Brevet FR2137470A1 — publié le 19721229

î 2137470 Pour des raisons diverses, on s'efforce à automatiser la fabrication de pièces coulées, notamment de pièces coulées sous pression. Cette tendance est souhaitable surtout parce que la qualité des pièces coulées est influencée, d'une manière dé-5 oisive, par la régularité du cycle de fabrication. C'est ainsi que la régularité joue rôle très important dans le régime thermique des moules. Des variations de la température des moules entraînent, d'une part, un raccourcissement sensible de la longévité escomptée des moules et influent, d'autre part, d'une fa-10 çon déterminante sur les retraits et, par conséquent, sur les tolérances des pièces. On a développé à cet effet des appareils d'enlèvement que l'on peut considérer comme représentant l'état de la technique. Les appareils d'enlèvement connus saisissent la pièce coulée après l'ouverture des deux demi-moules et l'enlèvent 15 du compartiment de travail de la machine. Cette opération est suivie par le dépôt sur une bande transporteuse ou sur un plateau de réception. Ses dispositifs plus développés, appelés mains automatiques, sont de plus à même d'exécuter une suite d'opérations selon un programme introduit qui peut prévoir jusque l'im-20 mersion de la pièce coulée dans un bassin (pour le refroidissement) et l'introduction ultérieure dans une machine à ébarber. L'enchaînement d'une machine à couler sous pression avec une presse à ébarber placée à la suite, au moyen d'un dispositif de préhension automatique de construction connue présente cependant un 25 nombre d'inconvénients techniques aussi bien qu'économiques parce que le prix de revient dépasse considérablement celui pouvant %tre atteint par le procédé décrit ci-après. En refroidissant les pièces coulées, soit au moyen d'une douche d'air ou de liquide soit par l'immersion dans un liquide 30 de refroidissemeht, il se produit des contraintes inégales entre elles qui peuvent entraîner une déformation des pièces, sauf lorsque, pour éviter la déformation, les pièces coulées sont placées dans un dispositif de calibrage. Toutefois, ces opérations additionnelles rendent une automatisation plus coûteuse sinon impos-35 sible avec les moyens donnés, surtout paree qu'on vise à réduire de plus en plus le cycle de coulage* Dans la pratique, cela signifie qu'il manque déjà le temps pour enlever une pièce automatiquement d'un dispositif de calibrage et pour l'introduire ensuite dans un outil d'ébarbage. 40 II faut en plus mentionner que lors du refroidissement, des rési 72 08700 2 2137470 dus peuvent se former sur la pièce coulée qui, le cas échéant, doivent être également enlevés. Une immersion dans un liquide de refroidissement entraîne, au moins en ce qui concerne des nombreux alliages d'aluminium, un 5 durcissement de la surface. Compte tenu de l'usinage ultérieur le plus souvent envisagé, par exemple du découpage, fraisage, alésage, taraudage, etc..., ce durcissement est indésiré en raison de l'usure des outils. La présente invention élimine tous ces inconvénients tout 10 en diminuant le prix de revient et en rendant superflus les dispositifs de calibrage. Conformément à l'invention, il est prévu d'enlever une pièce à usiner de la machine à couler dans l'intervalle de temps entre les opérations cadencées de la machine au moyen d'un dispo-15 sitif de préhension et de l'introduire dans une presse à ébarber où elle s'applique, lors de son refroidissement, mu moule d'ébar-bage pendant que celui-ci est lentement fermé en conformité avec le processus de refroidissement pour être ensuite ébarbée. Un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé conforme 20 à l'invention est constitué pour l'essentiel par une presse horizontale et par un dispositif de préhension et de transport. La disposition de la presse à ébarber par rapport à la machine à couler par pression est sans importance, il est plutôt possible, en prévoyant des mouvements appropriés