Brevet FR2305726A1 — publié le 19761022

L'invention concerne l'opération de prélèvement d'une carotte dans une pièce métallique, en vue d'exécuter une éprouvette destinée, par exemple, a une analyse métallurgique de la pièce. Habituellement, pour prélever une telle carotte1 on commence par usiner dans la pièce un évidement de profondeur légèrement plus grande que la longueur de la carotte a obtenir, en laissant de la matière dans la partie centrale de cet évidement, de manière que la carotte se forme au fur et a mesure qu'on approfondit l'évidement, après quoi, il reste encore a sectionner la carotte a sa base pour la libérer du fond de 11 évidement avec lequel elle fait corps. On comprend aisément que ces deux opérations d'exécution de l'évidement et de sectionnement de la carotte soulèvent des diffi cultés d'autant plus grandes que les matériaux travaillés sont plus durs. Ainsi, le prélèvement d'éprouvettes dans des pièces trempées, telles que des cylindres de laminoir, par exemple, sont exécutées l'heure actuelle, par des opérations de meulage, C t est- -dire des opérations qui sont très longues et, par conséquent, très couteuses. Or, on sait que l'usinage par le procédé dit d'électro-érosion est très intéressant, notamment pour le travail des pièces dures. L'invention a précisément pour objet un dispositif qui permet, par électro-érosion, le détachement relativement rapide de la carotte, après usinage de l'évidement, effectué de préférence aussi par électro-érosion. Le dispositif suivant l'invention est constitué d'un ensemble comportant, d'une part, un support isolant électriquement adapté a étre fixé sur l'extrémité libre de la carotte, et deux branches latérales métalliques mobiles opposées,de longueur plus grande que celle de la carotte à sectionner, qui sont reliées, par l'une de leurs extrémités, au support isolant et qui se terminent respectivement par deux couteaux-électrodes dirigés l'un vers l'autre et chacun d'une longueur sensiblement égale a la moitié de l'épaisseur de la carotte, et, d'autre part, un dispositif de commande de rapprochement progressif des deux branches jusqu'à ce que les deux couteaux-électrodes se rejoignent, de telle manière que, si l'on relie la pièce au pôle négatif d'une source de courant approprié et son pôle positif aux deux branches métalliques, la base de la carotte se trouve .sectionnée par les deux couteaux par électroérosion. Grâce à ce dispositif, non seulement on réalise le détachement de la carotte dans un temps bien moindre que par meulage, mais on gagne aussi du temps par le fait que les couteaux du dispositif que l'on descend dans l'évidement, entre la carotte et la paroi dudit évidement, ont une longueur, dans une direction perpendiculaire a la carotte, égale seulement à la moitié du diamètre de l'éprouvette, alors que si l'on devait utiliser une meule, celle-ci aurait un diamètre régal à deux fois la longueur des couteaux, de sorte que l'évidement à creuser préalablement devrait être beaucoup plus grand, et par conséquent beaucoup plus long à usiner. De plus, le dispositif facilite les conditions de travail de détachement de la carotte, puisque les outils d'électro-érosion sont supportés et centrés directement sur l'extrémité libre de la carotte et que le dispositif de commande de rapprochement des deux branches métalliques qui portent les couteaux-électrodes peut ètre porté par la meme tête mobile de machine que celle sur laquelle on avait monté l'électrode d'usinage de l'évidement par électroérosion, alors que, pour l'usinage par meulage, on est obligé de se fier à des références extérieures à la pièce, par exemple à des graduations sur les glissières de la machine-outil utilisée, tant pour les mouvements d'avance latéraux que pour les mouvements d'avance en profondeur. Dans un mode de réalisation avantageux, le support isolant est muni, du côté des deux branches mobiles, d'une embase de fixation tubulaire adaptée à s'emporter directement, à force, sur l'extrémité libre de la carotte. Ainsi, la fixation et le repérage du dispositif de sectionnement sont réalisés instantanément et d'une manière store. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif de sectionnement de carotte par électro-érosion suivant l'invention. Sur ces dessins la figure 1 est une coupe longitudinale médiane du dispositif; et la figure 2 est une coupe transversale partielle faite sensiblement suivant la ligne brisée -Il-Il de la figure 1. Le dispositif de sectionnement de carotte par électro-erosion représenté sur les figures 1 et 2 est constitué par l'ensemble formé, d'une part, par le dispositif de sectionnement proprement dit désigné dans son ensemble par l et, d'autre part, par un dispositif de commande du précédent, désigné dans son ensemble par 2. Le dispositif de sectionnement proprement dit l comporte essentiellement un support isolant électriquement 4, une embase 5 de fixation sur l'extrémité libre d'une carotte 6 dont la base fait corps avec le fond d'un évidement 7 pratiqué dans une pièce 8, et deux branches latérales