Brevet FR2233139A1 — publié le 19750110

l1invention concerne un procédé permettant le sciage de pièces à travailler à l'aide d'un fil tendu en mouvement et en présence d'un agent abrasif, ledit fil parcourant une trame de coupe à brins parallèles cependant qu'unie pièce à travailler et la trame de coupe sont appliquées 1'urscontre ltautre. Un tel procédé est connu du brevet français n0 1.282.144. Suivant ce procédé la vitesse et le sens du mouvement des brins de la trame varient périodiquement, ce qui a comme conséquence des vitesses de sciage relativement faibles ; pour lesdites variations périodiques, on doit généralement disposer d'un grand nombre de galets de guidage déplaçables. L'invention a pour but un procédé qui n'est pas affecté par ces incon vénients et qui permet des vitesses de sciage qui dépassent plusieurs fois celles pratiquables lors de la mise en oeuvre du procédé connu. Conformément à Irinvention, le but précisé ci-dessus est atteint principalement du fait que le fil est animé sur son trajet entier d'un mouvement ininterrompu et est déplacé à vitesse constante et sans inversion du sens de déplacement le long de la pièce à travailler. Du fait que le sens du mouvement du fil ne doit pas être inversé, on peut, en des durées relativement courtes et à des vitesses de fil très élevées de l'ordre de 10 m/s, procéder au sciage de produits devant répondre à des tolérances très serrées, le sciage résultant en outre en une qualité de surface très -convenable et ne causant qu'une très faible perte de matière. Par le mouvement ininterrompu du fil, c'est toujours du fil "froid" qui vient en contact avec la pièce à travailler, de sorte que l'influence thermique mutuelle de la pièce à travailler et du fil est faible. Suivant un mode de réalisation particulier du procédé conforme à l'in- vention, depuis une bobine de dévidage, le fil est guidé sur plusieurs guidefils,pour former la trame de coupe, rainurés dont au moins un des guide-fils étant entrainé en rotation, tandis qu'après avoir parcouru la trame de coupe, le fil est enroulé sur une bobine d1 envidage ; conformément à l'invention, ce procé- dé est remarquable en ce que le guide-fil entrainé tourne à vitesse constante et sans inversion de son sens de rotation, alors que depuis la bobine de dévidage jusqu'à la bobine d'envidage, le fil parcourt toute la trajectoire à vitesse constante et avec un minimum de changements de direction.Par le mouvement constant ininterrompu du fil, on profite d'une usure restreinte et d'une longue durée de vie des guide-fils ; par les petits changements de direction limités dans la mesure du possible, la déformation du fil est limitée. Contrairement à ce qui était le cas lors de la mise en oeuvre du procédé connu, le procédé conforme à l'invention ne conduit qu'à des variations d'épaisseur très faible des produits usinés au cours d'un meme usinage grace à 1usure limitée et uniforme du fil Les produits dont le sciage a eu lieu suivant le procédé conforme à l'invention, se caractérisent par une grande précision de leurs dimensions, par une qualité élevée de leur surface et par des bords non endommagés. L'invention concerne également un dispositif permettant la mise en oeuvre dudit procédé. De la manière connue de la demande de brevet allemand numéro 1.652.513, publiée, ce dispositif est muni d'une bobine de dévidage, de plusieurs guide-fils à gorges parallèles dont au moins un est entratné, d'un support d'une pièce à travailler, ainsi que d'une bobine d'envidage, les guide-fils précités étant placés dans un compartiment de sciage cependant que ledit support et le compartiment contenant lesdits guide-fils sont déplaçables l'un par rapport à l'autre ; conformément à l'invention, ce dispositif est remarquable par un galet de renvoi et un galet de guidage entre la bobine de dévidage et le compartiment de sciage, ainsi qu'entre ce compartiment et la bobine d'envidage, les deux galets de guidage étant déplaçables axialement.De