du bras, de choisir un en-25 chaînement quelconque entre la machine à couler et la presse à ébarber et selon n'importe quel positionnement. Pour des raisons de simplicité, on préférera cependant une position permettant de disposer les deux compartiments en question de la machine à couler et de la presse à ébarber l'un à côté de l'autre et en paral-30 lèle aux directions des ouvertures des deux machines. Il est d'une importance primordiale pour le procédé conforme à l'invention que la pièce enlevée de la machine à couler soit transportée immédiatement et sans interruptionsdans le compartiment de la presse à ébarber. Par contre, il n'est pas important de quelle manière cela 35 sera effectué. Il est pensable d'installer des dispositifs de préhension derrière la machine à ébarber 72 08700 3 2137470 d'une pince et de l'introduire dans le compartiment de la pièce à ébarber d'une façon analogue. Il importe que la pièce coulée chaude soit placée dans un outil qui n'est pas prévu pour un travail à chaud,mais qui est prévu pour un travail de pièces re-5 froidies par exemple à la température ambiante. Un avantage essentiel réside dans le fait qu'on peut travailler avec des tolérances sensiblement plus étroites et que la fabrication de l'outil d'ébarbage ne réclame aucune mesure spécia-V le, vu qu'il est possible d'utiliser,pour l'ajustement, des pièces 10 coulées à température ambiante. Par suite de la température élevée de la pièce eoulée, le processus de retrait de celle-ci n'est pas terminé immédiatement après le démoulage (dans la pratique, la température peut être alors comprise entre 100 et 400°C) et, par conséquent, une introduction entre les organes de réception 15 de l'outil d'usinage ultérieur de la presse à ébarber n'est pas facile. C'est pourquoi il faut, à l'endroit approprié, joindre à la pièce par fonte des pointes ou des corps profilés, à moins que ceux-ci n'existent déjà, permettant un précentrage. Après l'introduction de la pièce, encore plus volumineuse que l'espace 20 de réception, entre les éléments de précentrage, la presse à ébarber est fermée dans la mesure que la pièce coulée soit pressée, à l'aide de contre-appuis appropriés, dans la réception préliminaire. Cette course de fermeture terminée, la pince libère la 25 pièce coulée et se déplace hors de la zone d'ébarbage de la presse. Au moment même où les contre-appuis pressent la pièce eou-lée dans le précentrage, commence un processus de refroidissement. Pour le refroidissement on peut utiliser le rayonnement naturel 30/ qui peut être soutenu par des souffleries appropriées. Dans des cas spéciaux, on peut également utiliser un liquide de refroidissement. Le refroidissement par liquide peut être prévu pendant le temps où l'organe de préhension retourne dans sa position d'attente pour prendre la pièce suivante. Après un intervalle de 35 temps prédéterminé, on peut continuer de fermer la presse et la pièce peut être pressée, conformément au processus de retrait, dans la réception de l'outil de la presse. Il faut en même temps adapter l'effort des contre-appuis aux conditions données. La fermeture de la presse se déroule soit en continu, soit graduel-40 lement en fermant lentement ou en augmentant, d'une manière pré- 72 08700 4 2137470 déterminée, la force de fermeture. Au cours du refroidissement, on s'approchera à présent du moment où la pièce,soutenue par la force d'appui, glisse sur ou dans la réception pour y être forcée, jusqu'au refroidissement 5 définitif, de prendre une forme définie, d'une façon analogue aux conditions dans les dispositifs de calibrage. Après que ces conditions ont été établies, on procède au façonnage définitif, en enlevant des masselottes et des bavures, des arêtes vives ou d'autres restes de coulage ou en effectuant 10 un usinage ultérieur usuel. Ces travaux une fois terminés, la presse est ouverte, la pièce et les bavures sont expulsées et le dispositif est prêt à recevoir la pièce suivante. Lorsqu'il est désiré de raccourcir sensiblement le cycle, par exemple pour une suite de coulage rapide, on peut, comme il a été déjà mentionné, 15 au cours de la fermeture lente de l'outil et pendant le contre-appui, accélérer le refroidissement en utilisant des liquides de refroidissement ou d'autres fluides appropriés. Dans ce cas, il faut choisir pour les outils d'ébarbage et de façonnage ultérieur, des matériaux appropriés et d'une construction correspondante. 