Brevet FR2387738A1 — publié le 19781117

La présente invention est relative à un procédé de polissage d'une surface délimitée par un contour, du type dans lequel on imprime à l'outil de polissage un mouvement alternatif rapide et de faible amplitude par rapport à son support et l'on déplace ce support par rapport à la surface suivant un mouvement dont on change le vecteur-vitesse à chaque fois que l'outil atteint le contour. L1invention-s'applique notamment au polissage des moules métalliques de coulée d'objets en matière plastique,en verre ou métalliques. Dans ces procédés connus de ce type, les mouvements relatifs entre l'outil de polissage et la surface à polir sont tels que l'outil balaye cette surface sous forme de lignes parallèles entre elles et soit parallèles soit perpendiculaires à la direction du petit mouvement alternatif de l'outil, un décalage des lignes étant effectué à chaque fois que le contour# est atteint. Ce mode de balayage de la pièce par l'outil de polissage, bien qu'il soit particulièrement simple à realiser, présente le grave inconvénient que les traces de polissage ne sont pas croisées et que des particules arrachées à la pièce à polir ont tendance àrester pendant un temps excessif sous l'outil de polissage, créant ainsi des rayures de la surface polie. L'invention a pour but de fournir un procédé de polissage permettant d'obtenir un meilleur état de surface de la pièce polie. A cet effet, elle a pour objet un procédé du type précité, carac térisé en ce que l'on déplace de façon cyclique le support suivant plusieurs vecteurs-vitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de l'outil Grâce à l'invention, il est facile de déplacer le support, par rapport à la surface, de façon que les traces faites par l'outil de polissage se croisent continuellement. Ainsi la pièce peut être polie sur toute sa-surface, par un polissage à traits croisés, ce qui améliore la qualité de ce polissage. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend un premier moteur pour déplacer le support de l'outil ou la surface suivant une première direction, un second moteur pour déplacer le support de l'outil ou la surface suivant une seconde direction perpendiculaire à la première, chaque moteur présentant deux sens de fonctionnement avec au moins une des deux vitesses réglable, et des moyens pour inverser successivement les deux moteurs lorsque l'outil atteint le contour de la surface. Comme moteur, on peut envisager des vérins à double effet, chaque vérin étant associé à un distributeur à trois positions et comportant, dans une conduite d-'alimentation, un clapet anti-retour et un étranglement réglable montés en parallèle En variante, on peut utiliser des équivalents électriques, ou autres, de tels circuits hydrauliques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ap#paraîtront au cours de la description qui va suivre; aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemples : la Fig. 1 est un diagramme schématique représentant les directions de déplacement du support de l'outil de polissage par rapport à la surface à polir, dans un procédé conforme à l'invention; la Fig. 2 est une vue schématique en plan représentant les traces de l'outil de polissage,utilisé selon le diagramme de la Fig. 1, sur la surface à polir; la Fig. 3 est une vue schématique d'un circuit hydraulique de commande d'un vérin hydraulique destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention; la Fig. 4 est une vue schématique de commande d'un moteur électrique destiné à la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Suivant l'exemple représenté aux Fig. 1 et 2, l'invention est appliquée au polissage d'une surface I à contour 2; cette surface peut être par exemple une surface à peu près plane d'un moule métallique. L'outil de polissage 3, qui est par exemple constitué d'une petite pierre plane à bords arrondis, est appliqué avec une pression prédéterminée sur la surface 1 et est soumis tout d'abord, par rapport à son support (non représenté), à un mouvement alternatif de translation, parallèlement à cette surface, de faible amplitude et à vitesse rapide Par ce mouvement alternatif rapide, l'outil de polissage provoque le polissage d'une surface unitaire à peine supérieure à la surface de contact de l'outil de polissage sur la pièce à polir. La direction de ce mouvement alternatif est représentée par l'axe Y-y. Simultanément, la table 4 portant la pièce à polir est soumise à un mouvement de