usinée
Mise en position dans l'étau d'une fraiseuse, le mors mobile s'appuyant sur une surface brute

Pour usiner une pièce prismatique (à faces planes), on utilise une fraiseuse. On part d'un brut parallélépipédique (en forme de brique). Les premières étapes consistent à dresser des faces afin de s'assurer qu’elles sont planes et perpendiculaires entre elles. La pièce est serrée dans un étau ; cela rend délicat la précision du positionnement.

On commence par usiner une face (c'est-à-dire une grande face, figure du haut) :

  • on prend comme référence le fond de l'étau, et l’on pose des cales étalon afin de régler la position de la pièce ; on assure ainsi un appui plan (-3DL) sous la forme de deux liaisons linéaires rectilignes ; pour avoir un serrage plus efficace, on ne laisse dépasser que le minimum de la pièce ;
  • on met la pièce en butée contre le mors fixe ; si les surfaces étaient parfaites, on n'aurait une liaison appui plan, mais on ne la considère que comme une liaison linéaire rectiligne (- 2DL) ;
  • on serre l'étau, puis on s'assure que les cales sont bien coincées ; si ce n’est pas le cas, on frappe la pièce avec un maillet.

La MiP réalise ici une liaison glissière (il reste 1 DL) ; pour l'usinage de cette face, la position le long de l'étau importe peu.

Puis, on usine un chant (c'est-à-dire une face longue mais de faible hauteur, figure du bas) :

  • on prend comme référence le mors fixe de l'étau ; la face dressée est posée contre ce mors (liaison appui plan, -3 DL) ;
  • la pièce est posée sur une cale (liaison linéaire rectiligne, - 2 DL) ; on met deux cales, mais il suffit qu'une seule soit en contact (voir ci-après) ;
  • le serrage se fait par l'intermédiaire d'un rondin ; en ajustant la position du rondin, on fait pivoter la pièce, on s'assure ainsi que l'appui plan est bien contre le mors fixe, et que les cales n'assurent qu'une liaison linéaire rectiligne ; il suffit qu'une des deux cales soit coincée, l'autre peut être libre ; chaque fois que l’on sert sur une surface brute, on utilise un rondin.

Dans ce cas-là également, on crée une liaison glissière composée d'une liaison appui plan et d'une liaison linéaire rectiligne.

On peut placer une butée sur un bout afin de réaliser une liaison encastrement à la MiP (suppression du dernier DL).

Mise en position d'un cylindre dans un vé

Lorsque l’on veut fraiser un cylindre, on utilise un vé. Le vé est mis en position de manière classique : il est en appui plan sur le mors fixe de l'étau, et est orienté par une cale. Le cylindre est placé dans le vé ; les plans du vé sont en contact linéaire rectiligne avec le cylindre, l'association des deux liaisons crée une liaison pivot glissant dont l'axe est imposé par le vé. Le cylindre est en butée sur une cale, ce qui crée au final une liaison pivot.

Mise en position sur le tour[modifier | modifier le wikicode]

Mandrin à trois mors durs
Pièce prise dans les mors durs

En tournage, on part — en général — d'un brut cylindrique plein. Les premières opérations se font donc en maintenant la pièce serrée par l'extérieur dans des mors dits « durs ». On a en général trois mors. Cela permet d'effectuer les premières opérations. On met une butée de broche afin que la pièce soit engagée de la bonne longueur entre les mors ; on peut éventuellement utiliser une butée du côté extérieur, par exemple utiliser une jauge de profondeur.

Cette prise avec les mors durs se fait sur le minimum de matière, et permet donc de s'adapter aux défauts de la surface brute.

Mise en position sur le tour :
– haut : serrage entre mors durs pour créer les premières surfaces de référence ;
– milieu : serrage entre mors doux, usinés au diamètre exacte de la surface de référence ;
– bas : montage spécifique permettant d'assurer un concentricité entre l'alésage et la surface extérieure

Lorsque l’on a usiné la surface extérieure (chariotage), on peut se servir de cette surface comme surface de référence. On effectue alors un serrage dans des mors usinés exactement au diamètre extérieur, dits « mors doux ». Cette prise se fait sur avec une grande surface de contact ; la force est bien répartie, ce qui réduit le risque de marquer la pièce. Le « fond » des mors doux est usiné afin de servir de butée.

