Historique des sujets
du BTS Microtechniques
Préparation à la production et étude d'outillage
Epreuves U51 et U52
2002
Production de platine de montre à quartz
U51 Construction d'outillage -
Construction d'éléments d'une unité d'usinage par transfert rotatif.
A partir des diagrammes structurels de conception proposés, le travail demandé portait sur l'étude du porte-pièce, l'étude du module de chassage de la pierre (poste 2) et l'étude du poste d'évacuation de l'ébauche (poste 8).
Conception du porte-pièce : On demandait de schématiser à main levée les deux mouvements de sciage possibles et d'énumérer les avantages et les inconvénients de chaque procédé. Il fallait définir, aux instruments, le porte-pièce entre le poste 14 et le poste 0 selon 3 vues, éjecteurs en position basse et vue de gauche éjecteurs en position haute (1/2 vue), en respectant le choix précédent.
Etude du module de chassage : Il était demandé de définir, aux instruments et sur calque A2, la construction du module de chassage selon 3 vues ainsi que la nomenclature correspondant aux éléments construits.
Etude du poste d'extraction : Il fallait définir, aux instruments, sur calque A2 et selon 3 vues, la construction du mécanisme de saisie en position de prise de l'ébauche pour une position haute du plateau.
U52 Etude de fabrication
Etude de découpage de l'ébauche de la platine : Calcul de l'effort de découpage de l'ébauche. Détermination de l'effort de dévêtissage de la bande (estimé à 7% de l'effort de découpage). Détermination des ressorts pour le dévêtissage. Détermination du jeu entre poinçon et matrice (mini, maxi, moyen) + schéma.
Electroérosion par enfonçage : Détermination pour l'ébauche et la finition des valeurs de courant, du gap, des dimensions des électrodes, des volumes de matière enlevée et des temps pour l'usinage de la matrice.
Conditions de coupe pour le fraisage de la platine : Tableau à compléter pour deux solutions proposées (acier rapide ou carbure). Calcul de N, fz, Vf, des temps d'usinage et des coûts. Détermination du seuil de rentabilité. Conclusion sur le choix d'outil.
Traitement thermique, essais de dureté : Choix d'une nuance d'acier pour la matrice de découpage en fonction de la dureté, de la résistance au choc et des caractéristiques de découpage attendues. Utilisation des courbes d'essai de Charpy et d'un document donnant la nuance et la dureté de l'acier en fonction de l'épaisseur du matériau à découper et de sa résistance au cisaillement. Calcul de la dureté Vickers et de la dureté Rockwell. Conclusion sur le choix du traitement thermique retenu.
2001
Production de montures de lunettes
U51 Construction d'outillage -
Outil de découpe pour pièce de lunetterie : poinçonnage, matricage, découpage.
Dessin de l'outil de découpe à suite permettant de réaliser le "NEZ 2001-63".
La mise en bande est donnée avec des commentaires et des schémas explicatifs.
Un diagramme structurel de l'outil à étudier permet de voir ce qu'il faut dessiner. Des solutions technologiques sont proposées.
Un dessin à main levée est demandé pour proposer un système simple et fiable pour réaliser une butée escamotable pour le poste 1. Cette butée doit permettre, lors de l'introduction d'une nouvelle bande, de faciliter la mise en position de son extrémité afin de ne pas détériorer les premiers pilotes.
La nomenclature est demandée.
U52 Etude de fabrication
Etude de moulage : Schéma d'un moule avec pièces en grappe, plan de joint, canaux primaires et secondaires, éjecteurs, parties fixe et mobile. Calcul de l'effort de fermeture, conclusion sur la capabilité de la machine proposée.
Etude de la production du cabochon : Calcul du temps d'usinage. Calcul du nombre de machines nécessaires.
Etude de la découpe de la branche : Composition de l'alliage. Choix d'une température de trempe. Calcul de l'effort de découpe. Valeur du jeu de découpage.
Etude de gestion de production : Calcul du nombre de jours de production .
2000
Production d'un disjoncteur
U51 Construction d'outillage -
Poinçonnage, découpage, chassage (module d'assemblage).
Dessin de sous-partie d'un outil à suite permettant de réaliser la "cheminée de soufflage".
Travail demandé résumé dans un tableau par fonctions : guidage et positionnement des pièces découpées "lames acier" (réalisation d'une laison glissière) ; poinçonnage, découpage et chassage des bandes isolantes (dessin d'un outil à suite) ; guidage et séparation des bandes isolantes (liaison glissière et liaison complète) ; évacuation des déchets (récupération à l'aide d'ajourages ; alimentation en énergie (tuyaux pneumatiques) ; fixation du coulisseau (liaison complète démontable).