translation de direction X-X perpendiculaire à Y-Y, tandis que le support de l'outil est soumis à un mouvement de translation de direction Y-Y Ainsi, l'outil de polissage est déplacé sur la surface 1 dans une direction et un sens qui sont fonctions des vitesses de déplacement de la table et du support de l'outil suivant leurs axes respectifs: des vitesses de déplacement Vx suivant la direction X-X et Vy suivant la direction Y-Y définissent un vecteur-vitesse A indiquant la direction et le sens du déplacement du support de l'outil par rapport à la pièce à polir. De la même manière, les vecteurs B, C, D représentent la direction et le sens de déplacement correspondant respectivement à des couples de vitesses de déplacement (Vxt V'y), (V'x,V'y) et (V'x, Vy), les vitesses Vx et V'x correspondant à des déplacements de sens opposés et à des vitesses différentes suivant la direction X-X, tandis que les vitesses Vy et V'y correspondent à des déplacements de sens opposés et de vitesses différentes suivant la direction Y-Y. Le polissage de la surface l est effectué tout d'abord en appliquant l'outil sur un emplacement de départ 5 de la surface 1, en lui imprimant son mouvement alternatif rapide et en déplaçant son support par rapport à la surface 1, selon le vecteur A correspondant aux vitesses de déplacement Vx, Vy; l'outil crée ainsi une première trace 6.Lorsque l'outil de polissage atteint le contour 2 de la surface 1 (point 7), on produit un changement de direction et de vitesse du déplacement relatif en modifiant l'une des deux-vitesses de- déplacement, par exemple celle du support de l'outil : on remplace la vitesse Vy par la vitesse V'y sans modifier Vx, de sorte que le déplacement relatif du support de l'outil par rapport à la surface 1 a lieu selon le vecteur B, l'outil de polissage créant une seconde trace 8. Lorsque l'outil atteint de nouveau le contour 2 (point 9), tout en maintenant V'y, on modifie la vitesse de déplacement de la table portant la pièce, sa vitesse Vx étant changée en V'x; le déplacement relatif a alors lieu selon le vecteur C, l'outil de polissage créant une trace la sur la surface 1. De même, lorsque l'outil atteint à nouveau le contour 2 (point 11), on modifie uniquement la vitesse de déplacement du support de l'outil, sa vitesse V'y redevenant Vy, de sorte que le déplacement relatif a lieu selon le vecteur D, l'outil de polissage créant une trace 12. De nouveau, lorsque l'outil atteint le contour 2 (point 13), la vitesse de déplacement de la table reprend sa valeur Vx, celle du support de l'outil restant Vy, de sorte que le déplacement relatif du support de l'outil a de nouveau lieu selon le vecteur A, l'outil créant une nouvelle trace 14 parallèle à la trace 6. Le polissage se poursuivant de la même façon, on obtient successivement les traces 15, 16, 17 t 18, respectivement avec les vecteurs-vitesses B, C, D, A, et ainsi de suite. On choisit les valeurs de Vx, Vy, V'x et V'y en fonction de la forme et des dimensions du contour 2 de façon que le point 13 ne coincide pas avec le point 5 de départ. L'outil polit ainsi progressivement toute la surface 1 de la pièce, avec des traces qui se croisent, ce qui assure un très bon polissage. En effet, la variation de la valeur absolue de Vx et Vy avec la direction du déplacement don::e- au croisement du trait un caractère aléatoire produisant un effet statistique très favorable à la qualité du poli. Si l'opérateur constate, en bout d'un certain temps, qu'une partie de la surface I échappe à l'action de l'outil, il modifie l'une des vitesses Vx, Vy, V'x et V'y pour corriger ceci. Il est à noter qu'en choisissant des vitesses Vx, Vy, V'x, V'y non nulles,les leplacements relatifs du support de l'outil ont toujours lieu obliquement par rapport à la direction du mouvement alternatif rapide de translation de l'outil de polissage, de sorte que les particules, notamment métalliques, arrachées à la surface de la pièce à polir peuvent facilement s'évacuer sans rouler sous l'outil de polissage, ce qui évite l'apparition de rayures sur la surface polie Si l'on a, en effet, comme dans les procédés classiques, un seul déplacement relatif parallèle à la direction de vibration de l'outil, une particule métallique arrachée va décrire plusieurs mouvements oscillatoires avant de sortir de la surface de contact entre la pièce et l'outil.La course d'oscillation est faible et sa vitesse est importante, alors que le mouvement d'entraînement du support est à vitesse