Pour l'usinage final, on peut utiliser un montage spécial permettant d'assurer des tolérances géométriques serrées. Dans l'exemple ci-contre, lors de la deuxième opération, on crée une surface droite et un alésage[1] avec le montage entre mors doux ; pour l'étape suivante, le montage spécial utilise la surface droite comme appui et l'alésage pour le centrage de la pièce. Cette méthode de maintien permet d’avoir une surface extérieure parfaitement perpendiculaire à la surface droite et parfaitement concentrique à l'alésage ; par ailleurs, la prise se faisant par l'intérieur, on peut usiner la surface extérieur en une seule passe, ce qui assure sa régularité.

Liaisons cinématiques de la mise en position : les trois montages sont équivalents à une liaison pivot

Pour la première opération, le contact mors dur/brut peut être assimilé à une liaison linéaire rectiligne, l'association des trois liaison parallèle forme une liaison pivot glissant appelée « centrage long ». La butée est une liaison sphère-plan qui supprime la translation selon l'axe, on a donc une liaison pivot. L'orientation de la pièce n'est donc pas entièrement déterminée, mais cela n'a pas d'importance puisqu’il s'agit de créer une pièce à symétrie de révolution. Le serrage des mors assure le maintien en position.

Pour la deuxième opération, les liaisons mors doux/pièce sont des liaisons pivot glissant, puisque la surface est une portion de cylindre. Les mors doux étant usinés sur la même machine et en même temps, on peut considérer qu’il s'agit d'une seule surface cylindrique ; c’est un centrage long. On a comme précédemment une butée, donc au final une liaison pivot. Bien que la surface de contact au fond des mors soit un plan, on la considère comme une liaison sphère-plan ; en effet, on ne vient pas plaquer la pièce contre ce plan, on vient juste la mettre en butée, le plan ne détermine pas l'orientation de la pièce mais juste la profondeur engagée dans les mors. Le serrage des mors assure le maintien en position.

Pour la troisième opération, on a l'association d'une liaison appui plan et d'un centrage court, c'est-à-dire une liaison linéaire annulaire ; cela constitue une liaison pivot. Le maintien en position est assuré par un serrage (rondelle + écrou).

Montage et démontage d'une machine[modifier | modifier le wikicode]

Un mécanisme est composé de plusieurs pièces. Si l’on veut que le fonctionnement soit précis, le placement des pièces les unes par rapport aux autre doit l'être également. La mise en position des pièces par rapport au bâti répond aux mêmes exigences que précédemment. Le cas le plus typique est celui de la liaison encastrement démontable (ou liaison complète démontable).

Assemblages vissés et assimilés[modifier | modifier le wikicode]

raccord vissé
Un raccord vissé, démonté (gauche) et monté (milieu), et sa modélisation cinématique (droite)

Prenons l'exemple d'un raccord de tuyaux vissés, comme les raccords à gros filet ronds (GFR) ou les raccords à griffe (dont les raccords Storz, raccords express, raccords Geka). Les deux demi-raccords sont en liaison hélicoïdale, ce qui laisse un degré de liberté ; celui-ci est supprimé par la butée, lorsque le raccord est en fin de course.

On a une liaison complète démontable.

Fraisurages de trous, facilitant le montage (guidage) ou bien pouvant recevoir une tête de vis
Un raccord vissé avec tête fraisée, démonté (gauche) et monté (milieu), et sa modélisation cinématique (droite)

Dans le cas d'une vis à tête fraisée dans un trou taraudé fraisuré, on a une liaison hélicoïdale associée à une liaison pivot (contact conique tête/fraisurage) lorsque la vis est à fond.

Montage d'un pignon sur un arbre claveté[modifier | modifier le wikicode]

Liaison complète démontable : cas d'une roue dentée sur un arbre claveté

Considérons maintenant le montage d'une roue dentée sur un arbre ; la roue et l'arbre sont solidaires, forment un sous-ensemble indéformable.

On peut voir cela de deux manières. Pour le concepteur : le centrage long (contact cylindre-cylindre) forme une liaison pivot glissant, mais l'épaulement dans l'arbre vient bloquer la translation, on a donc une liaison pivot. La clavette joue le rôle de butée et empêche la rotation ; on a supprimé tous les degrés de liberté, la liaison est bien un encastrement.

Pour le monteur : la roue vient coulisser sur l'arbre claveté, qui forme une liaison glissière. La roue vient en butée contre l'épaulement. On a bien bloqué tous les degrés de liberté.