U52 Etude de fabrication
Découpage : cotes poinçon et matrice (fonction de la bavure), dessin du poste en position basse, calcul de la course de l'avance bande, calcul et choix des ressorts de dévêtissage, étude comparative des coûts de fabrication de la matrice de découpage (tableau à compléter, tracé des droites de coût, détermination du seuil de rentabilité), étude de temps d'usinage d'une micro-matrice (érosion à fil), traitements thermiques (trempe et revenu : détermination des paramètres).
Moulage : choix du plan de joint, mise en place du tiroir, des noyaux et/ou des broches, choix du système d'éjection et d'injection (un dessin schématisé était demandé).
1999
Production d'un micro-rupteur
U52 Etude d'outillage -
Découpage à suite avec poste de rivetage
Dessin de l'outil à suite permettant de réaliser la lame de contact.
Partie mobile (plaque choc, plaque porte-poinçon, pilotes, ressorts), partie fixe (matrice, guidage bande, évacuation déchets/pièce, montage sur table) et poste de rivetage (cinématique, mise en position de l'ébauche).
Nomenclature à compléter.
U51 Etude de fabrication
Forme de découpe et de clipsage à préciser (+justification) ; solutions technologiques pour la fixation du plot de contact sur la lame ; calcul de développée ; modification de mise en bande pour limiter la dispersion (+justification) ; calcul d'effort de découpe ; composition du CuBe2, choix du CuBe2 à justifier.
SPC : calculs de moyennes, de limites de contrôle et conclusions.
Etamage (traitement de surface) : justification du choix et principe.
Schéma de principe d'un moule à tiroir fermé par coin et commandé par doigt. Préciser les angles du coin et du doigt, ainsi que la course du tiroir. Solution pour le réglage correct de la fermeture. Forme d'une des broches et mode de fixation dans le tiroir.
1998
Connecteur électrique
U51 Etude d'outillage -
Moule d'injection plastique (tiroirs)
Dessin d'un moule d'injection plastique.
Empreinte rapportée + tiroir + injection capillaire + batterie
+ rappels...
Nomenclature.
U52 Etude de fabrication
Calculs injection plastique : force de fermeture, volume de matière,
etude comparative de coûts horaires de production, etude de rentabilité
des moyens de production.
Calculs découpage, cambrage : jeu de découpage, dimensions
des poinçons & matrices, effort de découpage, de cambrage,
choix d'une presse, facteurs influants sur la qualité du cambrage.
1997
Montre
Etude d'outillage -
Poste de fraisage sur machine transfert.
Dessiner le module de positionnement de la bande (réglage en
hauteur, latéral, guidage)
Dessiner le module de bridage pour le fraisage (mise en place de vérins,
conception de la batterie de pilotage, mise en place des éléments
de bridage).
Dessiner le module d'entraînement de la bande (vérin,
accouplement tige/élément mobile, conception de la liaison
glissière, butée, pince d'entraînement).
Nomenclature (matériaux + traitements)
Préparation à la production - Mise en production
de la platine, du pont et des piliers.
Critère de choix d'une matière plastique. Effort de clipsage.
Seuils d'injection (placements, types, réalisation). Avant projet
de découpage (mise en bande), valeur de pas et largeur de bande.
Jeu de découpage, effort de découpage, résistance
des poinçons au flambage et à la compression, matériaux
pour les poinçons. Calculs économiques : nombre de barres,
nombre de machines, nb d'heures, coût de revient, seuil de rentabilité.
1996
Guide ressort d'un lecteur de disquette
Etude d'outillage -
Outil de découpage et de cambrage.
Définir l'outillage : montage et usinages de la matrice
et de la plaque porte poinçon. Montage de la plaque de chocs, d'un
poinçon de révolution, des poinçons prismatiques,
d'un pilote. Définition d'un des deux postes de cambrage. Montage
des ressorts de la plaque dévêtisseuse. Définition
du guidage de la bande, de la butée d'avance, de l'évacuation
des déchets, de la fixation sur presse. Mise en place des ajustements
Nomenclature (matériaux + traitements) des éléments
non standards.