mobiles 11, 12 terminées respectivement par deux couteaux-électrodes 13, 14. Le support isolant 4 est de forme parallélépipédique et il présente, en saillie sur sa face inférieure, un moyeu cylindrique 17. L'embase de fixation 5 est de forme tubulaire et constituée, dans l'exemple, par une douille de métal cylindrique dont la partie supérieure est fixée sur le moyeu 17, par exemple au moyen de vis ou de rivets 18, tandis que sa partie inférieure présente des fentes longitudinales 19 qui lui confèrent une certaine déformabilité élastique en diamètre. L'alésage 21 de la douille est légèrement plus petit que le diamètre de la carotte 6 qui, dans l'exemple, est cylindrique, de manière que cette douille puisse étre emmanchée élastiquement à force sur l'extrémité libre de la carotte. Le positionnement précis axial de la douille sur la carotte est assuré par l'entrée en contact d'un épaulement intérieur 22 de la douille contre la face supérieure de l'extrémité libre de la carotte 6. Ce montage permet un positionnement instantané, sûr et précis, du support isolant 4 par rapport à la carotte. La branche mobile Il est constituée d'une lame métallique 25 relativement rigide dont l'extrémité supérieure est fixée, par exemple par des rivets 26, sur l'extrémité inférieure d'un ressort à lame 27 dont l'extrémité supérieure est fixée contre une face latérale du support isolant 4, au moyen de vis ou de rivets 28, par l'intermédiaire d'une contreplaque 29. Le couteau-électrode 13 est constitué par un petit morceau de cornière en cuivre rouge fixé, par des rivets 32, sur l'extrémité inférieure de la lame 25. D'une manière analogue, l'autre branche mobile 12 est constituée d'une lame métallique relativement rigide 34 supportant le couteauélectrode 14, et d'un ressort à lame 35 fixé sur la face latérale opposée du support isolant 4 au moyen de rivets 36 et d'une contreplaque 37. Les deux branches mobiles 11, 12 ont une longueur plus grande que celle de la carotte à sectionner. 6, de manière telle que, lorsque l'embase 5 est emboîtée sur le sommet de la carotte, les couteaux-électrodes 13, 14 soient situés à proximité du fond de l'évidement 7 et que les parties supérieures des deux branches demeurent à 1' extérieur de la pièce 8. La longueur de l'aile de chaque couteau 13, 14, perpendiculaire à l'axe de la carotte 6, est sensiblement égale au rayon de ladite carotte. A l'état libre, les deux branches mobiles 11, 12 sont sensiblement parallèles. Le dispositif 2 de commande de rapprochement progressif des deux lames mobiles 11, 12 est constitué par un étrier rigide 41 dont les deux branchés 42, 43 présentent un 'écartement légèrement supérieur à l'espacement -des deux branchés mobiles 11, 12. Dans leurs deux extrémités, sont partiellement encastrés à force deux poussoirs 44, 45 constitués par deux petits cylindres en matière isolante destinés à entrer en contact avec deux cames 46, 47 fixées, respectivement, sur les faces extérieures des parties supérieures des deux lames rigides 25, 34, par exemple au moyen des mêmes rivets, tels que 26, servant déjà à fixer ces lames sur les ressorts 27 et 35.Les faces actives des deux cames 46, 47 sont inclinées vers l'extérieur et vers le bas, de manière qu' un mouvement de descente de l'étrier 41 dans le sens de la flèche f (figure 1), produise, par l'entrée en contact des poussoirs 44, 45 avec lesdites cames, un mouvement de rapprochement des deux branches mobiles 11, 12 et, par conséquent, des deux couteaux-électrodes 13, 14. L'étrier 41 est fixé, par exemple, au moyen de deux brides latérales 51, 52 à l'extrémité inférieure d'un coulisseau vertical 53 d'une machine-outil sur laquelle est fixée la pièce 8 dans laquelle on prélève la carotte 6. Le fonctionnement du dispositif est le suivant Avant de sectionner la carotte 6 à sa base, il convient évidemment, de procéder au préalable à sa formation. On effectue ce travail de préférence aussi par électro-erosion et, à cet effet, on fixe, par exemple sur le coulisseau 53 de la machine, à la place de l'étrier 41, une électrode d'éleotro-érosion dont le profil est la contrepartie, c'est-à-dire le négatif, de l'évidement annulaire 7 au centre duquel doit subsister la carotte 6. La section de cet évidement est rectangulaire, à angles arrondis, de dimensions juste suffisantes pour permettre la descente des couteaux-électrodes 13, 14 et des lames 11, 12 qui les portent, dans les deux intervalles libres entre la carotte 6 et les petits cOtes dudit évidement.La profondeur de l'évidement est un peu supérieure à la longueur de la carotte à prélever. Pour cette opération, la pièce 8 est reliée, par un conducteur électrique 56, au pôle négatif d'une source appropriée de courant électrique, et l'électrode-d'érosion, au pôle positif de ladite source. La carotte étant maintenant formée mais encore attenante au fond de l'évidement 7, par son extrémité inférieure, il convient de la sectionner à sa base. Pour cela, on retire du coulis seau 53 de la machine, l'électrode qui vient de servir à l'exécution de