Les deux visions sont équivalentes, le premier pense à la fonction qu'assure chaque surface, le second à la manière dont on monte et démonte l'ensemble. Si l’on décompose totalement la liaison, on a un centrage long (liaison pivot glissant) et deux liaisons sphère-plan (appui sur l'épaulement et sur la clavette).

Le maintien en position se fait par un écrou frein (par exemple écrou à encoches) : il n'y a pas de risque de desserrage lors de la rotation de l'arbre.

Ceci est un modèle simplifié qui permet de comprendre le principe du montage, mais la réalité est en fait plus complexe à modéliser, notamment lors du serrage.

Montage du flasque sur un corps de pompe à engrenages externes[modifier | modifier le wikicode]

Principe de la pompe à engrenages

Une pompe à engrenages externes est une pompe à huile de conception simple qui permet d'atteindre des pression jusqu'à 250 bar pour une cylindrée de 50 à 100 cm3, et une vitesse de rotation jusqu'à 5 000 tr/min. Elles peuvent être utilisées pour alimenter des vérins.

Le fonctionnement est simple : lors de la rotation des engrenages :

  • du côté où les dents se dégagent, l'espace entre les dents augmente ce produit l'aspiration de l'huile (côté gauche du dessin) ;
  • l'huile aspirée est entraînée par les dents sur le pourtour ;
  • lorsque les dents s'engrènent (côté droit du dessin), l'espace entre les dents se réduit ce qui produits l'éjection de l'huile (refoulement).
Éclaté d'une pompe de marque NAPCO ; cliquer pour agrandir

Le bâti de la pompe (en bleu sur le dessin ci-contre) est constitué d'un corps (partie centrale) et de deux flasques (parties gauche et droite). Les arbres sur lesquels sont montés les pignons sont maintenus par les flasques ; le positionnement des flasques par rapport au corps assure donc le positionnement des pignons, c'est-à-dire le bon fonctionnement de la pompe. Le maintien en position permet de contenir le fluide sous pression.

Surfaces de contact entre un flasque et le corps

Trois surfaces de contact interviennent dans la mise en position :

  • les surfaces fraisées, en jaune, assurent une liaison appui plan ; cela détermine l'assiette (dans le sens : assise) du flasque sur le corps ; on a assuré la mise en position axiale (par rapport à l'axe des pignons) ;
  • le premier pion de positionnement (par exemple le vert) supprime les translations du flasque par rapport au corps ; cela assure la mise en position radiale (le flasque ne peut plus se déplacer radialement par rapport aux axes) ;
  • le deuxième pion (par exemple le bleu) assure la mise en position angulaire : la position du flasque est maintenant entièrement déterminée par rapport au corps.

On a donc une liaison complète. Les deux pions sont identiques.

Centreur et centreur dégagé
Schéma cinématique de la solution réelle (gauche, avec des pions de positionnement) et la solution idéale (droite, avec un centreur et un centreur dégagé)
Maquette pédagogique montrant l'association d'un appui plan, d'un centrage court et d'un centreur dégagé
Plan de la maquette

Si l’on analyse les surfaces de contact, les pions ont une surface de contact cylindrique, on a donc deux liaisons pivot glissant. Ceci impose une conception et une réalisation soignées : l'assiette du flasque est imposée à la fois par l'appui plan et par chacun des deux pions ; si l'axe des pions n’est pas parfaitement perpendiculaire au plan d'appui, et si les positions des perçages recevant les pions ne sont pas parfaitement exécutées sur les deux pièces, on obtient un système impossible à monter. Pour éviter ce problème, il faudrait utiliser des centreurs dégagés :

  • un centreur n'ayant qu'un contact circulaire avec le trou correspondant (cimblot), assurant une liaison linéaire annulaire ;
  • un centreur dégagé (locating), en forme de lame de tournevis plat, assurant deux contacts ponctuels.
Ordre de serrage pour le maintien en position ; cliquer pour agrandir.

Pour le maintien en position, les vis sont réparties régulièrement pour assurer un serrage uniforme. Le serrage doit se faire en croix (on serre en alternance les vis opposées) et à la clef dynamométrique. On commence par serrer les vis au centre du grand côté, et on termine par les extrémités. Ceci permet d'assurer ne bonne étanchéité sans détériorer le joint par écrasement.

