Brevet FR2274019A1 — publié le 19760102

L'invention a pour objet un : procédé de fabrication de maquettes de contrôle des gravures de matrices, notamment des matrices de vilebrequins, et les maquettes de contrôle obtenues par ce procédé. L'objet de l'invention se rapporte notamment aux secteurs techniques du façonnage et du travail des métaux ou autres matières ou matériaux que l'on peut matricer, forger, mouler, embou- - tir On éprouve de sérieux inconvénients et de grandes difficuldravures des tés lorsqu'on veut contrôler les formes et dimensions des/matrices ou moules destinées au matriçage ou autres travaux de formage de pièces. C'est particulièrement le cas lorsqu'on veut exécuter une maquette ou un vilebrequin de contrôle, lorsqu'il s'a git de matrices pour matricer des vilebrequins. Dans ce cas, les faces de jonction des matrices cowplémentaires ne sont pas planes et présentent au contraire des profils relativement compliqués et variés. On exécute, -selon le procédas connu habituel une maquette ou vilebrequin en plomb. Les inconvénients sont nombreux et importants, notamment - les conditions de travail sont très mouvaises. On utilise une quantité importante de plomb. I1 y a des vapeurs de cyanure. - le plomb est très coûteux et le prix de revient de la raquette est élevé. - le poids des maquettes et les difficultés de manutention. - l'obligation d'utiliser une presse ou un pilon afin de mater le plomb dans les empreintes des matrices, c'est-à-dire pour faire épouser au plomb les formes des empreintes des matrices. - les difficultés Xpour extraire la maquette de contrôle des empreintes et pour découper la bavure qui s'est formée. - on doit "rebattre" le plomb entre les matrices, après enlèvement de la bavure, afin d'obtenir une fidélité convenable de 1' empreinte. - la difficulté d'obtenir néanmoins une empreinte vraiement fidèle par suite notamment des défauts de coulée. - le stockage coûteux, si l'on considère le prix du plomb et son immobilisation. - la gragilité des maquettes en plomb qui'craignent les chocs et perdent leur valeur de référence. - le danger lors de la fabrication des maquettes, en particulier lors des chocs ou pressions de formage. I1 n'est pas rare que des éclats de plomb soient projetés. Le procédé de fabrication selon l'invention remédie à ces inconvénients. Selon une caractéristique de ce procédé, la maquette ou pince de contrôle est constituée principalement par une couche périphérique de contact déposées dans les empreintes des matrices, et par un mélange à base de résine, de durcisseur et d'un matériau de charge, ce mélange étant utilisé pour le remplissage ge des empreintes des matrices complémentaires ; les parties de mAquette formées par les remplissages des empreintes des matrices, étant assemblées par un produit collant ou un mélange collant. Suivant une autre caractéristique, la couche périphérique de contact est constituée principalement par une résine époxyde, par un matériau de charge et par un produit durcisseur. Une autre caractéristique se trouve dans le processus suivant lequel : on procède A un nettoyage soigné, avec un solvant, des empreintes des matrices ou des moules ; on enduit les empreintes d'un agent de démoulage ; après séchage on passe dans les empreintes un produit facilitant le démoulage ; on dépose dans les empreintes ainsi préparées une couche de contact qui constitue,après le démoulage,la couche superficielle résistante de la maquette ou pièce de contrôle terminée ; on remplit les empreintes des matrices ou moules à l'aide du mélange à base de résine, de durcisseur et d'un matériau de charge ; on nettoie les faces de jonction autour des empreintes et on laisse sécher et polymériser ; on passe suies faces de jonction des deux demi-maquettes constituées par le remplissage des empreintes, une couche de produit collant ou d'un mélange collant ; on place les deux matrices remplies l'une sur l'autre et on laisse sécher et polymériser avant de démouler pour obtenir une maquette ou pièce de contrôle monobloc. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la description qui suit. Pour fixer l'objet de l'invention, sans toutefois le limiter,dans les dessins annexés Les figures 1/et 2 montrent à titre d'exemple d'application, par des coups longitudinales, deux matrices ou moules complémentaires, destinées au matriçage de vilebrequins. On veut réaliser une maquette de contrôle des formes et dimensions des empreintes de ces matrices. Les figures 3 et 4 sont des coupes transversales considérées suivant les lignes 3-3 et 4-4 des figures 1 et 2. Les figures 5 et 6 sont des vues semblables aux figures 1 et 2 après que l'on ait déposé la couche de contact et rempli les empreintes, puis passé une couche de produit ou mélange collant sur les faces de jonction des volumes remplis. Les figures 7 et 8 sont des coupes transversales considérées suivant les lignes 7-7 et 8-8 des figures 5 et 6. La figure 9 montre les matrices complémentaires remplies et rapprochées afin de laisser sécher et polymériser la maquette de contrôle avant son démoulage. La figure 10 montre la maquette ou pièce de contrôle, en l'occurence le vilebrequin, après le démoulage. La figure Il est une vue par une extrémité, correspondant à la figure 10, de la maquette ou vilebrequin de contrôle. L'objet de l'invention est rendu plus concret en le décrivant sous la forme de réalisation