Technologie
Contours à prendre en compte pour le calcul des efforts de découpage
et de cambrage. Calculs de l'effort de découpage, de cambrage, de
dévêtissage, de l'effort total. Procédé d'obtention
de la forme du poinçon : schéma de principe de la machine
et principe de fonctionnement.Types de guidage de colonnes dans les outils
de découpe. Assemblage par ultra-sons (outil, mode opératoire).
Désignation et caractéristiques du CuBe2. Choix d'un mode
d'obtention de pièce. Graphe d'Ishikawa.
1995
Support d'axe de bielle
Etude d'outillage -
Moule d'injection plastique (tiroirs).
Dessin d'un moule d'injection plastique.
Empreintes rapportées + tiroirs + injection latérale
+ batterie + rappels...
Nomenclature.
Technologie
Composition de Z - A 4 U 1 G
Moulage en coquille sous pression sur machine à chambre chaude
: schéma de principe, caractéristiques des pièces.
Etat de surface : moyen de contrôle, symbolisation.
Référentiel de mise en position de la pièce pour
usinage (première partie de la norme).
Carte de contrôle : étendue, moyenne, interprétation
des résultats, capabilité.
Gestion de stock : quantité économique, nombre
d'approvisionnements, graphe de consommation, délai et point
de commande.
1994
Secteur denté / axe
Etude d'outillage -
Partie opérative de machine automatisée.
Etude de l'outillage de rivetage.
Poste1 : dessiner la pièce permettant de positionner et soutenir
la pièce pendant le rivetage. Dessiner le vérin, la goulotte
et la liaison entre le tube souple et la goulotte.
Poste 3 : Dessiner le poinçon, la liaison glissière,
le vérin, la fixation du vérin, les butées. Tracer
le profil de la came et citer ses principales fonctions.
Etude de fabrication
Transfert de cote. APEF : isostatisme, dessin des outils, opérations,
moyens de contrôle.
35 NCD6 ? Brunissage. Choix d'un essai de dureté. A-G3 ? Découpage
fin (schéma, particularité), justification, calcul d'effort
de découpe, d'effort sur le presse bande, d'effort de contre pression.
Anodisation (objectifs). Contrôle du secteur denté au projecteur
de profil. Gestion de production : cadence, coût, etude de rentabilité
(calcul + graphique).
1993
Fourchette de tachygraphe
Etude d'outillage -
Moule d'injection plastique double empreinte à tiroirs
Représentation d'une seule empreinte. Corps de l'outillage : DME série 1216. Fonctions à réaliser : centrage + bridage, guidage, mise en place et maintien de l'insert, empreinte rapportée, retrait des noyaux mobiles (tiroirs), éjection (arrache carotte + atelage de la batterie au vérin de la presse). Ajustements. Nomenclature : Choix des matériaux, traitements thermiques, référence des éléments standards.
Technologie
Contrôle de spécification de coaxialité : démarche, montage. Assemblage insert/pièce b(ultrasons), avantages inconvénient par rapport au surmoulage. Traitements thermochimiques : 10NC6 ? Cémentation, trempe (définition, but, cycle thermique). Essais mécaniques : Essai rockwell. Gamme de fabrication de l'insert. Choix du procédé de fabrication. Calcul de coût, seuil de rentabilité.
1992
Bouchon de pompe
Etude d'outillage -
Moule d'injection plastique double empreinte à tiroirs
Représentation d'une seule empreinte. Corps de l'outillage : Rabourdin 200x200. Fonctions à réaliser : centrage + bridage, guidage, empreinte rapportée, injection (buse, seuil, canaux, carotte), tiroirs (+ vérouillage), éjection (éjecteur tubulaire, rappels, atelage de la batterie au vérin de la presse). Ajustements. Nomenclature : Choix des matériaux, traitements thermiques, référence des éléments standards.
Technologie
Ejecteurs nitrurés Z40CDV5 : composition, but de la nitruration, rodage. Insert en laiton : assemblage par ultrasons (formes, schéma machine, intérêt du procédé / surmoulage). Force de fermeture de la presse. Calcul de coût de revient, choix de modification à apporter pour diminuer les coûts.
1991
"Connexion"
Etude d'outillage -
Outil de découpage et de cambrage
Fixation et positionnement des différentes plaques. Guidage bande. Relevage bande. Butée rapportée. Dévêtissage : ressorts Danly, tendeurs et chandelles Dimeco. Bridage semelle. Formage des chanfreins. Poinçons et matrices (prismatiques poste 2, cambrage, cylindriques poste 3). Pilote. Butée de sécurité.