Hyperstatisme[modifier | modifier le wikicode]

L'hyperstatisme est parfois nécessaire, pour avoir un système plus solide. Il faut alors avoir des pièces réalisées de manière très précise ou bien avoir des systèmes réglables, pour éviter ces problèmes.

Reprenons l'exemple du montage de la roue dentée. Lorsque l’on serre l'écrou, on plaque la roue contre l'épaulement. L'orientation de la roue n'est alors plus imposé par le centrage long — rappelons qu’il y a un jeu pour permettre le montage — mais par l'épaulement. Si le plan de l'épaulement n’est pas parfaitement perpendiculaire à l'axe du centrage long, le jeu de montage n'est plus suffisant et l’on déforme la roue dentée ou l'axe. À cela, il faut rajouter l'orientation de la clavette : le jeu entre la clavette et le logement doit être minimal pour éviter les chocs lors de la mise en rotation, l'axe de l'oblong doit être parfaitement parallèle à l'axe de l'arbre.

Les qualificatifs parfaitement signifient en fait avec une tolérance géométrique serrée ; respectivement tolérance de perpendicularité et tolérance de parallélisme.

Dans le cas du montage flasque sur le corps de pompe, la solution avec les pions cylindriques est hyperstatique : elle impose une perpendicularité et un positionnement parfaits pour les perçages recevant les pions. La solution avec des centreurs est elle isostatique : elle tolère mieux les défauts de fabrication.

Dans le cas d'un montage vissé, la solution avec tête fraisée est hyperstatique : l'orientation de l'axe de la vis est imposée à la fois par la liaison hélicoïdale (axe du trou taraudé) et par la liaison pivot (axe du tronc de cône).

Bilan[modifier | modifier le wikicode]

Une mise en position (MiP) précise se fait en respectant l'isostatisme. La liaison complète isostatique se fait en associant

  • une liaison appui plan, une liaison linéaire rectiligne et une liaison sphère-plan (appui-orientation-butée), ou bien
  • une liaison appui plan, une liaison linéaire annulaire et une liaison sphère-plan (appui-centrage court-butée) ;
  • une liaison pivot-glissant et deux liaisons sphère-plan (centrage long-butées) ;
  • une liaison hélicoïdale et une liaison sphère-plan (vis-butée).

Pour les pièces de révolution, on se contente d'une liaison pivot ; elle peut se faire en associant :

  • une liaison pivot glissant et une liaison sphère-plan (centrage long-butée) ;
  • une liaison appui plan et une liaison linéaire annulaire (appui-centrage court).

On peut réaliser une liaison complète en ajoutant une liaison sphère-plan (butée) pour bloquer la dernière rotation.

Sur une surface irrégulière, on utilise un contact sur le minimum de matière :

  • trois appuis ponctuels pour une liaison sphère-plan ;
  • deux appuis ponctuels pour une liaison linéaire rectiligne ;
  • trois appuis linéaires pour un centrage long (liaison pivot glissant).

Les appuis sont le plus éloigné possible pour diminuer les défauts de positionnement.

Sur une surface usinée, on utilise un contact sur le maximum de matière afin de répartir la charge et éviter de marquer la matière.

Le maintien en position (MaP) se fait par serrage, de préférence en pressant contre l'appui le plus large (appui plan ou centrage long).

Note pour les enseignants[modifier | modifier le wikicode]

Ce chapitre se présente dans l'idéal à l'atelier, sous forme de démonstrations pratiques ou bien de travaux pratiques (voir par exemple le TP Le montage d’une liaison complète entre le flasque et le corps d’une pompe du lycée Victor Duruy à Bagnères-de-Bigorre, France).

Diplômes français[modifier | modifier le wikicode]

Unités des diplômes français concernées par ce chapitre :

  • bac pro EDPI : S5.1.1 : Les liaisons mécaniques ;
  • bac pro TU : S3.2 : Agencement et gestion des portes-pièce ou outillages de contrôle : tendances et évolutions (standardisation, modularisation, …) ;
  • bac pro MEI : S1.1.1.2 : Analyse structurelle et solutions constitutives ;
  • bac pro ROC-SM : S5.1 : Isostatisme ;
  • bac pro TCI : S4.4 Montages d'assemblage.
Note

Le niveau visé dans les référentiels français est le niveau 3 ; les éléments complémentaires seront apportés par les enseignements d'atelier et de technologie.

Notes[modifier | modifier le wikicode]

  1. alésage : trou dont la forme est parfaitement maîtrisée (les tolérances sont très serrées)