Bonjour à tous,
Actuellement en licence pro CPI et travaillant dans une entreprise de mécanique, mon projet d'année est de reconcevoir un montage d'usinage.
Je cherche à dimensionner les 2 broches de maintien du montage et je me demande si ces broches ne travaillent qu'en cisaillement?
1: broche Diamètre 16mm, 2: douille de positionnement, 3: douille de fixation
Voici une photo du montage
Merci à tous
Bonjour,
Il faut faire le rapport des couples pour voir l'effort en traction des broches. Quel est l'intensité de l'effort F ?
Bonjour CDX01,
Qu'entendez vous par le rapport des couples?
Et l'effort appliqué en F est de 1722N
Etant donné que le montage est bloqué par les broches, l'effort F crée un couple correspondant à 1722*d (d étant la distance du point d'application de la force au plan de pose). Ce couple est repris par la force de serrage des broches à la distance de la broche à l'extrémité droite du montage (point théorique de basculement).
L'effort F va crée une force inverse (de bas en haut) à celle du serrage et diminuer celle-ci. Il faut vérifier la force verticale liée à la force F.
Il faut en effet vérifier la contrainte en cisaillement, même si visuellement, par rapport à F, ça passe largement.
Je peux faire un schéma si besoin.
Merci pour les réponses très rapides,
Donc la distance entre la force F et le plan de pose est de 230mm donc ce qui nous fait C=F*d, C=1722*0.23=395.6Nm.
Par contre pour la force verticale liée à F, je vois pas comment la trouver?
Pour le cisaillement cela donne:
To=T/S= 1722/((Pi*D2)/4)=8.56MPa
To<= Rpg
Rpg=Rg/s=315/5=63Mpa
Rg=0.7Re
Rg=0.7*450MPa
Rg=315MPa
d'ou To<=Rpg
8.56<=63MPa
Es-ce bon?
oui un schéma serait parfait! merci
Sections cisaillées : 2*(pi*8²)=402 mm² (2 sections résistantes).
Tho=1722/402 = 4.28 MPa <= Rpg / alpha (alpha coefficient de sécurité)
Rpg = Rp0.2 / (2*(1+v)) avec v : coefficient de poisson (0.3 pour l'acier)
Pour la force de serrage, elle dépend du couple de serrage.
Quelle est la distance entre les broches et l'extrémité droite du montage (cote b sur l'image ci-jointe) ?
Ok pour le calcul j'avais oublier les deux broches!
Bon je ne peux pas voir la photo mais je suppose que c'est cela.
Ce qui fait 107mm.
Pour ce qui est de la force de serrage, selon la désignation de la broche: force de retenue 5.3KN et le couple de serrage est de 3Nm max.
Le couple lié à la force F est bien : 1722*0.23=396 N.m.
La force totale au niveau des broches est : 396 / 0.107 = 3701.5 N / 2 = 1850.75 N par broche
Il faut ensuite calculer la contrainte de Von Mises avec la contrainte de cisaillement et la contrainte de traction, mais là avec du 16mm, on est très large.
Bonjour
En cas de positionnement par broche, sur un montage d'usinage précis, il ne faut pas prendre en compte uniquement la contrainte. Parfois, si le diamètre n'est pas assez gros, il y a eu peu de flexion et les cotes ne sont pas répétitives. 16 mm, c'est pas si gros que ça!
Oui en effet, il faut le vérifier.
merci pour vos réponses,
donc pour résumer je dois calculer les contraintes de Von mises en traction et cisaillement mais pour la flexion comment je fais?
je voulais dire pour une poutre je peux calculer la flexion mais comment je fais pour l'appliquer aux niveaux des broches?
Bonjour
je ne sais pas calculer la flexion. Je sais seulement que en pratique, il faut un gros diamètre pour avoir de la précision dans le positionnement.
Ce qu'il faut plutôt vérifier, c'est l'arrachement des filets (cisaillement) des filets au niveau des écrous lié à l'effort axial lié au couple.
Même s'il y a un couple, étant donné que la broche et la douille sont ajustées dans le bâti, il ne devrait pas y a voir de flexion.