20 Le procédé qui vient d'être décrit permet, grâce à un re froidissement rapide et commandé, de fabriquer des pièces coulées sans déformation qui peuvent être en même temps ébarbées dans le même outil, le fait d'obtenir, par rapport à l'ébarbage à chaud jusqu'à présent pratiqué, des précisions beaucoup plus grandes et, 25 par rapport à l'ébarbage de pièces coulées refroidies, une simplification aussi bien qu'une économie d'opérations et de dispositifs, jouant un rôle primordial. On peut en outre commander le processus de refroidissement de la pièce de manière à ne pas devoir, par exemple, refroidir en même temps des canaux de coulée de sections 30 plus importantes ou les masselottes. 11 est possible d'imaginer également un retour immédiat des pièces de métal encore chaudes dans le four de fusion pour économiser l'énergie. De même, lors de l'utilisation de fluides liquides, le refroidissement peut être commandé de façon que la chaleur résiduelle permette l'évapo-35 ration du liquide. Il est également possible d'utiliser les réceptions de l'outil d'usinage ultérieur ou même les poinçons et les surfaces de coupe comme échangeurs de chaleur, cependant dans ce cas il faut prendre des mesures pour l'évacuation de la chaleur, par 40 exemple en prévoyant des perçages de refroidissement à travers 72 08700 5 2137470 lesquels est conduit un fluide approprié. Somme toute, les avantages du procédé proposé sont les suivants s Il est possible d'obtenir une production complètement 5 automatique tout en économisant de la main d'oeuvre. On peut travailler suivant un cycle de coulage régulier. Grâce au refroidissement commandé conforme à l'invention, on obtient des pièces uniformes et non déformées sans qu'il soit nécessaire d'utiliser u dispositif de calibrage additionnel. IJn finissage additionnel des 10 pièces est superflu parce que,grâce au serrage de la pièce dans l'outil de la presse à ébarber sous une pression pouvant être prédéterminée et avec un guidage précis, aucun retrait et aucune déformation ne sont possibles. La pièce peut être enlevée du moule plus tôt que cela n'était le cas jusqu'ici parce que, dans la 15 presse à ébarber, s'effectue en même temps un calibrage. Ainsi, le rythme de coulage peut être accéléré. Par rapport à l'ébarbage à chaud jusqu'à présent pratiqué, on obtient une plus grande précision ; par rapport à l'ébarbage à froid également jusqu'à présent usuel, l'avantage consiste 20 en une automatisation et, par conséquent, en une diminution des dépenses de la fabrication. L'invention va être expliquée en considérant quelques exemples de réalisation représentés aux dessins annexés. La fig. 1 est une vue de face d'un dispositif conforme à 25 l'invention. La fig. 2 est une vue latérale du dispositif suivant la fig. 1. La fig. 3 est une vue de face d'une forme modifiée du même dispositif. 30 La fig. 4 est une vue latérale du dispositif suivant la fig. 3. La fig. 5 est une coupe schématique d'un outil d'ébarbage conforme à l'invention, la moitié gauche de la figure montrant l'outil dans une première position d'abaissement et la moitié 35 droite montrant l'état de la fermeture complète. La figure 6 est un détail de la fig. 5 à plus grande échelle. La fig. 1 montre en représentation schématique une machi-- ne à couler 1, qui peut être une machine à couler sous pression, 40 par injection, ou d'un autre type, disposée horizontalement. Des 72 08700 6 2137470 colonnes de guidage de la machine à couler sont désignées par la* A