QCM : Procédés de fabrication par usinage — 25 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle définition décrit correctement l’usinage ?

Un traitement de surface destiné à modifier la dureté du matériau
Une opération de contrôle destinée à vérifier la conformité dimensionnelle de la pièce
Un procédé d’enlèvement de matière visant à respecter les exigences du dessin de définition
Une méthode d’assemblage destinée à réunir plusieurs composants mécaniques

Un procédé d’enlèvement de matière visant à respecter les exigences du dessin de définition

Explication

L’usinage enlève de la matière à partir d’un brut pour obtenir les surfaces, formes, positions relatives et l’état de surface prévus. Le contrôle intervient ensuite pour vérifier la conformité de la pièce, mais il ne constitue pas une opération d’usinage.

2. Quel enchaînement relie correctement le cahier des charges à la vérification de la pièce fabriquée ?

Cahier des charges, contrôle, dessin de définition, mise en œuvre en atelier, gamme de fabrication
Cahier des charges, dessin de définition, gamme de fabrication, mise en œuvre en atelier, contrôle
Dessin de définition, cahier des charges, contrôle, gamme de fabrication, mise en œuvre en atelier
Gamme de fabrication, cahier des charges, mise en œuvre en atelier, dessin de définition, contrôle

Cahier des charges, dessin de définition, gamme de fabrication, mise en œuvre en atelier, contrôle

Explication

Le processus de fabrication part du cahier des charges, passe par le dessin de définition et la gamme de fabrication, puis se concrétise en atelier avant le contrôle. La gamme décrit le processus, tandis que l’atelier assure sa mise en œuvre.

3. Quel montage et quels mouvements caractérisent principalement l’usinage d’une pièce de révolution sur un tour ?

La pièce tourne dans un étau et l’outil reste fixe pendant la coupe
La pièce est serrée dans un étau et l’outil possède trois mouvements de translation
La pièce est fixée dans un mandrin et l’outil effectue trois rotations coordonnées
La pièce tourne dans un mandrin et l’outil possède deux mouvements de translation

La pièce tourne dans un mandrin et l’outil possède deux mouvements de translation

Explication

Sur un tour, la pièce de révolution est entraînée en rotation dans un mandrin et l’outil se déplace selon deux translations. L’étau et les trois translations caractérisent plutôt le fonctionnement général d’une fraiseuse.

4. Sur un tour, dans quelle direction l’axe X devient-il positif ?

Lorsque l’outil avance parallèlement à l’axe de rotation de la pièce
Lorsque la pièce tourne autour de son axe principal de révolution
Lorsque l’outil se rapproche de la broche selon le déplacement longitudinal
Lorsque l’outil s’éloigne de la broche selon le déplacement transversal

Lorsque l’outil s’éloigne de la broche selon le déplacement transversal

Explication

L’axe X est le second axe de translation du tour et son sens positif correspond à l’éloignement de l’outil par rapport à la broche. L’axe Z est associé à l’axe de rotation de la pièce et au déplacement longitudinal de l’outil.

5. Quelle configuration correspond principalement au fraisage d’une pièce prismatique ?

La pièce est fixée dans un étau et l’outil en rotation se déplace selon trois translations
La pièce tourne sur une table et l’outil réalise une seule translation verticale
La pièce tourne dans un mandrin et l’outil se déplace selon deux translations
La pièce est fixée dans un étau et l’outil reste immobile pendant que la pièce tourne

La pièce est fixée dans un étau et l’outil en rotation se déplace selon trois translations

Explication

La fraiseuse usine principalement des pièces prismatiques avec une pièce maintenue dans un étau, un outil tournant et trois mouvements de translation relatifs. Le mandrin et les deux translations correspondent à la configuration principale du tour.