ce fait, le transport du fil vers le compartiment de sciage et vers la bobine d'envidage peut avoir lieu à vitesse très élevée Contrairement à ce qui est le cas du dispositif connu du brevet français nO 1.282.144 déjà cité, le dispositif conforme à l'invention ne nécessite pas de galets pour inverser le sens du mouvement du fil, de sorte qu3D est possible d'obtenir une construction plus simple et compacte comportant un nombre relativement petit de galets et de roues de guidage. Suivant un mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, les guide-fils sont entourés par les parois du compartiment de sciage qui comporte des cloisons de séparations internes. Grâce à ces mesures, on empêche que des particules détachées par meulage et se trouvant dans le compartiment de sciage soient projetées hors du compartiment par le fil se déplaçant à vitesse élevée, de sorte que l'on évite une perte d'abrasif ainsi que lienerassement et 12endommagement de constituants de machine. Suivant un autre mode de réalisation préféré du dispositif conforme à l'invention, les gorges pratiquées dans les guide-fils sont de section trapézoI- daiL Des machines de sciage opérant à l'aide dgun fil et dont les guide-fils sont munis de gorges ayant les profils les plus divers sont connues. Toutefois, la pratique a démontré que les gorges caractéristiques précisées ci-dessus conviennent par excellence pour des, vitesses de fil élevées, ne sont sujettes qu'à une faible usure et peuvent en outre etre pratiquées dans les guide-fils d'une manière simple et en respectant des tolérances sévères. Pour empêcher que, lors du remplacement éventuel d'un guide-fil défec tueux, l'on doive faire passer d'une bobines à l'autre la totalité de la longueur du fil, dans un dernier mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention les guide-fils sont formés par deux coquilles semicylindriques identiques qui sont fixées et centrées sur des axes à l'aide de manchettes. Ayant procédé de la sorte, on peut démonter axialement les galets cependant que le fil reste dans le dispositif. La description suivante,1 en regard des dessins annexés, le, tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment linvention peut être réalisée. La figure 1 représente schématiquement un dispositif permettant la wi3e en oeuvre du procédé conforme à l'invention. La figure 2 est une vue en perspective des guide-fils autour desquels on a enroulé le fil. La figure 3 est une vue de profil de l'ensemble représenté sur la figue re 2. La figure 4 est une vue de profil d'une bobine' et d'un galet de guidage. La figure 5 montre un guide-fil partiellement en section. La figure 6 est une coupe transversale suivant le plan YI-YI sur la figure 5. La figure 7 illustre à plus grande échelle le profil des gorges pratiquées dans les galets. Le dispositif 1 représenté aur la figure 1 comporte une bobine de dévidage 3, une bobine d'envidage 5, un compartiment de sciage 7 et un chariot 9 fsi- sant office de support d'une pièce à travailler. Le compartiment de sciage contient trois guide-fils rainurés 11, 13 et 15 qui occupent les sommets d'un triangle. Les parois longitudinales 7 du cozpartiment entourent quasi entièrement les trois guide-fils, mais laissent, toutefois, a' découvert une ouverture 19. Les deux faces frontales du compartiment sont obturées par des"psrois latérales 21. in bas, le compartiment est muni dtune fente 23, représentée à plus grande échelle sur la figure. Le compartiment contient des cloisons 25. Entre la bobine 3 et le compartiment 7, on a placé un galet de guidage 27 et un galet de renvoi 29. Entre le compartiment 7 et la bobine 5, on a placé également un galet de renvoi 31 et un galet de guidage 33. Les galets de guidage 27 et 33 sont déplaçables axialement. Avant de pouvoir effectuer un sciage, on doit poser autour des trois galets 11, 13 et 15 un fil 35 se trouvant encore sur la bobine de dévidage 3 pour la clarté des figures a et 3, on n'a