L'arrachement des filets de la partie ou repose la pièce?
Et pour ce qui est du diamètre des broches je dois vérifier par calculs, donc il me faut une méthode de dimensionnement!
J'ai essayé de calculer la contrainte de Von mises et à vrai dire c'est pas glorieux, vous pourriez m'éclairer?
La partie supérieure de la broche doit être fileté pour recevoir l'écrou. Il faudrait connaître le nombre de filets en prise.
Il faut dans un premier temps, calculer la force axiale lié au couple de serrage de 3 N.m. avec la formule de Kellerman : F = C / ((pas/2*pi)+(0.583*d2*µf)+(Rm*µt))
C : couple de serrage en N.mm.
pas : pas de la vis
d2 = d - (0.6495*pas)
µf : coefficient de frottement filets
Rm : rayon moyen sous tête
µt : coefficient de frottement sous tête
Ensuite, calculer l'effort axial lié au couple puis déduire la force du calcul ci-dessus ce qui donnera la force axiale résultante.
Vérifier le cisaillement des filets au niveau de la partie filetée de la broche.
Calculer la flexion n'est pas simple, car la section comprend la broche, la douille et la bâti, moi j'en ferai abstraction.
Si besoin je peux détailler le calcul.
Oui je veux bien que vous me détaillez les calculs, s'il vous plaît, je commence à être un peu perdu!
Donc pour résumer, pour savoir si les broches vont tenir je dois calculer le cisaillement au niveau du diamètre de la broche et des efforts axiaux.
Ensuite, calculer l'arrachage des filets mais par contre le cisaillement n'intervient pas aux niveaux des filets puisqu'il ne sont pas situés aux niveaux du plan de joint des 2 plaques à positionner!
je joint le détaille des broches norelem.
merci encore pour l'aides.
D'accord, je comprends mieux le principe.
L'effort axial lié au couple lié à la force de 1722 N est comme décrit plus haut :
C=1722*0.23=396 N.m.
F=396/0.107=3701 N soit 1851 N par broche.
Il faudrait donc une force axiale du haut vers le bas, qui soit supérieure.
Pour le calcul de la force axiale en fonction du couple de serrage de la vis de la broche, il faudrait poser la question à NORELEM, sinon il me manque des infos.
Le calcul de la force axiale de la vis M6 de la broche donnerait :
F = 3000 / ((1/2*pi)+(0.583*14.7*0.3) = 1099 N
La force axiale totale serait donc de : 1099+1851 = 2950 N
Ceci reste une estimation. On voit que l'on est en-dessous de 5.3 KN.
Pour le calcul en flexion, on prend comme section résistante la broche+la douille (en réalité il faudrait prendre aussi le bâti mais on ne connaît pas son moment d'inertie).
Diamètre broche : 16mm
Diamètre extérieur douille : 25mm (d'après ce que j'ai relevé sur le schéma)
I=(pi*50^4)/64=306796.16 mm4
I/v=306796.16/25=12271.85 mm3
sigma=(396000/12271.85)=32.27 MPa
y=(13202*30^3)/(3*210000*306796)=1.84.10-3 mm
Contrainte de traction :
Section résistante : 8²*pi = 201 mm²
sigma = 2950 / 201 = 14.68 MPa
Von Mises = racine carre ((32.27+14.68)²+3*4.28²) = 47.53 MPa.
Pour être plus juste, en général on le néglige, il faudrait calculer la contrainte de l'effort tranchant.
Tho = (4/3)*(T/S)=(4/3)*(13202/1963.5) = 8.96 MPa
Ce qui donne finalement :
Von Mises = racine carré ((32.27+14.68)²+3*(4.28+8.96)² ) = 81.34 MPa
Pardon, mon résultat n'est pas bon :
Von Mises = racine carré ((32.27+14.68)^2 + 3*(4.28+8.96)^2) = 52.25 MPa
Bonjour,
merci Cdx01 pour ta grande aide!
donc le dimensionnement de mes broches est correct, vu que les 52,25 Mpa du critère de Von mises est inférieur au Re de l'acier.