illustrée non limitativement aux figures des dessins. On considère dans ce cas deux matrices 1 et 2 présentant des empreintes complémentaires la et 2a, correspondant à un type de vilebrequin qui doit être formé avec ces deux matrices. Bien entendu les empreintes ont des dimensions un peu supérieures aux dimensions du vilebrequin ou pièce d fabriquer, cela pour tenir compte, selon des rapports bien connus, des retraits du métal après le matriçage qui s'opère d chaud. Les faces de jonction lb - 2b des matrices 1 eut 2, autour des empreintes la + 2a ,ont fréquemment des profils variés et compliques,comme c'est le cas dans l'exemple illustré. Suivant l'invention, on veut obtenir une pièce ou maquette aux formes et dimensions exactes des empreintes la-2a,afin de cnntrôler ces empreintes et de vérifier si les matrices sont en mesure d'assurer le matriçage correct des pièces. Pour cela, selon le procédé de l'invention - 1 - On procède à un nettoyage soigné des empreintes la-2a, avec un solvant, par exemple du trichloréthylène. - 2 - On enduit les empreintes d'un agent de démoulage. On peut utiliser tout agent dq démoulage connu dans le commerce, par exemple celui connu sous le nom commercial de W 10 et fabriqué par la Société SAPIC. - 3 - Après séchage de l'agent de démoulage, on passe dans les empreintes produit facilitant le démoulage. Ce produit peut être avantageusement une cire courante du commerce. - 4 - On dépose dans les empreintes la-2a ainsi préparées une couche de contact 3 relativement épaisse dont l'épaisseur peut être de 3 à 4 millimètres environ (figures 5, 6, 7, 8). Cette couche de contact constituera, après le démoulage, la couche superficielle résistante de la maquette ou pièce de contrôle. Cette couche périphérique de contact est constituée essentiellement par un mélange de résine époxyde, par exemple de la résine connue dans le commerce sous la référence 571, fabriquée par la Société SAPIC - un matériau de charge, tel que de l'ardoise en poudre - du dioxyde de silicium coagulé, notamment celui connu dans le commerce sous la marque déposée Aérosil - un durcisseur, notamment celui connu dans le commerce sous la référence T4, fabriqué par la Société SAPIC. Si on considère les matrices pour un vilebrequin de 110 kilogs (poids du vilebrequin en acier à forger), les composants du mélange constituant la couche de contact, sont utilisés avec les quantités suivantes en poids - résine ................................... 1 k, 200 - matériau de charge (ardoise) 1 k, 540 - Aérosil (ou équivalent).................. o k, 020 - durcisseur (tel que T4).................. o k, 300 Le mélange s'opère sans eau, par malaxage. - 5 - On remplit les empreintes la - 2a à ide d'un mélange 4 constituant pour l'essentiel la masse de la maquette de contrôle à exécuter (figures 5, 6, 7, 8). Ce mélange est constitué essentiellement par - un matériau de charge tel que du sable; - une résine époxyde - un produit durcisseur tel que T4 ou analogue. En tenant compte comme précédemment d'un vilebrequin de 110 kilogs, les composants du mélange de remplissage 4 sont utilisés avec les quantités suivantes en poids - sable.................................... 22 kgs - résine................................... 2 kgs - durcisseur O kg, 500 Le mélange s'opère sans eau, par malaxage. - 6 - On nettoie les faces de jonction lb-2b autour des empreintes la-2a, puis on laisse sécher quelques heures afin de permettre la polymérisation. Ce séchage peut durer 4 heures par exemple dans le cas d'une maquette selon l'exemple précité. - 7 - On passe ensuite sur les faces de jonction des deux parties de-maquette constituées par le remplissage 4 des empreintes, une couche fine 5 d'un produit collant ou d'un mélange collant. Ce produit ou mélange est d base de résine époxyde, et, d' une manière recommandée, il est constitué par - de la résine époxyde - de la poudre fine d'ardoise ; - un produit durcisseur tel que T4 ou analogue. En.tenant compte, comme déjà indiqué, d'un vilebrequid de 110 kgs, les composants du produit ou mélange collant sont utili sés avec les quantités suivantes en poids - poudre fine d'ardoise................................... 0 kg, 500 résine O kg, 400 - durcisseur 0 kg, 100 Le mélange s'opère sans eau, par malaxage. - 8 - On place soigneusement les deux matrices 1 et 2 ainsi remplies et préparées, l'une sur l'autre (figure 9), avec des moyens d'assemblage et de serrage s'ivy a lieu. On laisse ainsi sécher et polymériser quelques heures. On démoule ensuite la maquette de contrôle M (figures 10 et 11), et cette ultime opération s'exécute aisément par l'effet des -premières opérations de nettoyage, d'enduction, de revêtement des faces intérieues des empreintes. On obtient ainsi une maquette de contrôle M aux dimensions et formes exactes des empreintes îa-2a des matrices. Les avantages de ce procédé, et des produits obtenus, c'est b-dire des maquettes ou pièces de cnntrôle, sont les suivants - Rapidité d'exécution. - Fidélité de reproduction et de traçage. - Légereté des maquettes ou pièces de contrôle obtenues. - Possibilité de fabriquer ensuite aisément, au moyen de cette maquette, la plaque de découpage. Cette plaque est un outillage annexe à la matrice qui permet d'enlever la bavure ou excédent de metal autour de la pièce près le matriçage. - Prix de revient très produit des maquettes ou pièces de contrôle. Ce