représenté que sept rainures Â à G sur chaque galet. Le fil 35. est guidé à travers la fente 23 dans le sens de la flèche X et posé dans les rainures A pratiquées dans les galets, 11, 13, et 15. A partir de la rainure A du galet 15, le fil est posé dans la rainure- suivante B du galet 11, ensuite dans les rainures B des galets 13 et 15,-et ainsi-de-suite- Le fil ayant été posé dans la rainure G du galet il, il est de nouveau sorti du compartiment 7 à travers la fente 23. Dès à présent, on a formé de la sorte une trame de fil 37 à brins parallèles. Le dispositif est destiné au sciage de divers ma-tériaux- dont l'usinage est particulièrement difficile, un tel matériau pouvant être aussi bien. un métal que du quarts, du verre? une substance céramique,.etc.Pour mettre en oeuvre:le- procédé conforme à l'invention, le fil se trouv)ant sur-la.-bobine de dévidage 3 est passé sur le galet de guidage 27 et-le galet de renvoi -29-et posé de. la façon décrite autour des guide-fils 11, 13 et 15 ; ensuite le fil est passé sur le galet de renvoi 31 et le galet de guidage 33, et fixé finalement sur la bobine d'envidage 5. Le? compartiment-- 7 est rempli en partie d'un mélange.-abrasif- 39.- Un- moteur, qui n'a pas.. été représenté, imprime au galet ll une rotatlon constante suivant la flèche -R, le sens de rotation étant toujours le même. Un moteur imprime à la bobine 5 un mouvement de rotation dans le sens-- d-e- la flèche Z -; en vue cer une traction. constante sur le fil; un couple de freinag e. -est -éxercé sur la bobine de dévidage 3. Auprès avoir fixé solidement sur le chariot 9 une pièce -41 - devant être sciée par le dispositif, on déplace le chariot vers le compartiment 7, et en exerçant une force déterminée réglable,on applique la pièce à travailler -41 contre les brins-de fil parallèles-fortement~tendus entre les galets 13 et 15. Sous l'action du mélange abrasif entraîné par le fil, des entailles de sciage 42 sont pratiquées dans la. pièce 41. Du fait q., conformément. à l'invention, le fil 35 est déplacé à vitesse constante et sans changement périodique de son sens de déplacement, il est possible d'opérer à-des vitesses de sciage très élevées. Lorsque la bobine dévideuse est presque démunie de fil, on inverse le sens-de rotation du galet 11, et le fil est déplacé dans le sens-opposé, la bobine entraînée 3 servant alors de bobine dlenvidage--cependant que la bobine 5 sert de-bobine de dévidage. Les deux bobines-sont dimensionnées-de façon à pouvoir recevoir une quantité de fil d'une longueur de 10.000 à-20.000 m, selon le diamètre du fil. La figure -4 est unevue deprofil-de la bobine d'envidage 5 avec le galet-de guidage 33 muni d'une rainure. L'axe 45 de la bobine 5 est entrainé par un moteur électrique 43. Le galet de guidage 33 peut tourner librement sur un axe 49 qui peut coulisser dans le boitier 51 du dispositif. A l'extrémité libre de l'axe 49 est disposé un galet 47. Sous l'action d'un ressort 53,l'axe49 est, par le galet 47, appliqué-contre la faee périphérique d'un disque à came 55. Celui-ci est entraené en rotation par un moteur électrique 56 par l'intermédiaire d'engrenages 57 et 58. L'axe 49, avec le galet-de guidage 33, est animé d'un.mouvement axial de va-et-vient assuré par le disque à came 55 en vue de bobiner le fil sur la bobine 5.Le galet de guidage 27 est entraîné de la meme façon. Les figures 5 et 6 représentent le guide-fil ll monté sur un axe 59. Ce guide-fil 11 est formé par deux coquilles semicylindriques identiques 61 qui, à l'aide de manchettes 63, sont fixées et centrées sur l'axe 59 et qui sont munies sur leur pourtour d'une configuration de rainures parallèles 67. La figure 6 est une coupe transversale du guide-fil 11 suivant le plan VI-VI sur la figure 5.A plus grande échelle, la figure 7 montre la--partie. du galet 11 qui,selon la réf é- rence VII, sur la figure 5, est munie de gorges 67 qui ont un profil trapézoidal; les gorges sont dimensionnées et adaptées au diamètre du fil 