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LICENCE 3 SPI
BEKCHEVA Marija
CLEMENT Vincent
Conception d’une perforatrice
sous Catia V5
Novembre 2012
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SOMMAIRE
1. INTRODUCTION…………………………………………………………………… 3
2. ANALYSE ET PRÉSENTATION DE LA PERFORATRICE………………..4
3. LA GAMME DE FABRICATION………………………………………………….5
4. LA GAMME DE MONTAGE ET L’ASSEMBLAGE…………………………….9
5. CONCLUSION…………………………………………………………………….…11
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1. INTRODUCTION
Notre société ULPER, qui fabrique des machines de découpe pour l’industrie papetière, a décidé de
proposer des articles pour le grand public. Au cours de ces trois semaines, notre groupe a travaillé sur la
conception d’une nouvelle perforatrice. Nous avons utilisé le logiciel Catia V5 dans le but de concevoir les
différentes pièces, d’assembler les différents éléments afin de réaliser la perforatrice et de l’animer.
Tout au long de notre projet, M.Cocheteux était chargé de répondre à nos questions. Il nous a ainsi
prodigué quelques conseils tout en nous laissant l’autonomie nécessaire à la réalisation d’un tel projet.
Objectifs :
‐ Concevoir à l’aide du logiciel Catia V5 une perforatrice qui permet de perforer un trou
- La perforatrice doit permettre un positionnement de qualité et répétitif, et permettre de percer jusqu’à 10
feuilles (épaisseur de 0,1 mm ‐ contrainte de cisaillement : 0,6 GPa).
CONTRAINTES ET CONDITIONS D’UTILISATION ET DE FABRICATION
Milieu humain
•Les poignées devront être antidérapantes.
•Utilisable par des personnes de 5 ans et +.
Milieu technique
• Efficace avec des matériaux mous d’une épaisseur maximum de 1 mm, tels que
le carton, le papier, le cuir.
• Percer le trou Ø 5 jusqu’à 10 mm du bord de la feuille.
• Recueillir les rondelles et laisser voir si le contenant à rondelles est plein.
Milieu physique
• Résistant à l’oxydation.
Milieu industriel
• Pouvoir le produire avec l’équipement de la société.
Milieu économique
• Coût de revient inférieur à 10€.
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2. ANALYSE ET PRÉSENTATION DE LA PERFORATRICE
Calcul pour avoir effort sur le poinçon = 3 fois l’effort sur la poignée (approximativement)
On a utilisé un levier (un manche) pour faciliter le travail de l’utilisateur. Un levier est, de façon générale, un
corps rigide susceptible de tourner autour d’un axe, et soumis au moins à
deux forces qu’on appelle la « force motrice » et la « résistance ». Il y a avantage mécanique lorsque la
force motrice nécessaire est inférieure à la force résistante. On l’exprime par un nombre provenant du
rapport entre la force motrice et la force résistante. Si je force trois fois moins que la valeur de la force
résistante, on a un avantage mécanique de trois.
C main= F main x d1
C poinçon = F poinçon x d2
où d1 et d2 sont les distances de l’axe de pivotement aux points d’application des forces. On doit donc
considérer à la fois les forces et leurs distances à l’axe de pivotement.
Il faut que :
F poinçon = 3x F main => d1 = 3x d2
Pour notre perforatrice, on a pris d2 ≈ 75 mm et d1 = 3x d2 ≈ 225 mm.
Fonctionnement :
Une action sur le levier (le manche) permet de faire descendre le poinçon qui va perforer les feuilles .Le
retour en position initiale se fera grâce au ressort.
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3. LA GAMME DE FABRICATION
Toutes les vis et tous les écrous qui n’apparaissent pas dans la gamme de fabrication, sont achetés au
préalable.