6. Quelle association d’axes décrit correctement une fraiseuse à trois axes ?

Z porte la rotation et la translation de la broche, X est le plus grand déplacement et Y le second
Z porte la rotation de la pièce, Y est le plus grand déplacement et X le déplacement vertical
X porte la rotation et la translation de la broche, Z est le plus grand déplacement et Y le second
Y porte la rotation et la translation de la broche, X est le plus grand déplacement et Z le second

Z porte la rotation et la translation de la broche, X est le plus grand déplacement et Y le second

Explication

Sur une fraiseuse, Z correspond à la rotation et à la translation de la broche, X au plus grand déplacement de la pièce et Y au second déplacement. Ces axes sont définis dans un trièdre direct.

7. Quelle opération réalisée au tour agit principalement sur une face de la pièce ?

Le rainurage
Le chariotage
Le filetage
Le dressage

Le dressage

Explication

Le dressage usiné une face de la pièce afin d’en obtenir une surface plane. Le chariotage agit principalement sur une surface cylindrique extérieure, tandis que le rainurage et le filetage créent des formes spécifiques.

8. Quelle opération de fraisage vise principalement à produire une surface plane ?

Le taraudage
L’alésage
Le surfaçage
Le rainurage

Le surfaçage

Explication

Le surfaçage est l’opération de fraisage destinée à produire des plans. Le rainurage crée une rainure, l’alésage agrandit ou finit un trou et le taraudage réalise un filetage intérieur.

9. Quelle partie de l’outil pénètre dans la matière et provoque la formation du copeau ?

Le porte-plaquette
Le bec de l’outil
L’arête tranchante
La face de dépouille

L’arête tranchante

Explication

L’arête tranchante pénètre dans la matière et provoque la formation du copeau. La face de dépouille se trouve du côté de la surface usinée et n’assure pas la coupe.

10. Quelle distinction caractérise correctement les outils en ARS et les outils en carbure ?

Les outils en ARS et en carbure sont des barreaux monoblocs présentant la même possibilité de réaffûtage.
Les outils en ARS reçoivent des plaquettes amovibles, tandis que ceux en carbure sont des barreaux monoblocs réaffûtables.
Les outils en ARS sont plus résistants, tandis que ceux en carbure sont principalement destinés au réaffûtage manuel.
Les outils en ARS sont réaffûtables, tandis que ceux en carbure sont plus résistants et peuvent recevoir des plaquettes amovibles.

Les outils en ARS sont réaffûtables, tandis que ceux en carbure sont plus résistants et peuvent recevoir des plaquettes amovibles.

Explication

Les outils en ARS sont généralement des barreaux monoblocs réaffûtables, alors que les outils en carbure offrent une résistance supérieure et peuvent être monoblocs ou à plaquettes amovibles. La confusion vient de l’attribution aux outils en carbure des caractéristiques propres à l’ARS.

11. Quels paramètres font partie des paramètres principaux de coupe ?

La pression de serrage, la longueur de l’outil, la fréquence sonore et la température ambiante
La vitesse de coupe, la vitesse d’avance, l’avance et la profondeur de passe
La température de coupe, la masse de l’outil, l’angle de dépouille et le diamètre du mandrin
La puissance absorbée, la longueur usinée, la largeur du copeau et la rigidité de la pièce

La vitesse de coupe, la vitesse d’avance, l’avance et la profondeur de passe

Explication

Les paramètres principaux sont la vitesse de coupe, la vitesse de rotation ou d’avance, l’avance et la profondeur de passe. Les autres grandeurs proposées ne constituent pas l’ensemble défini des paramètres principaux de coupe.

12. Quel enchaînement décrit correctement la formation du copeau lors de la coupe ?

Le métal se dilate, fond sur la face de dépouille, puis se détache derrière le bec.
Le métal est étiré, refroidi par l’arête, puis se détache avant d’atteindre la face de coupe.
Le métal est comprimé, dévié par la face de dépouille, puis se détache sans cisaillement.
Le métal est comprimé, cisaillé, puis glisse sur la face de coupe avant de se détacher.