prix est environ le quart de celui d'une maquette en plomb. - Il est inutile d'utiliser un engin de frappe, tel que pilon ou autre. C'est une simplicité et commodité d'exécution. - On augmente sensiblement la sécurité dans la fabrication des maquettes, et on améliore considérablement les conditions de travail (suppression des manipulations du plomb, des effets des vapeurs nocives). - On obtient une grande facilité de stockage et de transport des maquettes et pièces de contrôle. - Les maquettes et pièces de contrôle sont fiables dans le temps, rigides, résistantes aux chocs et indéformables. - On a la possibilité en partant des maquettes ou pièces de contrôle, de réaliser des gravures femelles utilisables pour le travail aux machines d reproduire et d'usinage par étincelage. L'invention ne se limite aucunement d celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS - 1 - Procédé de fabrication de maquettes de contrôle des gravures de matrices, notamment des matrices de vilebrequins, et les ma quette de contrôle obtenues par ce procédé caractérisé en ce que la maquette ou piNce de contrôle est constituée principalement par une couche périphérique de contact déposée dans les emprein tes des matrices, et par un mélange à base de résine, de durcis seur et d'un matériau de charge, ce mélange étant utilisé pour le remplissage des empreintes des matrices complémentaires ; les parties de maquette formées par les remplissages des empreintes des matrices, étant assemblées par un produit collant ou un mélange collant. - 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que on procède à un nettoyage soigné, avec un solvant, des empreintes des matrices ou des moules ; on enduit les empreintes d'un agent de démoulage ; après séchage on passe dans les empreintes un pro duit facilitant le démoulage ; on dépose dans les empreintes ainsi préparées une couche de contact qui constitue après le dé moulage la couche superficielle résistantedè la maquette ou pièce de contrôle terminée ; on remplit les empreintes des ma trices ou moules à l'aide du mélange à base de résine, de dur cisseur et dtun matériau de charge ; on nettoie les faces de jonction autour des empreintes et on laisse sécher et polyméri ser , on passe sur les faces de jonction des deux demi-maquettes - constituées par le remplissage des empreintes,une coche de produit collant ou d fun mélange collant ; on place les deux matri ces remplies l'une sur l'autre et on laisse sécher et polymériser avant de démouler pour obtenir une maquette ou pièce de contrôle monobloc. - 3 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'agent de démoulage dont on enduit les empreintes des matrices,est par exemple celui connu dans le commerce sous le nom de W 10. - 4 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le produit facilitant le démoulage, dont on revêt les empreintes, est une cire courante du commerce. - 5 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la couche de contact périphérique que l'on dépose dans les empreintes, a une épaisseur de 3 d 4 millimètres environ, cette couche étant constituée principalement par une résine époxyde, par un matériau de charge et par un produit durcisseur. - 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 5, caractérisé en ce que la couche périphérique de contact est constituée essentiellement par - un mélange de résine époxyde, par exemple de la résine connue dans le commerce sous la référence 571, fabriquée par la Société SAPIC - un matériau de charge, tel que de l'ardoise en poudre ; - du dioxyde de silicium coagulé, notamment celui connu dans le commerce sous la marque déposéeAéroSil ; - un durcisseur, notamment celui connu dans le commerce sous la référence T4, fabriqué par la Société SAPIC. - 7 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange de remplissage des empreintes est constitué essentiellement par - un matériau de charge tel que du sable - une résine époxyde - un produit durcisseur tel que T4 ou analogue. - 8 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la counhe fine de produit collant ou de mélange collant que l'on passe sur les faces de jonction des parties de maquette constituées par le remplissage des empreintes, est à base de résine époxyde, et constitué essentiellement par - de la résine époxyde - de la poudre fine d'ardoise - un produit durcisseur tel que T4 ou analogue. - 9 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que, après préparation complète, les matrices sont placées l'une sur l'autre, avec des moyens d'assemblage et de serrage, puis on laisse sécher et polymériser avant de procé der au démoulage. - 10 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 2 à 9. pour - - - - caractérisé en ce que,un vilebrequin a forger en acier, de 110 kilogs, on utilise les quantités suivantes en poids - pour la couche périphérique de contact - résine 1 kg, 200 matériau de charge (ardoise) 1 kg, 540 - Aérosil (ou équivalent).................... 0 kg, 020 - durcisseur (tel que T4).................... 0 kg, 300 pour le mélange de remplissage - sable......................................22 kgs. - résine .................................... 2 kgs. - durcisseur................................. 0 kg , 500 - pour la couche fine de produit collant : - - poudre fine d'ardoise O kg, 500 - résine.................................... 0 kg, 400 | - - durcisseur O kg, 100