Département Génie Mécanique Conception 27, avenue Jean Capelle

5.5.la rectification du chemin du cone 12606

5.5.1.Etat des lieux

La cause principale des rebuts des cônes 12606 est le matériel chemin, c’est à dire un manque de matière sur le chemin du cône. Ceci est un défaut amont. Pour les mois de septembre à octobre, le pourcentage de rebus matériel chemin est entre 0,6 et 1%.

Figure 4 : Cône 12606 rectifié normal et avec matériel chemin

5.5.2.Etude menée

Pour comprendre ce phénomène, j’ai suivi la gamme de fabrication en première opération du cône.

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  Au décolletage : les cônes sont fait sur un tour multibroche à deux bagues/cycle, ce qui signifie qu’on usine deux cônes en même temps. Le chemin des deux cônes est fait par le même outil. Les deux cônes sont ensuite tronçonnés.
  

Figure 5 : Illustration du tronçonnage des cônes

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  En TTC : Pour la trempe thermique calibrée, les pièces sont chauffées dans un inducteur, puis calibré dans une matrice. L’inducteur est constitué de spires dans lesquelles circule un courant alternatif, ce qui crée un champ magnétique. Les pièces placées dans ce champ magnétique sont le siège de courants induits qui provoquent l’échauffement du matériau.

  Les cônes 12606 passent dans l’inducteur les uns derrière les autres en alternant le sens (petite face contre petite face et grande face contre grande face). Ils sont donc calibrés en alternant le sens.

  
  

Trempe + matriçage des pièces







Inducteur

(chauffe)

Arrivé des pièces

Figure 6 : représentation du passage des cônes dans la matrice

Lorsque les pièces rentrent dans la matrice, elles sont calibrées par le diamètre extérieur (le plus fort). Le diamètre le plus petit, au niveau de la collerette, n’est pas tenu, il peut donc se déformer.

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  Hypothèse : C’est la déformation au niveau de la collerette qui entraîne le matériel chemin. En effet tous les matériels chemin se situent au niveau de la collerette.
  

5.5.3.Essais menés

Pour vérifier l’hypothèse énoncée plus haut, j’ai mesurée la surépaisseur de cônes sortis de TTC.

(La surépaisseur est la couche de matière qui sera enlevée par les machines de rectification unitaire afin d’atteindre la cote finale.)

5.5.3.1.Mesure de la surépaisseur de l’alésage après la TTC

base

sommet

J’ai mesuré la surépaisseur de l’alésage en deux points, au niveau de la base du cône et au niveau du sommet. Pour que les résultats soient significatifs, on mesure 30 pièces.

Les résultats détaillés sont donnés en annexe (voir annexe 5)


On voit nettement que la surépaisseur au niveau du sommet est plus importante qu’à la base. Lors de la trempe, l’alésage du cône se déforme ainsi :

Figure 7 : déformation de l’alésage du cône après TTC

5.5.3.2.Mesure de la surépaisseur du chemin

On procède de la même façon pour mesurer la surépaisseur du chemin, au niveau du collet et de la collerette.

Si on résume les résultats dans un tableau :


A l’inverse de l’alésage, la surépaisseur au niveau de la collerette est bien plus faible que la surépaisseur au niveau du collet. Si on prend en compte l’étude faite sur l’alésage, on voit que le cône a tendance à se déformer ainsi :

J’ai pris différentes pièces mesurées précédemment et je les ai passées dans la machine de rectification du chemin. Aucune pièce n’est sortie avec du matériel. Il faut noter que ces valeurs ont été obtenues juste après un réglage de la machine. Le problème de matériel chemin doit venir d’un cumul : faible surépaisseur + dérive de la machine.

5.5.3.3.Idées d’action à mener

La première idée a été de modifier la forme de l’outil du décolletage pour anticiper les déformations de la pièce dans la TTC.

Cône actuel Cône avec la forme du

chemin modifié
Au décolletage, l’outil qui fait le chemin est une molette de forme, on ne peut donc pas changer son profil facilement. Il faudrait acheter une nouvelle molette. Cette solution coûterait trop cher.
J’ai alors regardé si on pouvait diminuer la déformation en changeant un peu les tolérances. En théorie, si on rajoute de la matière, la pièce se déformera moins en TTC.

5.5.3.4.Actions menées

Au décolletage, les opérateurs mesurent le diamètre extérieur du cône et l’épaisseur de la paroi. J’ai augmenté la tolérance de l’épaisseur paroi sans toucher à celle du diamètre extérieur. Ainsi, il y aura plus de matière et le cône se déformera moins.  

Dans un premier temps, j’ai mené un essai sur 50 pièces, en mesurant la surépaisseur chemin et alésage à chaque étape de la production.

Les résultats détaillés sont dans la synthèse que j’ai rédigé au terme de cet essai (voir annexe 6)
L’essai a été concluant, il y a eu plus de surépaisseur sur le chemin et la pièce s’est moins déformée. En contrepartie, la surépaisseur de l’alésage a beaucoup augmenté. C’est normal car il y a plus de matière, elle s’est donc concentrée sur l’alésage.
La machine de rectification de l’alésage (appelée Cimat) a accepté ces pièces sans problèmes, le temps de cycle a été un peu rallongé, mais comme la Cimat n’est pas menante, cela n’a pas eu d’impact sur le rendement de la ligne.

Pour pérenniser cette modification, en accord avec le service qualité, j’ai suivi 5 caisses produites avec la nouvelle tolérance.

Comme précédemment, à chaque étape de la fabrication j’ai prélevé 50 pièces dans chaque caisse pour les mesurer.
Le résultat de l’essai a été globalement positif, les pièces mesurées avaient la bonne surépaisseur. Le changement de tolérance a été pérennisé.

5.5.4.Résultats

Après la validation du changement, j’ai suivi l’évolution du nombre de matériel chemin au cours des semaines.
La modification a été validée à la fin de la semaine 43. Il restait des pièces « anciennes » en attente, ce qui explique le chiffre de la semaine 44. On voit ensuite nettement l’évolution du nombre de rebut.

Pour essayer de diminuer encore ce nombre, j’ai fait un essai en décalant encore la tolérance de l’épaisseur paroi au décolletage. Mais dans ce cas, la surépaisseur de l’alésage devient vraiment importante, et on risque de dégrader la meule de la Cimat.