Le métal est comprimé, cisaillé, puis glisse sur la face de coupe avant de se détacher.

Explication

La formation du copeau résulte d’une compression suivie d’un cisaillement, puis le métal glisse sur la face de coupe avant de se détacher en amont du bec. Une profondeur de passe insuffisante peut provoquer une déformation sans cisaillement correct.

13. Quelle condition doit respecter la profondeur de passe pour permettre une coupe correcte selon la règle générale ?

Elle doit vérifier a≥rεa \geq r_\varepsilon, où rεr_\varepsilon est le rayon de bec.
Elle doit être calculée à partir du nombre de dents et de la vitesse de rotation.
Elle doit vérifier a<rεa < r_\varepsilon afin de réduire la taille du copeau.
Elle doit être égale à la vitesse d’avance pour stabiliser le cisaillement.

Elle doit vérifier $$a \geq r_\varepsilon$$, où $$r_\varepsilon$$ est le rayon de bec.

Explication

La profondeur de passe doit être supérieure ou égale à la taille minimale du copeau, avec la règle générale a≥rεa \geq r_\varepsilon. Une profondeur inférieure au rayon de bec risque de provoquer une déformation plutôt qu’un cisaillement efficace.

14. Quelle opération privilégie la puissance de la machine afin d’enlever le maximum de matière ?

Le contrôle dimensionnel
La finition
Le polissage
L’ébauche

L’ébauche

Explication

L’ébauche vise l’enlèvement maximal de matière et privilégie donc la puissance de la machine. La finition recherche plutôt la cote et l’état de surface.

15. Comment définit-on la durée de vie d’un outil en usinage ?

C’est la durée totale pendant laquelle la machine reste alimentée, quel que soit l’état de l’outil.
C’est la période comprise entre l’affûtage de l’outil et l’arrêt de la machine pour maintenance.
C’est le temps nécessaire pour atteindre la valeur limite du critère d’usure choisi dans des conditions données.
C’est le temps séparant deux changements de pièce lorsque la vitesse de coupe reste constante.

C’est le temps nécessaire pour atteindre la valeur limite du critère d’usure choisi dans des conditions données.

Explication

La durée de vie correspond au temps nécessaire pour atteindre la valeur limite du critère d’usure considéré dans des conditions de coupe données. Elle dépend donc d’un critère d’usure défini, et non de la durée de fonctionnement générale de la machine.

16. Quelle valeur normalisée caractérise l’usure en dépouille maximale selon l’ISO 3685 ?

KT=0,3f mmKT=0,3f\ \text{mm}
VBmax=0,6 mmVB_{max}=0,6\ \text{mm}
VBmax=0,06 mmVB_{max}=0,06\ \text{mm}
KT=0,6 mmKT=0,6\ \text{mm}

$$VB_{max}=0,6\ \text{mm}$$

Explication

L’usure en dépouille concerne tous les outils et sa valeur frontale maximale normalisée est VBmax=0,6 mmVB_{max}=0,6\ \text{mm}. Le symbole KTKT désigne plutôt la profondeur de l’usure en cratère des outils en carbure métallique.

17. Quelle relation donne la profondeur KTKT de l’usure en cratère selon la norme ISO 3685 ?

KT=0,06f+0,3KT=0,06f+0,3
KT=0,6+0,03fKT=0,6+0,03f
KT=0,06+0,3fKT=0,06+0,3f
KT=0,3+0,06fKT=0,3+0,06f

$$KT=0,06+0,3f$$

Explication

La profondeur du cratère est donnée par KT=0,06+0,3fKT=0,06+0,3f et concerne les outils en carbure métallique. La valeur VBmaxVB_{max} correspond à l’usure en dépouille et ne mesure pas la profondeur du cratère.