relativement modérée; la particule arrachée va donc repasser plusieurs fois sur la même tra#ce, d'où un risque de marquage très important. Si l'on a, également suivant la technique antérieure, un seul déplacement perpendiculaire à la direction de vibration de l'outil, pour éviter une superposition de la trace, il faut donner au déplacement une vitesse notable, sinon on n aura peut-être pas la superposition exacte, mas une quasi-superposition, et le risque de rayure demeure.L'utilisation des deux déplacements simultanés selon X-X et Y-Y, donnant une résultante de vitesse supérieure à chacune des vitesses composantes permet de réduire le risque de superposition tout en gardant des vitesses élémentaires plus faibles La commande automatique des déplacements de la table porte-pièce 4 et du support de l'outil est facilement réalisable hydrauliquement ou électriquement, car chaque objet est déplacé dans un sens à un vitesse donnée (Vx, Vy) et dans l'autre sens à une autre vitesse donnée (V'x, V'y). Ainsi, la Fig. 3 représente un schéma hydraulique de commande d'un vérin assurant un tel déplacement, soit pour la table 4, soit pour le support de l'outil. Ce circuit hydraulique comporte un vérin de commande à cylindre l9 et piston 20 délimitant deux chambres 21-22. La chambre 21 communique par un conduit 23 avec un orifice de sortie 24a d'un distributeur 24 à trois positions; la chambre 22 communiqué avec l'autre orifice de sortie 24b du distributeur 24 par l'intermédiaire d'un dispositif 25 se composant, en parallèle, d'un clapet anti-retour 26 laissant passer le fluide dans le sens de circulation du distributeur 24 vers la chambre 22, et d'un étranglement réglable 27 créant une perte de charge dans le circuit hydraulique lorsque le clapet 26 est fermé.Une source de fluide sous pression s est reliée à l'entrée 24C du distributeur 24, tandis que la sortie 24d de ce dernier est reliée à un bac de décharge. Lorsque le distributeur 24 met en communication respectivement l'entrée 24c et la sortie 24b et la sortie 24d avec l'orifice 24a, le fluide est amené sous pression par le clapet 26 dans la chambre 22 du vérin, le fluide de la chambre 21 pouvant s'évacuer facilement par le conduit 23 vers le bac de décharge. Ceci correspond un déplacement relativement rapide de l'objet associé au vérin 19-20 dans le sens Fl, soit Vu ou V'y de la Fig.l. Quant, au contraire, le distributeur 24 met respectivement en communication l'entrée 24c avec orifice 24a et la sortie 24d avec llorlfice 24b, le fluide est amené sous pression dans la chambre 21 du vérin tandis que la chambre 22 se vide par passage de fluide dans ltétranglement calibré 27, de sorte que le déplacement du piston ZO du vérin et de la pièce associée change de sens (flèche F2) et se produit à une vitesse plus faible que précédemment, soit V'x ou Vy de la Fig. 1. Il est prévu un tel circuit de commande pour la table 4 et un circuit analogue pour le support de l'outil. Les deux distributeurs sont commandés par un détecteur de proximité (non représenté) solidaire de l'outil de polissage et indiquant l'arrivée de l'outil sur le contour 2 de la surface 1 de la pièce à polir. Ce détecteur, par des moyens évidents pour le spécialiste et non représentés, inverse successivement la position d'alimentation des deux distributeurs. Ceci fournit très simplement les quatre vecteurs-vitesses A, B, C et D de la Fig. 1. La Fig. 4 montre comment on peut remplacer la commande hydraulique ci-dessus par une commande électrique, le support de l'outil et la table 4 étant déplacés par des moteurs électriques. Chaque moteur électrique 28 est alimenté par une source de tension électrique continue 29. par l'intermédiaire de deux interrupteurs 30-31 à deux positions et à action simultanée. Les plots 30a et 31a de ces interrupteurs sont reliés respectivement aux bornes de la source de tension électrique continue, soit par exemple la borne "plus" pour le plot 30a et la borne "moins" pour le plot 31a D'autre part, le plot 30a est relié directement au plot 31b b de l'interrupteur 31, tandis que le plot 30b est relié au plot 31anar une résistance réglable ou rhéostat 32.Ainsi, lorsque les interrupteurs 3Q et 31 sont tels qu'ils relient respectivement les plots 3Qa et 31a au moteur, celui-ci est alimenté directement sous latnston fournie par la source 29 de tension électrique continue Par contre, lorsque les plots 30b et 31b sont reliés au moteur, le moteur est alimenté, avec une inversion du sens