côté de la machine à couler 1 et parallèlement au sens de travail de celle-ci est disposée une presse à ébarber 2 dont les colonnes de guidage sont désignées par 2a. Des guidages 3 prévus 5 sur la presse à ébarber 2 supportent un dispositif de préhension 4 dont l'extrémité est munie de griffes 5 en forme de pince.Le dispositif de préhension est commandé, au moyen d'un dispositif de commande non représenté, de manière à pouvoir ouvrir et fermer les griffes 5 et à pouvoir déplacer le dispositif de préhension 10 entier aussi bien dans le sens des flèches 6 que dans le sens des flèches 7. Le dispositif de préhension sert à enlever une pièce à usiner dans la machine à couler 1 et à la placer exactement dans l'outil de la presse à ébarber 2. Contrairement à la disposition conforme à la fig. 1, dans 15 l'exemple de réalisation suivant les fig. 3 et 4, le dispositif de préhension 14 n'est pas disposé au niveau des axes de la machine à couler et de la presse à ébarber, mais au-dessus des deux machines. La machine à couler 11 n'est indiquée dans ces figures que par les parties voisines du moule 11'• Parallèlement à la machine 20 à couler,est disposée une presse à ébarber 12 fonctionnant de manière connue. A la presse à ébarber 12, sont solidement fixés des rails 13 sur lesquels est guidé un dispositif de préhension. Celui-ci comporte un chariot 14, 14' avec une commande incorporée qui guide 25 à son tour un bras-support 15 équipé de griffes 15'• Le chariot 14 est déplaçable dans le sens des flèches 16 et le bras-support des griffes dans le sens des flèches 17. Un autre bras-support 13a est déplaçable dans le sens des flèches 18 ; les griffes 15' peuvent être ouvertes et fermées. 30 Ces déplacements sont déclenchés par l'intermédiaire d'une conduite 20, à partir d'un dispositif de commande 19 faisant partie de la presse à ébarber. La machine à couler est reliée au dispositif de commande 19 par l'intermédiaire d'une conduite 21. La suite des opérations de la presse à ébarber est également comman-35 dée par ce dispositif de commande 19. Le dispositif de préhension prélève une pièce à usiner formée dans la machine à couler et l'introduit dans la presse à ébarber dans le but d'un refroidissement et d'un ébarbage subséquent. 40 Dans la pratique, il est cependant nécessaire que le moule 72 08700 7 2137470 à couler et/ou 1*outil d'ébarbage soienflubrifiés" ou "noircis". En général* cela s*effectue à la sain. Conformément à l'invention par contre, on utilise le dispositif de commande et le rail de guidage du dispositif de préhension prévus pour guider et com-5 *ander un dispositif de noircissement. Le dispositif de noircissement comporte un second chariot 24, 24* correspondant au premier chariot 14, 14* et présentant des bras-supports 24a et 25 qui peuvent être déplacés dans le sens des flèches 16, 17, 18. Le bras-support 25 porte un organe 10 à tuyères 26 qui est alimenté, à travers une conduite 27, du noir de fonderie. La commande du chariot 24, 24' s'effectue par l'intermédiaire d'une conduite de commande 27. Les déplacements suivent automatiquement un programme conforme à la suite des opérations des deux machines. 15 La disposition horizontale représentés de la machine à couler et de la presse à ébarber n'est pas impérative. 11 est évident que l'on peut utiliser également des machines verticales. La fig. 5 montre la pièce à usiner 20, le demi-moule inférieur 21 et le demi-moule supérieur 22. Chacun de ces demi-20 moules fait partie d'un outil dont la moitié inférieure est désignée par 23 et la moitié supérieure par 24* Les demi-moules peuvent Stre retenus dans l'outil au moyen de ressorts 25, cependant, on peut également prévoir pour leur déplacement des pistons de commande individuels 26. 