18. Quelle loi relie la durée de vie TT à la vitesse de coupe VcV_c selon Taylor ?

T=KVckfxayT=K V_c^k f^x a^y
Vf=fzZNV_f=f_zZN
Vc=πDN1000V_c=\frac{\pi D N}{1000}
T=CvVcnT=C_vV_c^n

$$T=C_vV_c^n$$

Explication

La loi de Taylor, établie en 1906, relie la durée de vie à la vitesse de coupe par T=CvVcnT=C_vV_c^n, où CvC_v et nn sont des constantes. La relation comportant l’avance et la profondeur de passe correspond à la généralisation proposée par Gilbert.

19. Quelle expression représente la puissance de coupe en fonction des efforts et des vitesses associés à chaque mouvement ?

Pc=F⃗c⋅V⃗c+F⃗f⋅V⃗f+F⃗a⋅V⃗aP_c=\vec F_c\cdot\vec V_c+\vec F_f\cdot\vec V_f+\vec F_a\cdot\vec V_a
Pc=Fc+Ff+Fa+Vc+Vf+VaP_c=F_c+F_f+F_a+V_c+V_f+V_a
Pc=FcVc+FfVf+FaVaηmP_c=\frac{F_cV_c+F_fV_f+F_aV_a}{\eta_m}
Pc=F⃗c⋅V⃗f+F⃗f⋅V⃗a+F⃗a⋅V⃗cP_c=\vec F_c\cdot\vec V_f+\vec F_f\cdot\vec V_a+\vec F_a\cdot\vec V_c

$$P_c=\vec F_c\cdot\vec V_c+\vec F_f\cdot\vec V_f+\vec F_a\cdot\vec V_a$$

Explication

La puissance de coupe est obtenue en additionnant les produits scalaires de chaque effort par sa vitesse correspondante. La puissance nominale décrit une caractéristique de la machine et ne remplace pas ce calcul fondé sur les efforts et les vitesses.

20. En tournage, quelle formule permet de calculer la puissance nécessaire à partir de la vitesse de coupe, de l’avance et de la profondeur de passe ?

Pc=Vfaeapkc60000ηmP_c=\frac{V_f a_e a_p k_c}{60000\eta_m}
Pc=Vcaeapkc60000ηmP_c=\frac{V_c a_e a_p k_c}{60000\eta_m}
Pc=Vcfapkc60ηmP_c=\frac{V_c f a_p k_c}{60\eta_m}
Pc=Vffapkc60ηmP_c=\frac{V_f f a_p k_c}{60\eta_m}

$$P_c=\frac{V_c f a_p k_c}{60\eta_m}$$

Explication

En tournage, l’expression utilise la vitesse de coupe VcV_c, l’avance ff, la profondeur apa_p, la pression spécifique kck_c et le rendement machine. L’emploi de VfV_f et de aea_e correspond à la structure de la formule du fraisage, pas à celle du tournage.

21. Quelle relation correspond au calcul de la puissance nécessaire en fraisage ?

Pc=Vcfapkc60ηmP_c=\frac{V_c f a_p k_c}{60\eta_m}
Pc=Vfaeapkc60000ηmP_c=\frac{V_f a_e a_p k_c}{60000\eta_m}
Pc=Vcaefkc60ηmP_c=\frac{V_c a_e f k_c}{60\eta_m}
Pc=Vfπrf2kc60000ηmP_c=\frac{V_f\pi r_f^2 k_c}{60000\eta_m}

$$P_c=\frac{V_f a_e a_p k_c}{60000\eta_m}$$

Explication

En fraisage, la puissance dépend de la vitesse d’avance VfV_f, de la largeur engagée aea_e, de la profondeur apa_p, de kck_c et du rendement machine. La formule utilisant l’avance ff est celle du tournage, tandis que celle contenant πrf2\pi r_f^2 concerne le perçage.

