Brevet FR2461551A1 — publié le 19810206

L'introduction des ultra-sons dans les technologies industrielles a pu permettre, entre autres applications, des nettoyages très finis de pièces usi- nées, des débouchages de tubes très fins etc... Ces résultats sont générale- ment obtenus par immersion des pièces dans un liquide servant d'intermédiaire conducteur d'ondes entre elles et l'émetteur, le volume du liquide assurant, en plus, un certain équilibre thermique. Ces installations de nettoyage en milieu liquide ont l'inconvénient d'être lourds et encombrants et par suite de nécessiter une puissance de l'osci- llation relativement importante, cela se traduit par un émetteur à potentiel élevé et par suite beaucoup plus coûteux. En plus il faut procéder au rinça- ge et au séchage des pièces. Le milieu liquide, indispensable quand il s'agit de nettoyer de petites pièces en vrac, peut être évité lorsqu'on envisage de traiter des pièces plus importantes susceptibles d'être bloquées entre deux plateaux Dans ce procédé, faisant l'objet de l'invention, il n'y a plus de milieu intermédiaire liquide; les pièces sont à l'air libre, serrées entre deux pla- teaux dont l'un est en contact avec le barreau métallique soumis à la magnéto- striction oscillante consécutive au fonctionnement de l'émetteur. Le plateau inférieur, recevant les oscillations, à la fois par le bâti de la machine et par la pièce qu'il supporte, entre aussi en vibration et il est important que sa masse soit établie de manière qu'il puisse entrer en résonnance avec le pla- teau supérieur, le résultat étant un meilleur rendement de la machine et un mi- nimum de contraintes élastiques pour la pièce. Dans cette formule d'utilisation, l'action des ultra-sons est beaucoup intense qu'en milieu liquide, en conséquense cette action doit être très brève, cela d'autant plus que la pièce traitée à l'air libre s'échauffe rapidement. Ce passage très court des'ultra-sons est cependant suffisant pour briser les liai- sons reliant les copeaux de toutes sortes qui restent attachées à la pièce aux périmètres des trous d'entrée ou de sortie des différents passages d'outils d'usinage. Cela permet un ébavurage presqu'instantané. Ce sont les pièces usinées en métaux très ductiles (non ferreux par exern- ple) qui laissent le plus souvent ce genre de copeaux assez longs à faire dis- parattre par des moyens conventionnels; une machine établie suivant l'invention les élimine, sans complications, même s'ils se trouvent à l'intérieur d'un tube. Les Figures annexées à cet exposé indiquent dans une première série de 1 à 4 o et conmient peuvent se produire les bavures qu'il convient d'éliminer et dans une autre série de 5 à 8 l'application de l'invention à une pièce bien précise ainsi que la réalisation de la machine utilisant le procédé d'ébavurage objet de l'invention. La dernière Figure 9 montre la mise en place d'une pièce de forme biscornue, ceci à titre d'exemple non limitatif bien entendu. 2 246155 1 La Fig 1 montre une plaque 1 en métal ductile dans laquelle un foret 2 perce un trou. La rotation du foret provoque, sur le dessus de la plaque la naissance de copeaux hélicoïdaux tel que 3 et à la sortie du foret de petites bavures telle que 4. Ces copeaux ou bavures ne tombent pas forcément d'eux- D même à la fin de l'action de l'outil. Elles forment ces bavures retenues à la pièce par un minuscule pédoncule de métal fissuré et écroui. La Fig 2 montre la pièce 1 après le retrait du foret 2, les bavures 3 et 4 sont restées fixées à la pièce. La mise en vibration ultrasonique de la pièce 1 après le retrait de la pièce 2 ayant servi à la perforation ou à l'alésage élimine les bavures telles que 3 et 4 dont les points d'attache se brisent sous l'action de torsions al- ternatives. La Fig 3 montre un usinage, par poinçonnage, d'une autre plaque 5. Ce genre d'usinage n'élimine pas la matière ayant constitué l'emplacement du trou. Celle-ci se trouve rabattue vers le