Fiche de révision : Introduction à la conception mécanique

📋 Plan du Cours

1. Méthodes et cycle de conception
2. Planification et analyse du projet
3. Benchmark et choix de réalisation
4. Normalisation et réglementation
5. Fournisseurs et bonnes pratiques
6. Formes et composants techniques
7. Procédés de fabrication
8. Procédés d’assemblage
9. CAO et représentations techniques
10. Dimensionnement mécanique

📅 Repères chronologiques

1. 1870Charles Renard calcula que 17 câbles de diamètres normalisés pouvaient remplacer les 425 diamètres utilisés par l'armée et créa les séries de nombres normaux.
2. années 70/80Le dessin industriel réalisé au crayon sur calque a été remplacé par l'outil informatique.
3. 2007REACH est entré en vigueur pour encadrer la restriction, l'évaluation et l'autorisation des produits chimiques.

📖 1. Méthodes et cycle de conception

🔑 Notions clés & Définitions

• Besoin : Le besoin exprime ce que le produit doit apporter au client et constitue le point de départ de la conception.

★ À maîtriser

• 🔄 La boucle de conception suit les étapes suivantes:
  1. Expression du besoin
  2. Rédaction du cahier des charges
  3. Dessin ou CAO et recherche de fournisseurs
  4. Calculs et essais
  5. Validations
  6. Mise en production si le résultat est conforme

Compléments

• Le produit peut être considéré successivement comme:
  • Pensé par le vendeur
  • Spécifié
  • Conçu
  • Fabriqué
  • Installé

💡 Astuce mémo

Besoin → cahier des charges → conception → validation → production

📖 2. Planification et analyse du projet

★ À maîtriser

• Le rétro-planning organise les étapes d'un projet en remontant depuis l'échéance ou le résultat final vers les tâches antérieures.

Compléments

• Les méthodes citées pour la conception sont:
  • SADT
  • SysML
  • Analyse fonctionnelle

📖 3. Benchmark et choix de réalisation

🔑 Notions clés & Définitions

• Benchmarking : Consiste à étudier et analyser les produits d'autres entreprises afin de s'en inspirer et d'en tirer le meilleur.

★ À maîtriser

📌 Le choix « Buy or make » consiste à décider entre sous-traiter une tâche à un fournisseur et la réaliser dans l'entreprise.

📌 Le choix entre sous-traitance et réalisation interne dépend des ressources humaines, matérielles et des savoirs disponibles, ainsi que de la capacité des fournisseurs à respecter le délai et le budget.

Compléments

📌 Lors d'un benchmark, l'utilisation d'internet est possible, mais la propriété intellectuelle doit être respectée.

💡 Astuce mémo

Buy ou make : fournisseur externe contre ressource interne

📖 4. Normalisation et réglementation

★ À maîtriser

• La normalisation réduit le nombre de valeurs possibles pour les dimensions nominales afin de faciliter l'interchangeabilité, la communication entre concepteurs et fabricants, et la réduction des erreurs et des coûts.

• Les principales réglementations environnementales citées sont:

  • RoHS
  • VHU
  • WEEE
  • REACH

Compléments

• La série Ra10 commence par les valeurs 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80 et 100.

• La FEM définit des règles communes pour la conception et l'utilisation des matériels de manutention, notamment les matériels de levage. — Fédération Européenne de la Manutention

💡 Astuce mémo

RoHS, VHU, WEEE, REACH

📖 5. Fournisseurs et bonnes pratiques

★ À maîtriser

• L'expression du besoin doit préciser:

  • La description du besoin
  • La quantité
  • Le délai
  • Le coût

• Une bonne conception doit:

  • Envisager plusieurs solutions
  • Respecter les normes et les principes physiques
  • Privilégier les matériaux et composants standards
  • Utiliser les nombres normaux
  • Communiquer avec la production
  • Suivre un plan de test fondé sur la spécification du besoin

Compléments

• Les catalogues cités sont:
  • IGUS
  • Norelem
  • Emile Maurin
  • Michaud Chailly
  • RadioSpare (RS)

📖 6. Formes et composants techniques

🔑 Notions clés & Définitions

• Boulon : Composé d'une vis et d'un écrou, souvent associés à une rondelle.
• Lamage : Logement cylindrique destiné à fournir une surface d'appui ou à noyer un élément comme une tête de vis à six pans creux.
• Fraisure : Logement ou alésage conique ou tronconique destiné notamment à recevoir la tête d'une vis à tête fraisée.
• Nervure : Forme saillante ou renfort d'épaisseur sensiblement constante qui augmente la résistance ou la rigidité d'une pièce.

