Brevet FR2327847A1 — publié le 19770513

La présente invention concerne un dispositif pour profiler la face d'une meule de rectification avec un galet de profilage par écrasement. La rectification de profil en plongée est un procédé d'usinage convenant pour produire des profils complexes de presque toutes les formes.La face de la meule de rectification employée dans la rectification de profils en plongée peut être profilée par écrasement avec un galet de profilage ou par diamantage. La présente demande sera limitée exclusivement au profilage par écrasement. Lors du profilage avec un galet travaillant par écrasement, un galet de profilage fabriqué en alliages de carbure, d'acier rapide ou de fonte est mis en forme au profil désiré de la pièce et est appliqué sous pression contre la face d'une meule de rectification pour profiler la meule. La configuration de la meule de rectification ou profil est formée quand le galet de profilage par écrasement est appliqué avec une forte pression, c 'est-a-dire de 35 kg/c envi 2 ron a 42 kg/lcm2 environ contre la meule de rectification qui est habi- tuellement entraînée à des vitesses faibles Sous de telles pressions, cette action d'écrasement déloge quelques grains de la meule et communique un profil inverse de celui du galet à la meule de rectification. La meule profilée est alors ramenée à la vitesse de rectification et déplacée en plongée dans la pièce à usiner. Il se produit un transfert presque parfait de forme entre le galet de profilage par écrasement, la meule abrasive et la pièce, sans différence mesurable entre le galet de profilage et la pièce finie. Dans le brevet belge na 834.992 ayant pour titre : "Dispositif pour refendre une matière enroulées, des rouleaux de découpage monoblocs utilisés pour refendre une matière enroulée sont décrits. Ces rouleaux de découpage ont été obtenus par rectification de profils en plongée en utilisant une meule de rectification ayant un profil formé par un galet de profilage par écrasement. Les galets de profilage par écrasement ont généralement de 75 mm environ à 105 mm de diamètre environ et sont environ de 4 mm plus larges que les meules de rectification. Le diamètre de la meule de rectification peut varier suivant l'application ou les conditions de fonctionnement, ce diamètre étant compris entre environ 150 mm et 510 mm environ. Du fait de la grande différence des diamètres du galet de profilage et de la. meule de rectification et du fait que la meule de rectification est entraînée lorsque le galet de profilage est au repos, le galet de profilage a des chances de glisser. Le glissement du galet de profilage n'a généralement pas de conséquences sérieuses quand les dimensions des parties saillantes et des gorges du profil formé par écrasement dépassent environ 0,025 mm à 0,038 mm environ. Le profilage par écrasement des meules de rectification pour produire des couteaux destinés à refendre de la tôle tel que cela est décrit dans le brevet susmentionné, ne présente pas de problème quand les parties saillantes et les gorges du profil ont au moins 0,25 mm de largeur environ. Toutefois, la préparation de couteaux pour refendre des tôles plus légères, c'est-à-dire situées dans la plage de 0,12 mm environ à G,20 mm environ a présenté des problèmes. Le formage de parties saillantes et de gorges dans les meules de rectification abrasives dans la plage de 0,12 mm environ à 0,20 mm environ-est une opération délicate. Il est très facile de casser et d'écailler le profil de la face de la meule de rectification. Un soin extrême doit être pris lors du profilage par écrasement.Le glissemen-t-du--rouleanrde profilage par écrasement complique le profilage et provoque três souvent des cassures et un écaillage de la meule de rectification. La présente invention permet de profiler par écrasement des meules de rectification ayant des profils comportant des parties saillantes et des gorges situées dans une plage de largeur de 0,12 mm environ à oui20 mm environ en prévoyant un galet de profilage par écrasement comportant un composant capable de recevoir un mouvement de rotation à partir de la meule de rectification avant que le profil formé ne vienne en contact avec la meule de rectification. La présente invention prévoit un dispositif pour profiler par écrasement un profil comportant des parties saillantes et des gorges ayant une largeur inférieure à 0,25 mm environ dans une meule de rectification. Le dispositif comprend un galet dur, dense, de profilage par écrasement ayant un profil formé de parties saillantes et de gorges et une surface d'entrainement placée sur le galet ayant un diamètre supérieur au diamètre du profil de formage de la meule. Cette surface d'entraînement est un anneau qui est environ 50 à 75 fois plus large que les parties saillantes et les gorges séparées qui constituent le profil formé. A prnximite d'une gorge extérieure de ce galet de profilage par erassmant se trouve une partie épaulée pour augmenter la résistance latérale du profil mis en forme. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec le dessin ci-joint dans lequel : La figure unique est une vue en élévation, de face, reré- sentant un galet de profilage par écrasement, une meule de rectification et une pièce La figure unique montre la relation entre les trois composants principaux lors de la rectification de profils en plongée, le galet de profilage par écrasement 10, la meule de rectification 20 et la pièce à usiner 30. Si l'on se réfère à la figure, le galet de profilage par écrasement 10 est un cylindre métallique qui a été usiné avec précision à la configuration de la pièce finie 30. La matière choisie pour le galet de profilage par écrasement dépend de l'ensemble des coûts d'usinage. En général, la matière choisie est celle qui assure le prix de revient le plus faible par pièce produite. Presque tous les galets de profilage par écrasement sont faits dans l'une de ces matiè- res : fonte, acier traité, acier rapide ou carbure tel que le carbure de tungstène ou le carbure de bore. Au lieu d1 employer un cylindre métallique plein, le galet de profilage par écrasement peut également être un assemblage de cou teaux et de cales a'épaisseur empiles, une telle construction étant analogue à ltempilage de couteaux et de cales d'épaisseur sur un arbre pour refendre une matière métallique. Ces éléments peuvent être des disques en carbure de tungstène fournis à une tolérance extrêmement précise d'environ f 0,0012 mm, Le galet de profilage 10 contient un alésage disposé axialement (non représenté) pour recevoir une broche et positionner le galet sur une rectifieuse de précision tournant à grande vitesse. Le galet de profilage selon la présente invention comporte les éléments suivants : un profil de formage 11, une partie épaulée annulaire 16 et un moyen d'entraînement 18. Quand le galet de profilage est monté sur l'arbre de la machine de rectification, il est maintenu en place par des roulements à galets coniques préchargés. Les roulements à galets empêchent tout déplacement axial ou radial du galet pendant le profilage. Tout cet ensemble est préchargé de telle sorte que l'ensemble des forces globales agit pour maintenir toutes les pièces fixes les unes par rapport aux autres. Ceci est nécessaire pour obtenir un transfert précis du profil de formage sur là face de la meule de rectification. Le profil de formage Il est transféré sur la meule de rectification 20 et puis transféré sur la pièce 30. La pièce, dans ce mode de réalisation, est un couteau. Ce couteau est appairé avec un autre couteau identique pour former une paire de couteaux utilisés pour refendre de la tôle noire tel que cela est décrit plus complètement dans le brevet belge n0 834.992. Pour que ces couteaux appairés puissent être employés, leurs profils respectifs doivent s'engager l'un Gans l1 autre. L'engagement est effectué en controlant les dimensions des éléments du profil, à savoir les parties saillantes et les gorges, comme on l'exposera plus complètement ci-après. Le profil de formage Il est constitué par une série d'éléments annulaires, les parties en saillie 12 et les gorges a cotés rallèles 14. La distance entre les cotés parallèles de chacune des gorges doit être suffisante pour permettre aux parties en saillie d'un couteau appairé de passer dans celles-ci avec un certain jeu latéral pour éviter le coincement des couteaux pendant le refendage. La largeur des parties en saillie est égale à la largeur du produit refendu obtenu avec une paire de couteaux 30. Dans ce mode de réalisation, cette largeur est généralement inférieure à 0,254 mm environ et de préférence située dans la plage comprise entre 0,12 mm environ et 0,20 mm environ. Si le profil de formage du galet de profilage était fait de couteaux et de cales d'épaisseur au lieu d'employer un cylindre métallique plein, les couteaux formeraient les parties en saillie et les cales d'épaisseur ayant un diamètre plus petit formeraient les gorges servant à maintenir les couteaux séparés à une distance prédéterminée pour assurer le jeu nécessaire. Une partie épaulée 16 est positionnée à proximité d'une gorge extérieiire. Le diamètre de cette partie épaulée est identique au diamètre des parties 12; cette partie est toutefois plus large. Typiquement,cette partie épaulée est environ-trois fois plus large que les parties en saillie. Cet éléinent plus large assure un support latéral