d'alimentation, par l'intermédiaire de la resistance électrique 32, qui abaisse la tension aux bornes du moteur Il y a donc inversion du sens de rotation du moteur 28 et diminution de la vitesse par diminution de la tension aux bornes du moteur. Il suffit donc que les interrupteurs 30#3I soient commandés pour assurer le changement du sens de déplacement et le changement de là vitesse de l'objet asso#ié. Le parallèle entre les Fig. 3 et 4 apparaît clairement et les remarques présentées au sujet de la Fig. 3 s'appliquent à la Fig. 4. Les deux exemples de commande indiqués ci-dessus montrent qu'il est facile de mettre en oeuvre le procédé quel que soit le type d'entrainement des pièces en mouvement. Bien entendu, quelle que soit la source d'énergie utilisée, on peutprévoir une possi bilité de réglage de l'énergie débitée pour permettre de régler non seulement V'x et Vy, mais également Vx et V'y. Bien que, dans l'exemple décrit, c'est la table 4 portant la pièce qui est soumise à un mouvement de translation de direction X-X tandis que c'est le support de l'outil qui est soumis au mouvement de translation de direction Y-Y, il est possible, sans sortir du cadre de l'invention, d'intervertir ces mouvements, c'est-à-dire que le support de l'outil soit soumis au mouvement de translation de direction X-X et la table au mouvement de translation de direction Y-Y. Il est même possible de soumettre la table ou le support de l'outil à l'ensemble des deux mouvements, chacun des mouvements pouvant être créé séparément au moyen de dispositifs tels que décrits dans les exemples des Fig. 3 et 4. Il est clair que Invention s'applique également au polissage de surfa#ces non planes et non métalliques. - -REvEND#CAT#ONS 1.- Procédé de polissage d'une surface délimitée par un contour, du type dans lequel on imprime à l'outil de polissage un mouvement alternatif rapide et de faible amplitude par rapport à son support et l'on déplace ce support par rapport à la surface suivant un mouvement dont on change le vecteur-vitesse à chaque fois que l'outil atteint le contour, caractérisé en ce que l'on déplace de façon cyclique le support suivant plus de deux vecteursvitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de l'outil. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les vecteurs-vitesses ont des amplitudes différentes les uns des autres. 3.- Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, carac terse en ce que l'on utilise quatre vecteurs-vitesses. 4.- Procédé suivant la revendication 3, dans lequel on déplace simultanément le support suivant une première direction et la surface suivant une seconde direction perpendiculaire à la pre mière, caractérisé en ce que l'on change alternativement de sens les déplacements du support et ceux de 1 > surface. 5.- Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que, pour chacune des deux directions, ^n effectue un déplacement à une première vitesse et le déplacement opposé à une seconde vitesse différente de la première. 6.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'une des deux directions est celle du mouvement alternatif de l'outil. 7.- Dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant un premier moteur pour déplacer le support de l'outil ou la surface suivant une première direction et un second moteur pour déplacer le support de l'outil ou la surface suivant une seconde direction perpendiculaire à la première, chaque moteur présentant deux sens de fonction nement, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour inverser alternativement les deux moteurs (19-20, 28) lorsque l'outil atteint le contour (2) de la surface (1). 8.- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les vitesses de chaque moteur (19-20,28) sont différentes, l'une au moins de ces vitesses étant réglable. 9.- Dispositif suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que chaque moteur (19-20) est un vérin à double effet associé à un distributeur à trois positions (24) et comportant une première conduite d'alimentation directe et une deuxième conduite d'alimentation dans laquelle sont montés en parallèle un clapet anti-retour (26) et un étranglement réglable (27). 10.- Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que chaque moteur (28) est un moteur pelez trique comportant deux circuits d'alimentation de sens opposés (30a-31a, 30b-31b) à partir d'une même source (29) de courant continu, l'un de ces circuits (30b-31b) comprenant une résistance réglable (32).