Technologie
Dessin porte-outil à charioter (usinage CN) : éléments, angles, plans, dimensions (schéma à compléter). Rectification sans centre "Centerless" (schéma, intérêt). Carbures métalliques : composition plaquettes, mode d'obtention, plaquettes revêtues TiN (rôle). Traitements thermochimiques 40 CAD 6 12 : composition, principe nitruration, caractéristiques mécaniques modifiées. Essais mécaniques : dureté Vickers, principe et justification. Injection plastique : cycle presse, paramètres de réglages, rôle du clapet.
1990
"Crabot"
Etude d'outillage -
Partie opérative de machine automatisée
Dessiner le "module de plaquage" (guidage, palpeurs reflex, passage des fibres optiques, attelage du module au vérin), le "module orientation pièce" (conception du centreur, guidages du pignon crémaillère, butées réglables, attelage du module au vérin), et la "pince de transport" (conception de la pince, éléments de mise en position, attelage de la pince au vérin). Faire une cotation d'aptitude à l'emploi et indiquer les matériaux si cela conditionne le bon fonctionnement de l'ensemble.
Technologie
Moulage des matières plastiques : désignation Z100C17, signification de 52 HRc, croquis et intérêt de l'injection capillaire sous-marine, instrument pour mesurer Ra maxi=0,2µm
Electro-érosion : élément à prendre en considération pour déterminer le nombre d'électrodes, valeur donnée par le constructeur à prendre en considération pour dimensionner les électrodes Eb et Fi.
Moulage à la cire perdue en carapace : décrire de procédé, citer trois avantages.
Métrologie : proposer un moyen de contrôle rapide des trous et des crans.
1989
"Pièce découpée-cambrée" (sans nom)
Etude d'outillage -
Outil de découpage et de cambrage.
Fixation de la partie mobile (attelage au coulisseau). guidage partie mobile / partie fixe. Guidage bande. couteau de pas. 2 pilotes à chaque poste. Butée de réglage de la course. Dévêtisseur élastique. Montage d'un poinçon circulaire, d'un poinçon prismatique, d'un pilote, du poste de cambrage. Nomenclature + matériaux + traitements.
Mise en page et mise en bande imposées.
Technologie
Découpage : Calcul d'effort de poinçonnage. Dessin de mise en bande optimale (opérations aux différents postes + couteau de pas + 2 pilotes à chaque pas + cotation largeur de bande et valeur du pas).
Electro-érosion par enfonçage : facteur(s) influançant la conicité, courbes Tension et Intensité en fonction du temps, paramètres électriques, paramètres à définir pour la fiche de réglage.
Traitements thermiques : caractéristiques du Z200C13 et justification de son emploi, comment situer la phase de TTH par rapport à l'électro-érosion, détermination à l'aide de tableaux et de courbes de la température de chauffage, du fluide de refroidissement et des duretés obtenues pour la trempe et le revenu.
1988
"Porte Stylo"
Etude d'outillage -
Moule d'injection plastique.
Dessiner le moule permettant d'injecter deux pièces. Représentation d'une seule empreinte.
Centrage et bridage. Guidage. Injection. Ejection : noyaux mobiles, course d'éjection suffisante, dégrappage automatique, arrache carotte. Pas de circuit de refroidissement.
Nomenclature + matériaux + traitements.
Technologie
Choix de machine pour le tournage. Caractéristiques du Z3CF13, usinabilité. Fraise mère revêtue de nitrure de titane : interêt ? Croquis montrant la position fraise mère / pièce, mouvement de coupe, d'avance et de génération. Rapport des fréquences de rotation entre outil et pièce ? Calcul de temps d'usinage. Procédé pour le contrôle du taillage. Dispositif devant équiper la machine pour réaliser le taillage hélicoïdal ? Trempe à refroidissement continu : essai normalisé de trempabilité ? Caractéristique à mesurer après trempe ? Moyen de mesure ? Justifier la phase de superfinition. Quel procédé pour la réaliser ?
Calcul de force de fermeture et d'épaisseur de contreplaque.
Récapitulatif des types d'outillages pour chaque session
1988 Moule
1989 Découpe-cambrage
1990 P.O.
1991 Découpe-cambrage
1992 Moule tiroirs
1993 Moule tiroirs + insert
1994 P.O.
1995 Moule tiroirs
1996 Découpe-cambrage
1997 P.O.
1998 Moule tiroirs
1999 Découpe-rivetage
2000 Découpe-chassage
2001 Découpe-matricage
2002 P.O.
Sommaire de la rubrique "Pédagogie en pratique".