35 de telle manière que,par sa circonférence, le fil soit tangent- à la face de base 69 et aux faces latérales obliques 71 des gorges ; les "barrages" 73 qui existent entre les rai nures ont également un profil trapézoldal. Les deux autres guide-fils -13 et 15 sont réalisés de la même façon à cette différence près, toutefois, que les axes de ces galets peuvent tourner librement, tandis que l'axe du guide-fil 11, comme déjà décrit, est entraîné par un moteur non représenté.. Le procédé et le dispositif conformes à l'invention permettent dedécouper des pièces à tronçonner en éléments ayant-une épaisseur de 0,2 mm ; comme fil, il est possible d'utiliser un fil en acier ou un fil en tungstène, le diamètre pouvant atteindre 1,2 mm. Comme mélange abrasif, il est possible d'uti liser du carborundum, par exemple en suspension huileuse. Les guide-fils peuvent être échangés facilement contre d'autres dont les dimensions diffèrent. En fonction de la dimension axiale des guide-fils, le nombre de gorges peut atteindre 200 ou plus. En outre, le dispositif est muni de préférence d'un réservoir de mélange abrasif ainsi que d'un-dispositif de dosage afin de maintenir un niveau adéquat du mélange abrasif dans le compartiment de sciage. L'invention a été expliquée en référence à un exemple de -réalisation suivant lequel la pièce à travailler est appliquée contre la trame de coupe par déplacement du chariot. De la meme façon, la trame de coupe peut être appliquée contre la pièce à travailler par un déplacement de l'ensemble des guide-fils. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant le sciage de pièces à travailler à l'aide d'un fil tendu en mouvement et en présence dtun agent abrasif, ledit fil parcourant une trame de coupe à brins parallèles cependant qusune pièce à travailler et la trame de coupe sont appliquées l'une contre L'autres caractérisé en ce que le fil est animé sur son trajet entier d'un mouvement ininterrompu et est déplacé à vitesse constante et sans inversion du sens de déplacement le long de la pièce à travailler. 2. Procédé selon la revendication l,suivant lequel depuis une bobine de de dévidage, le fil est guidé sur plusieurs guide-fils, pour former la trame de coupe, rainurés, dont au moins un des guide-fils étant entraîné en rotation, tandis qu'auprès avoir parcouru la trame de coupe, le fil est enroulé sur une bobine d'envidage, caractérisé en ce que le guide-fil entraîné tourne à vitesse constante et sans inversion de son sens de rotation, alors que depuis la bobine de dévidage jusqu'à la bobine d'envidage, le fil parcourt toute la trajectoire à vitesse constante et avee'un minimum de changements de direction. 3. Produit obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i ou 2. 4. Dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication i ou 2, ce dispositif étant muni d'une bobine de dévidage, de plusieurs guide-fils à gorges parallèles dont au moins un est entraîné, d'un support d'une pièce à travailler, ainsi que dlune bobine d'envidage, les guide-fils précités étant placés dans un compartiment de sciage cependant que ledit support et le compartiment contenant lesdits guide-fils sont déplaçables l'un par rapport à l'autre, caractérisé par un galet de renvoi et un galet de guidage entre la bobine de dévidage et le compatiment de sciage, ainsi qu'entre ce compartiment et la bobine d'envidage, les deux galets de guidage étant déplaçables axialement. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les guidefils sont entourés par les parois du compartiment de sciage qui comporte des cloisons de séparations internes. 6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les gorges pratiquées dans les guide-fils sont de section trapézoîdale. 7O Dispositif selon ltune des revendications 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les guide-fils sont formés par deux coquilles semicylindriques identiques qui sont fixées et centrées sur des axes à l'aide de manchettes.