Usinage en PDF
La spécificité de l'industrie mécanique est la production de biens d'équipement. La
formation de l'ingénieur mécanicien ou électromécanicien doit donc comprendre, outre
l'apprentissage des disciplines de bureau d'études, une introduction à la technologie, science
des fabrications.
Le seul fait que toute conception mécanique doit inévitablement déboucher
sur une réalisation est en soi
une justification suffisante de cette proposition. Mais il y a plus.
La prise en compte des contraintes de fabrication dès la première ébauche d'avant-projet est
la clef de la maîtrise des coûts, c'est-à-dire, finalement, de la compétitivité. Il va en effet de
soi qu'à qualité intrinsèque égale, le produit le moins cher a le plus de chances de se vendre.
A l'époque actuelle, cette constatation a mené bien des entreprises à provoquer une
interaction plus forte entre leur bureau d'études, qui réalise les plans, et leur bureau de
méthodes, qui établit le processus de fabrication.
Du reste, les bureaux de méthodes actuels,
loin de se contenter de recettes éprouvées, utilisent de plus en plus des méthodes de calcul
évoluées, incluant ordinateurs, éléments finis, etc... dans le but de prévoir la qualité du
résultat en termes de dimensions et de forme.
Parmi les différents procédés de fabrication, l'usinage, c'est-à-dire la mise à forme par
enlèvement de copeaux, occupe une place importante, puisqu'il représente environ soixante
pour cent des opérations réalisées. Pratiquement tous les travaux de finition se font par
usinage.
Pour l'étudiant ingénieur, le premier contact avec la technologie est souvent un peu
perturbant. Alors que tous les cours reçus jusque là relèvent de la théorie, ils se trouvent tout à
coup confrontés à une discipline essentiellement tournée vers le concret. De plus, l'inévitable
partie descriptive introduit une foule de concepts nouveaux et un vocabulaire technique
étendu, nécessaire à la description des formes de pièces et d'outils. Ce vocabulaire, il est
indispensable de l'appendre, car il est la clef de la communication orale ou écrite. Un tel
apprentissage ne peut se faire qu'à l'aide de dessins commentés dans un exposé structuré et
autant que possible, critique.
C'est dans cet esprit que nous avons écrit le présent livre, qui reflète le texte des leçons
que nous donnons aux universités de Liège et de Louvain-la-Neuve. Nous pensons en effet que le fait d'avoir à sa disposition un ouvrage de référence proche de l'exposé oral facilitera
la compréhension et l'assimilation du cours.
Venons-en au contenu. Ce livre comporte deux parties. La première relève de la
technologie descriptive : elle présente les principales opérations d'usinage et les machines
correspondantes, classées en fonction de leurs mouvements.
Le but de cette partie est de
développer chez l'étudiant l'aptitude à imaginer un processus réaliste de fabrication. Cette
section du cours a pour complément naturel des travaux de laboratoire dans lesquels les
étudiants, par petits groupes, auront à réaliser des pièces en tournage et fraisage. Nous
continuons en effet de penser que ce contact avec la réalité est indispensable et que le seul
copeau virtuel ne peut le remplacer.
La deuxième partie, intitulée théorie de la coupe, relève de la technologie analytique.
Le but de cette partie est une meilleure compréhension des phénomènes régissant l'usinage,
de manière à permettre de faire de bons choix d'outils et de conditions de coupe.
Il faut pour
cela connaître les outils, savoir évaluer les forces de coupe, maîtriser la rugosité, contrôler les
copeaux et choisir des conditions de coupe économiques. L'exposé, partant d'un modèle très
simple et à vrai dire un peu trop idéalisé, passe progressivement à des opérations plus
complexes englobant finalement le tournage, le perçage, le fraisage et la rectification.
Ce cours est un complément naturel des cours de conception des machines. En outre, il
prépare aux enseignements ultérieurs de méthodes de fabrication ou de fabrication assistée
par ordinateur consacrés au travail pratiqué dans les bureaux de méthodes.
Il s'agit là d'un
domaine où l'informatisation a ouvert la porte à de nombreuses perspectives nouvelles. Les
travaux de notre équipe de recherche en cette matière, en collaboration avec l'industrie, ont du
reste sensiblement influencé le texte que nous présentons aujourd'hui, et c'est un plaisir pour
nous de remercier ici nos collaborateurs.
On dit qu'un dessin vaut mieux que de longs discours. C'est dans cet esprit que le
présent livre est illustré de près de 250 figures. Nous tenons à ce stade à rendre hommage au
regretté professeur Leroy qui nous a gracieusement fourni un grand nombre de figures
remarquables, avec la permission de nous en servir.
Notre but sera atteint si nous avons pu amener les futurs ingénieurs à prendre
conscience de l'importance et de l'intérêt des études de fabrication et, qui sait, susciter
quelques vocations dans ce domaine.
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