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Support
-Moulage (inclus congé arête + rail
tiroir)
-Ponçage ou
Surfaçage des
plans (1, 2) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
-Perçage (3) des 3
trous Ø 8
Taraudage des 3
trous Ø8 pas1
-Perçage (4) trou
Ø6
-Moule
-Ponceuse
ou papier de verre
-Foret Ø8
taraud Ø8
pas1
-Foret Ø6
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Tiroir
-Moulage
-Ponçage ou
Surfaçage des plans (1, 2, 3 de
chaque côté) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
Moule
Ponceuse
ou papier de verre
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Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Corps
-Moulage de la
pièce
-Sciage des 8
chanfreins (1)
-Perçage des 3
trous Ø 9 (2)
-Perçage des 5
trous Ø8 (3)
-Perçage des 4 trous Ø5 (4)
Taraudage des 4
trous Ø5 pas 1
-Perçage trou Ø6
(5)
Moule
Foret Ø9
Foret Ø8
Foret Ø6
Foret Ø5
taraud Ø5
pas1
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Guide-
poinçon
-Moulage de la pièce
(inclus congés
d'arêtes + trou central)
-Perçage des 4
trous Ø5
(1) -Perçage des 4
trous Ø6 (2)
-Moule
-Foret Ø5
-Foret Ø6
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Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Manche
-Moulage (congé
arête + Poche
centrale) -Perçage trou Ø8
(1) -Perçage trouØ10
(2) (non
débouchant) Taraudage de trou
Ø10 pas 1
-Ponçage ou Surfaçage des
plans (3) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
-Moule
-Foret Ø8
-Foret Ø10
taraud Ø10
pas1
-Ponceuse
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Bague
-Moulage
-Ponçage ou Surfaçage des
plans (1) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
-Moule
-Ponceuse ou papier
de verre
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Poinçon
Moulage
Ponçage ou Surfaçage des
plans (1) (but
enlever les
défauts de planéités dû au
moulage)
-Moule
-Ponceuse ou papier
de verre
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Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Poignée
Moulage :
-Ponçage ou Surfaçage des
plans (1) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
-Filetage de la
surface pas de 1
(2)
-Moule
-Ponceuse ou papier
de verre
-Filet
Nom de
la pièce
Photo, dessin Procédés Outils et
matériels
Vis
Moulage :
-Ponçage ou
Surfaçage des
plans (1) (but
enlever les défauts de
planéités dû au
moulage)
-Filetage de la
surface pas de 1
(2)
-Moule
-Ponceuse
ou papier
de verre
-Filet
Remarques:
Avec les différents processus de fabrication, on a créé les surfaces planes et/ou les surfaces
cylindriques nécessaires sur les pièces afin de pouvoir faire l’assemblage entre elles.
La poignée est suffisamment longue pour permettre à tous les doigts d’appuyer sur la poignée et de
permettre une bonne poigne. La forme arrondie de la poignée offre un certain confort lorsqu’on la
presse.
La forme cylindrique du poinçon est nécessaire pour qu’elle perfore des trous.
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4. LA GAMME DE MONTAGE ET L’ASSEMBLAGE
La gamme de montage de la perforatrice est décrite par le graphe suivant :
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Réalisation de l’assemblage sous Catia V5
Pour réaliser l’assemblage, nous avons utilisé des contraintes qui créent des relations géométriques
entre les différentes pièces. Avec les contraintes, on a défini les liaisons ou les mouvements autorisés pour
chaque pièce.
LES LIAISONS CINEMATIQUES
Pour simplifier, on a créé des classes d'équivalence de la perforatrice (Deux pièces en contacts pendant
le fonctionnement du mécanisme appartiennent à une même classe d'équivalence si la relation "pas de
mouvements relatifs" entre ces deux pièces est vérifiée.)
A= {1, 3, 4, 5, 6, 8, 9}
B= {7, 14}
C= {11, 12, 13}
D= {10}
F= {2}
Entre A et B : Liaison pivot
Entre A et C : Liaison glissant
Entre B et D : Liaison glissière
Entre C et D : Liaison pivot
Entre A et F : Liaison glissière
LES CONTRAINTES
Contrainte fixe : Pour fixer le support afin de l'utiliser comme une base de l'assemblage.
Contrainte de coïncidence :
-entre les axes des perçages du support, du corps, du manche et des vis (des écrous) ;
-entre l’axe de la poignée et l’axe du perçage de la manche ;
-l’axe du poinçon et l’axe du trou du guide-poinçon…etc.
Contrainte de contact surfacique (plan/plan ou cylindre/cylindre) pour positionner deux surfaces en
vis-à-vis et collées.
Par ex : Pour réaliser une liaison pivot glissant, on a créé une contrainte de coïncidence entre 2 axes. Après
pour réaliser une liaison pivot, on a rajouté une contrainte de contact surfacique (plan/plan ou
cylindre/cylindre)
Remarque: Nous avons été contraint de mettre une contrainte de distance pour que la vis se déplace dans le
manche car Catia ne nous permettait pas de mettre une contrainte de contact. De plus nous avons dû créer un
trou pour fixer le poinçon à la bague.
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5. CONCLUSION
Nous avons remarqué que la conception des pièces a été une partie importante de notre projet. Cela
s’explique par le fait qu’il a fallu étudier chaque pièce, mesurer ses dimensions avant de commencer
l’esquisse.
Par la suite, l’assemblage a également demandé un investissement personnel et temporel. En effet,
nous avons été amenés, dans certains cas, à modifier les pièces précédemment réalisées afin d’ajuster les
cotations pour obtenir un assemblage parfait des pièces de notre perforatrice.
Ce projet nous a permis d'enrichir nos connaissances en modélisation sous Catia, d'améliorer notre
gestion de projet et de consolider nos bases en ce qui concerne la rédaction d’un dossier.
Le travail d'équipe a particulièrement été enrichissant. Nous n'avons pas rencontré de problème
majeur lié à la modélisation mais plutôt des petits problèmes successifs. L'avantage d'être en groupe est de
pouvoir partager les idées et solutions de chacun.
Perspectives pour la poursuite de ce projet
Il serait peut-être intéressant pour les futurs projets de la société ULPER d’enrichir l’analyse de la
perforatrice qui pourra faire plusieurs trous sur la feuille en même temps.
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