des parties en saillie quand deux couteaux sont engagés et évite une rupture. Si cette partie épaulée n'existait pas, les forces latérales exercées pendant le refendage amèneraient les parties en saillie extérieures à se casser et finalement toutes les parties en saillie se détérioreraient. Le moyen d'entraînement 18 est 11 élément clé de cette invention. La largeur "w est généralement environ 50 à 75 fois supérieure à celle des parties en saillie Zu profil de formage. Un galet de profilage par écrasement préféré est fait en des matières très dures, telles que du carbure de tungstène. Un galet de cette nature présente une usure par abrasion inférieure à celle d'un galet en fonte par exemple,mais il a également moins de chance de transmettre un quelconque mouvement de rotation du fait de sa résistance à la déformation. Une meule de rectification qui doit être profilée par écrasement par un galet en carbure de tungstène a de fortes chances de glisser sur une telle surface dure et lisse et, donc, le maintien d'une rotation uniforme du galet de profilage est souvent difficile sinon impossible. Comme on l'a représenté dans la figure 1, le moyen d'entraî- nement a un diamètre plus grand que le profil de formage. Cette différence de diamètre entre ces deux composants du galet de profilage est représentée par le symbole Wd'2sOn a trouvé qu'en donnant au moyen d'entralnement 18 un diamètre supérieur d'environ 0,25 mm au diamètre du profil de formage, un mouvement de rotation est transmis au moyen d'entraînement quand la meule de rectification tourne et est amenée en contact avec le galet de profilage. Après un certain temps, le moyen d'entraînement forme un profil par écrasement dans la meule de rectification correspondant aux dimensions du moyen d'entralnement 18, par exemple une gorge de largeur "w" et de profondeur "d'". Cette gorge est suffisante pour maintenir un mouvement de rotation uniforme du galet de profilage quand les extrémités des parties saillantes 12 viennent en contact avec la meule de rectification. Un mouvement de rotation uniforme du galet de profilage avant d'amener les parties en saillie et les gorges du profil de formage en contact avec la meule de rectification évite toute rupture ou écaillage de ces élé- ments fragiles. Le galet de profilage est appliqué avec une pression élevée, par exemple 85 kg/cm2 environ à 42 kg/cm2 environ contre la meule de rectification qui est habituellement entraînée à des vitesses faibles, par exemple de 200 à 300 t/mn pendant le profilage par écrasement. Les meules-de rectification employées pour la mise en oeuvre de la présente invention sont des meules en alumine dont la dimension du grain et la structure des grains des particules individuelles sont contrôlées avec soin. En outre, la dureté et le type du liant entre les grains déterminent également les propriétés de la meule de rectification. Quand le galet de profilage 10 a communiqué le profil 11 à la meule de rectification et formé le profil 21, la meule de rectification profilée est alors amenée à la vitesse de rectification et déplacée en plongée dans la pièce à usiner 30. Les parties en saillie et les gorges du profil de la meule de rectification. forment le profil 31 dans la pièce à usiner. Les parties en saillie 32 et. les gorges 34 sont presque identiques aux parties en saillie 12 et aux gorges 14 du profil du galet de profilage par écrasement 11. La partie épaulée de la pièce 36 correspond à la partie épaulée du galet de profilage par écrasement 16. Il peut exister un moyen 38 similaire au moyen d'entraînement 18 sur la pièce à usiner. Le moyen d'entraînement 18 entraî- ne l'élément similaire 38 par l'intermédiaire de l'élément d'entraîne- ment et de transfert 28.Le transfert de l'élément d'entraînement 18 peut être contrôlé par le positionnement de la pièce à usiner 30 par rapport à la meule de rectification avant le transfert du dans la pièce à usiner. La pièce usiner peut être déportée de sorte que l'élément 38 ne soit pas formé lorsque la meule de rectification vient s'appliquer contre la pièce à usiner 30. Il existe divers modes de réalisation du moyen d'entraînement 18. Par exemple, cet élément peut être un composant séparé tel qu'un disque de carbure d'environ 6,5 à 9,5 mm de largeur environ, disposé sur l'arbredu galet de profilage par écrasement immédiatement adjacent à une partie en saillie ou à une gorge . Cet élément peut également former une seule pièce avec le galet de profilage par écraserment de sorte que ce galet peut être considéré comme un cylindre massif, tous les divers éléments de précision étant usinés sur celuici. Pour communiquer le mouvement de rotation de la meule de rectification au galet