l'évidement et l'on monte à sa place, l'étrier 41. On remarquera que cet étrier est automatiquement centré par rapport à la carotte puisqu'il a pris la place de l'électrode ayant servi à la formation de cette carotte. Par ailleurs, on met en place le dispositif de sectionnement proprement dit de la carotte, par emboitement à force de la douille 5 sur l'extrémité supérieure de ladite carotte.Les deux couteaux-électrodes 13, 14 étant reliés électriquement, par les lames 25, 34 et les ressorts 27, 35, ainsi que par des conducteurs électriques 57, au pôle positif de la source de courant électrique, on fait descendre progressivement le coulis seau 53 de la machine comme indiqué par la flèche f, de sorte que les poussoirs 44, 45, en glissant lentement contre les surfaces inclinées des deux cames 46, 47 obligent les deux couteaux-électrodes 13, 14 à se rapprocher progressivement l'un de l'autre et à creuser, par électroérosion, dans la base de la carotte, deux entailles dont les fonds se rapprochent l'un de l'autre jusqu'à venir se rejoindre sur l'axe de la carotte à ce moment complètement détachée du fond de l'évi- dement 7.On a représenté en traits mixtes la position finale de l'étrier 41 et des branches mobiles 11, 12 avec leurs couteaux 13, 14. I1 ne reste plus qu'à remonter le coulisseau de la machine, pour pouvoir sortir le dispositif de sectionnement et la carotte 6. On remarquera que le nombre de couteaux-électrodes du dispositif est égal à deux et que ce nombre est optimum. En effet, si 1 on prévoyait un nombre plus grand de couteaux, par exemple trois ou quatre, on serait conduit à exécuter un évidement 7 de largeur plus grande. Avec quatre couteaux, la largeur de 'évide- ment serait égale à sa longueur, c'est-à-dire qu'il serait de section carrée et il est alors bien évident que cette solution serait désavantageuse par rapport à la solution à deux couteaux, puisqu'elle nécessiterait, pour l'exécution de l'évidement 7, l'enlèvement d'un volume de matière beaucoup plus grand.Le temps nécessaire au sectionnement ne serait pas réduit pour autant, puisqu'il correspond au temps nécessaire au travail d'un seul couteau-électrode pour parcourir une distance égale au rayon de la carotte, tous les outils travaillant simultanément. Si l'on envisageait de prévoir un seul couteau-électrode, d'une longueur égale au diamètre de la carotte pour qu'il puisse seul la sectionner, on pourrait exécuter l'opération avec un évidement rectangulaire qui aurait sensiblement les mêmes dimensions que celui représenté pour un travail avec deux couteaux, mais le temps de sectionnement serait alors double, puisque le couteau unique devrait parcourir une distance égale au diamètre de la carotte, c'est-a-dire deux fois la distance que les deux couteaux parcourent simultanément dans l'exemple décrit. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, elle est susceptible de nombreuses variantes, accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif pour le sectionnement de la base d'une carotte attenant à la partie centrale du fond d'un évidement pratiqué dans une pièce, caractérisé en ce qu'il est constitué d'un ensemble comportant, d'une part, un support isolant électriquement (4) adapté à être fixé sur l'extrémité libre de la carotte (6), deux branches latérales métalliques mobiles opposées (11,12) de longueur plus grande que celle de la carotte à sectionner, qui sont reliées, par l'une de leurs extrémités, au support isolant (4) et qui se terminent respectivement par deux couteaux-électrodes (13, f4) dirigés l'un vers l'autre et chacun d'une longueur sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de la carotte et, d'autre part, un dispositif (41,46,47) de commande de rapprochement progressif des deux branches mobiles jusqu'à ce que les deux couteaux-électrodes se rejoignent, de telle manière que, si l'on relie la pièce au pôle négatif d'une source de courant approprié et le pôle positif aux deux branches mobiles, la base de la carotte se trouve sectionnée par les deux couteaux par électro érosion. 2.- Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support isolant (4) est muni, du côté des deux branches mobiles (11,12) d'une embase de fixation tubulaire (5) adaptée à s'emboîter à force sur l'extrémité libre de la carotte (6). 3.- Dispositif suivant l'une des revendications 1 ou 2, carac prisé en ce que le dispositif de commande de rapprochement des deux branches mobiles comporte un étrier rigide (41) à deux branches parallèles (42,43) dont l'écartement est légèrement supérieur à l'espacement desdites branches mobiles et dont les extrémités sont en contact, par l'intermédiaire de surfaces de cames inclinées (46, 47) avec les parties desdites branches voisines du support isolant et soumises à l'action de moyens élastiques (27,35) tendant à les écarter. 4.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les deux branches mobiles (11,12) comportent chacune une lame de ressort (27,35) dont une extrémité est fixée rigidement contre une face latérale du support isolant (4).