★ À maîtriser

📌 Un perçage débouchant traverse la pièce, tandis qu'un perçage borgne ne la traverse pas entièrement.

📌 Un chanfrein relie deux surfaces par une surface oblique et supprime notamment une arête vive, tandis qu'un congé réalise une jonction dans un angle rentrant et qu'un arrondi raccorde un angle sortant ou une arête vive.

Compléments

• Un trou oblong combine une lumière rectangulaire et deux demi-cylindres.

• Une rainure est une entaille destinée à recevoir une autre pièce, tandis que le moletage est un usinage améliorant la manipulation d'une surface.

💡 Astuce mémo

Lamage cylindrique contre fraisure conique

📖 7. Procédés de fabrication

★ À maîtriser

📌 Le moulage et le fittage sont des procédés de fabrication par fusion, le fittage consistant à chauffer de manière contrôlée des matières premières en poudre.

• Le tournage usine une pièce de révolution en combinant une vitesse de coupe communiquée à la pièce et une vitesse d'avance communiquée à l'outil.

• Le fraisage usine une pièce à formes prismatiques en combinant une vitesse de coupe communiquée à l'outil et une vitesse d'avance communiquée à la pièce.

• Le forgeage met en forme un métal ou un matériau malléable par martelage ou pressage, tandis que l'extrusion force une matière comprimée à passer dans une filière.

Compléments

• Les procédés d'enlèvement de matière cités comprennent le perçage ou l'alésage, la taille d'engrenages, le brochage, le mortaisage et la découpe par laser, plasma, jet d'eau, oxycoupage, cisaillage, poinçonnage ou électroérosion.

• L'estampage, le matriçage et l'emboutissage mettent en forme une matière chauffée entre deux matrices pressées, tandis que le pliage déforme à froid avec une matrice en forme de V.

• Le profilage déforme des bandes de métal avec des machines à galets appelées profileuses.

💡 Astuce mémo

Enlever, déformer ou fondre la matière

📖 8. Procédés d’assemblage

★ À maîtriser

• Les assemblages démontables comprennent:
  • Vis
  • Circlips
  • Goupilles
  • Frettage par dilatation thermique

Compléments

• Le rivetage, le sertissage et le clinchage sont des assemblages permanents, le sertissage déformant une ou deux pièces et le clinchage reliant deux tôles par emboutissage réciproque.

💡 Astuce mémo

Démontable contre permanent

📖 9. CAO et représentations techniques

📝 Points essentiels

• Les quatre représentations CAO citées sont:

  • Dessin d'ensemble
  • Dessin de définition
  • Dessin en vue éclatée
  • Dessin en perspective

• La CAO permet de réaliser:

  • Des pièces 3D
  • Des plans 2D
  • Des assemblages
  • Des calculs mécaniques ou cinématiques

💡 Astuce mémo

Ensemble → définition → éclatée → perspective

📖 10. Dimensionnement mécanique

★ À maîtriser

📌 Une pièce doit être dimensionnée pour ses quatre sollicitations de base et pour toutes ses phases de vie, en retenant toujours le cas le plus conservatif.

📐 Formule — Le critère de dimensionnement impose que la résistance soit supérieure à la contrainte calculée multipliée par le coefficient de sécurité : $R > s \times \sigma_{calculée}$.

• Le diagramme résistance-contraintes est une méthode statistique permettant de dimensionner une pièce pour une fiabilité objectif en tenant compte de la dispersion de fabrication et de la dispersion des ambiances.

Compléments

• Pour l'acier présenté, la résistance à la traction Rm vaut 1080 MPa.

• L'essai de traction sert à caractériser le comportement d'un matériau soumis à une traction.

💡 Astuce mémo

Effort → contrainte calculée → comparaison à la résistance

📊 Tableaux de synthèse

Tournage et fraisage

Assemblages démontables et permanents