de profilage, le moyen d'entraînement, si c'est un anneau séparé, peut avoir une structure légèrement plus tendre de façon à permettre à la meule de rectification de créer une force de traction et de commencer à faire tourner le galet de profilage par écrasement. Exemple particulier De la matière enroulée de 0,15 mm d'épaisseur environ a été refendue par une paire -de galets formant des couteaux mono-blocs pour former des filaments ayant un rapport d'aspect d'environ 1, c'est-à-dire que le rapport de la largeur du filament à son épaisseur est de 1. L'invention décrite ici a été utilisée pour- réaliser ces couteaux. Un galet de profilage par écrasement de 76,2 mm de diamètre environ a été préparé de la manière suivante : six couteaux de carbure de tungstène de 0,152 mm d'épaisseur et six entretoises de carbure de tungstène de 0,173 mm d'épaisseur ont été placés de façon alternée sur un arbre. Chaque couteau est devenu une partie en saillie et chaque entretoise est devenue une gorge. Le diamètre de 1 t entretoise était inférieur de 0,152 mm au diamètre du couteau. Cette différence de diamètres constitue des gorges alternées de 0,076 mm de profondeur dans le profil de formage assemblé. Près de chaque gorge extérieure se trouvait une partie épaulée en carbure de tungstène de 0,484 mm de largeur et ayant un diamètre égal à celui des couteaux.Une entretoise en acier à outils du même diamètre que les entretoises en carbure de tungstène était placée à proximité d'une partie épaulée puis une bague d'entraînement en carbure de tungstène de 6,55 mm de largeur ayant un diamètre supérieur de 0,254 mm à celui des couteaux a été placée à proximité de cette entretoise. Tous les composants ont été bloqués rigidement en place sur l'arbre et le galet de profilage par écrasement a été placé sur une rectifieuse de précision à grande vitesse. Le profil de formage du galet de profilage par écrasement a été alors transféré sur la face d'une meule de rectification de 406 mm de diamètre environ et de 32 mm environ de largeur fabriquée par la société dite Norton Company. La vitesse de transfert du profil sur la meule était d'environ 0,0254 mm par minute. Il a fallu approximativement 21 minutes et 35 secondes pour réaliser par écrasement un profil de 0,535 mm de profondeur dans la meule de rectification. Pendant le profilage par écrasement,la meule de rectification tournait Ci 55 t/mn. La vitesse de la meule de rectification a été alors portée à 1.800 t/mn et le profil formé a été transférésur une ébauche d'un couteau en acier à outils de 102 mm de diamètre environ. Le couteau brut était entraîné en rotation à environ 100 t/mn. Deux couteaux ont été rectifiés en plongée avec cette meule de rectification et une profondeur de gorge de 0,33 mm a été obtenue. Le jeu initial prévu dans le galet de profilage pour l'engagement des couteaux était de 0,0765 w environ par côté. Quand le profil de la meule de rectification a été transféré à la pièce, le jeu final dans la pièce (les couteaux) était de 0,061 mm par côté. Il apparaît immédiatement que le galet de profilage par écrasement selon la présente invention permet de communiquer un profil précis par écrasement à une meule de rectification puis permet à ce profil d'être ensuite transféré sur une ébauche d'un couteau. L'appréciation de certaines des valeurs de mesures indi quées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques. La présente invention n1 est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Galet de profilage par écrasement destiné à être utilise en combinaison avec une meule de rectification abrasive ayant un profil de formage, caractérisé en ce qu'il comporte une partie épaulée annulaire, adjacente au profilrdefinissant un moyen d'entraînement destiné à recevoir un mouvement de rotation à partir de la meule de rectification entraînée. 2 - Galet de profilage par écrasement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d1entraînement a un diamètre supérieur au profil de formage de sorte que le moyen d'entraînement vient en contact avec la meule de rectification avant de venir en contact avec le profil de formage. 3 - Galet de profilage par écrasement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le profil de formage est constitué de plusieurs parties en saillie et de gorges annulaires ayant des côtés parallèles. 4 - Galet de profilage par écrasement selon la revendication 3, caractérisé en ce que la distance entre les côtés parallèles des gorges est-supérieure à la largeur-des parties en saillie. 5 - Galet de profilage par écrasement selon la revendication 3, caracterise en ce que le moyen d'entraînement est environ~~ 50 à 75 fois plus large que les parties en saillie.