22. Quelle description caractérise correctement les degrés de liberté d’un solide et le principe de l’isostatisme ?

Un solide possède trois translations et trois rotations, que l’isostatisme supprime sans doublonner les blocages.
Un solide possède trois translations et trois rotations, que le serrage supprime pour assurer le positionnement.
Un solide possède six translations, que l’isostatisme réduit au moyen d’une liaison pivot.
Un solide possède quatre translations et deux rotations, que l’isostatisme immobilise par des serrages redondants.

Un solide possède trois translations et trois rotations, que l’isostatisme supprime sans doublonner les blocages.

Explication

Dans l’espace, un solide possède six degrés de liberté : trois translations et trois rotations ; l’isostatisme les supprime de manière nécessaire et non redondante. Le serrage a une autre fonction : il maintient la pièce après sa mise en position.

23. Quelle mise en position des degrés de liberté distingue correctement le fraisage du tournage ?

Le fraisage conserve une rotation autour de l’axe, tandis que le tournage bloque six degrés par encastrement.
Le fraisage bloque cinq degrés de liberté par pivot, tandis que le tournage en bloque six par encastrement pour immobiliser la pièce.
Le fraisage bloque six degrés de liberté par encastrement, tandis que le tournage en bloque cinq par pivot en conservant la rotation axiale.
Le fraisage et le tournage bloquent six degrés par encastrement, mais avec des surfaces d’appui différentes.

Le fraisage bloque six degrés de liberté par encastrement, tandis que le tournage en bloque cinq par pivot en conservant la rotation axiale.

Explication

En fraisage, les six degrés de liberté sont bloqués par une liaison encastrement ; en tournage, cinq sont bloqués par une liaison pivot afin de laisser la rotation autour de l’axe de la pièce. La conservation de cette rotation est donc propre au tournage.

24. Pour une pièce prismatique usinée en fraisage, quelle répartition des degrés de liberté correspond à la mise en position classique ?

Un appui plan en supprime deux, une liaison linéaire rectiligne en supprime trois et une liaison ponctuelle en supprime un.
Un appui plan en supprime trois, une liaison linéaire annulaire en supprime deux et une liaison ponctuelle en supprime un.
Un appui plan en supprime trois, une liaison linéaire rectiligne en supprime deux et une liaison ponctuelle en supprime un.
Un appui plan en supprime un, une liaison linéaire rectiligne en supprime deux et une liaison ponctuelle en supprime trois.

Un appui plan en supprime trois, une liaison linéaire rectiligne en supprime deux et une liaison ponctuelle en supprime un.

Explication

La combinaison classique répartit les six blocages entre trois appuis : trois degrés pour l’appui plan, deux pour la liaison linéaire rectiligne et un pour la liaison ponctuelle. Une liaison linéaire annulaire appartient à une autre configuration de centrage, notamment en tournage.

25. Une pièce de longueur LL et de diamètre DD présente un rapport L/D=0,6L/D=0,6. Quel type de centrage et quelles liaisons conviennent ?

Un centrage long avec un appui plan et une liaison linéaire annulaire
Un centrage court avec une liaison pivot et une liaison ponctuelle
Un centrage long avec une liaison pivot et une liaison ponctuelle
Un centrage court avec un appui plan et une liaison linéaire annulaire

Un centrage court avec un appui plan et une liaison linéaire annulaire

Explication

Comme L/D=0,6≤0,7L/D=0,6\leq0,7, la pièce relève du centrage court, qui associe un appui plan à une liaison linéaire annulaire. Le centrage long s’applique lorsque le rapport dépasse 0,70,7 et utilise une autre combinaison de liaisons.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 52 flashcards sur Procédés de fabrication par usinage.

Qu'est-ce que l'usinage ?

Un processus de fabrication par enlèvement de matière sur un brut.

Que relie le processus de fabrication ?

Le cahier des charges au contrôle.

Quels éléments sont nécessaires pour établir un processus d'usinage ?

Connaître machines, cinématique, surfaces, outils, mise en œuvre et position de la pièce.

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Approfondir avec la fiche

Consultez la fiche de révision complète sur Procédés de fabrication par usinage.

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