25 L'outil comporte en outre des dispositifs de maintien 27, 28 qui s'attaquent contre les masselottes 29 de la pièce 20 et dont les évidements 30 servent en même temps au centrage de la pièce. Les dispositifs de maintien peuvent soit s'appuyer contre la pièce sous l'action de ressorts 31, soit être déplaçables au 30 moyen de pistons de commande individuels 32. Les évidements 30 des dispositifs de maintien 27 sont destinés à la réception des corps de centrage 33, reliés aux massa-lottes 29. Les évidements 30 sont conformés de façon à pouvoir s'adap-35 ter tout juste sur les corps de centrage lorsque la pièce à usiner est encore chaude et dilatée et à retenir la pièce en ajustage exacte lorsque celle-ci est serrée définitivement entre les demi-moules. L'outil d'ébarbage peut être pourvu de perçages de re-40 froidissement 40. Au lieu de ces ouvertures ou en supplément, il OBIQ"4"- 72 08700 8 2137470 peut être prévu des dispositifs de refroidissement 41 ou 42 servant à diriger contre la pièce à usiner se trouvant dans la presse à ébarber un jet de liquide de refroidissement ou de la vapeur. La presse à ébarber peut présenter en outre des dispositifs 5 d'usinage additionnel, par exemple une fraise 43 guidée par un piston de commande 44 au moyen de laquelle on peut rectifier une ouverture 45 prévue dans la pièce 20 à la dimension voulue. Le mode de fonctionnement des dispositifs représentés qui viennent d'être décrits résulte du procédé qui a été expliqué au 10 début, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de revenir sur les détails. 11 est évident que les particularités de l'invention peuvent être adaptées chaque fois à l'application prévue. BAD ORIGINAL 72 08700 9 2137470 BEVBKSICA!E3rQKS 1 - Procédé de coulagé et d'ébarbage subséquent de pièces à usiner dans lequel une pièce à usiner est enlevée d'une machine à couler au moyen d'un dispositif de préhension et intro- 5 duite dans une presse à ébarber, caractérisé en ce que la pièce à usiner chaude enlevée de la machine à couler est refroidie uniquement dans la presse à ébarber où. elle s'applique,lors de son refroidissement,intimement au moule pesant que celui-ci est fermé lentement et confcxmément au processus de refroidissement pour 10 être ébarbée ensuite* 2 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce-qqe le dispositif de préhension est solidement relié à la prease à ébarber et commandé à la même cadence* 15 3 - Dispositif de coulage et d'ébarbage subséquent de piè ces à usiner en métal léger comportant une machine à couler sous pression, un dispositif de préhension et une presse à ébarber, les différentes unités du dispositif étant couplées l'une à l'autre et travaillant avec le même cycle cadencé, la presse à ébar-20 ber étant équipée, d'une part, d'éléments de centrage à action élastique serrant au précentrage et à la retenue de la pièce à usiner introduite par le dispositif de préhension et, d'autre part, de dispositifs au moyen desquels, pendant l'ébarbage, la pièce à usiner est serrée par liaison dynamique et de couteaux de 25 forme appropriée, caractérisé en ce que les dispositifs servant au serrage par liaison dynamique de la pièce à usiner consistent en unsou plusieurs pièces profilées, conformées aux contours de la pièoe et comportant des dispositifs de refroidissement, qui peuvent être approchées l'une de l'autre sous une pression réglable 30 et en fonction du comportement dû au retrait de la pièce à usiner se refroidissant. 4 - Dispositif suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif de préhension présente un rail de guidage relié à la presse à ébarber et servant à guider 35 l'organe de préhension commandé en cadence et que, sur ce rail de guidage, est guidé en outre un dispositif de lubrification ou de noircissement pour le moule à couler ou pour le moule d'ébarbage, oe dispositif étant commandé en cadence avec ceux-ci. 5 - Dispositif suivant l'une des revendications 2 à 4, 40 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de commande commun bad original 72 08700 2137470 10 pour la machine à couler, la presse à ébarber, le dispositif de préhension et le dispositif de noircissement. dpy