bas sous l'action du poinçon 6. Cependant cette opération ne s'effectue pas sans entraînement de métal dû au déchirement de celui-ci, à des défauts d'homogénéité dans la masse et aussi à des imperfec- tions de surface qui prennent d'autant plus d'importance que les pressions de- viennent élevées. Ces entraînements de métal provoquent aussi des bavures telle que 7 à l'endroit de la sortie du poinçon. La Fig 4 montre la plaque 5 après le retrait du poinçon 6, les bavures telle que 7 sont restées. Ici également la mise en vibration ultra-sonique permet la rupture des liaisons reliant les bavures à la pièce en assurant la netteté de cette dernière. Les Figures suivantes: 5, 6 et 7 montrent à titre d'exemple une applica- tion précise concernant une pièce bien définie: Il s'agit d'un tube partielle- ment cintré 8 destiné à servir comme rampe d'arrosage dans un appareil de jar- dinage La Fig 5 montre une telle pièce qui est réalisée par un tube d'aluminium cintré suivant une courbe représentée sur la Figure. Les trous, tel que 8', servant au passage de l'eau sont obtenus par poinçonnage, tous à la fois, dès que le cintrage est effectué. La Fig 6 montre la rampe 8, non ébavurée, placée entre deux plateaux 9 et 10. Le premier 9 est fixe, cependant sa liaison avec le socle n'est pas absolument rigide de sorte qu'il peut, si nécessaire, être autorisé à osciller à la fréquence de l'émetteur d'ultra-sons. L'autre plateau 10 est solidaire du barreau soumis à la magnétostriction résultant du fo ionnement de l'émetteur; il peut donc communiquer les vibrations ultrasonores à la rampe 8. Dès la mise en marche les bavures prennent un mouvement pendulaire qui casse leur liai- son, elles se détachent et tombent sur le plateau 9. 245 155 1 La Fig 7 montre la possibilité de placer la rampe E,à plat, entre les plateaux 9 et 10. Le résultat est identique. Dans ce cas précis d'une rampe d'arrosage, l'élimination des bavures, même à l'intérieur du tube permet d'éviter le risque de bouchage des trous d'arrosage au moment de l'ouverture de la circulation d'eau. La Fig 8 montre, toujours à titre d'exemple la réalisation d'une machine suivant l'invention permettant un emploi industriel de ce dispositif d'ébavurage'. L'ensemble comporte, à sa partie inférieure, les deux plateaux 9 et 10 dont il a été question à propos des Figures 6 et 7. Le plateau supérieur est mobile (10), il est aussi solidaire de l'émetteur à ultra-sons 11 et du piston 12 d'un vérin pneumatique 13 lequel appuie, suivant le sens de la flèche F, le plateau 10 contre les pièces, telle que 8, au moment de la mise en action de l'émetteur Cet émetteur 11 est fixe sur la tige du piston de sorte qu'il n'y a pas de va- riations dimensionnelles au moment de la descente du plateau 10. La Fig 9 montre maintenant la possibilité de traiter une pièce de forme inhabituelle telle que 14. Il suffit de la coincer entre des cales appropriées telles que 15 et 16. Dans cet exemple il faut bien considérer que chaque pièce pose en soi un cas particulier et qu'un résultat satisfaisant ne peut être que l'aboutissement d'essais et de tatonnements. Le problème est ici plus complexe que dans le cas du bac liquide de forme très définie ainsi qu'il a été indiqué au début de cet exposé. Les réglages également: pression des plateaux, amplitude de l'oscilla- tion, masse des pièces, position des endroits à ébavurer etc... sont autant de facteurs à prendre en considération L'intérêt des machines utilisant ce dispositif d'ébavurage peut se montrer à la sortie d'une chaine de fabrication o la pièce à traiter est toujours la même. La rapidité de son action permet alors de disposer immédiatement de piè- ces propres. 4 2 2461551 REV ENDI CAT IONS 1 - Dispositif d'ébavurage de pièces mécaniques au moyen d'ultra sons caracté- risé par le fait que les pièces à traiter sont serrées entre deux plateaux d'une machine, l'un de ces plateaux au moins étant solidaire du barreau oscillant d'un émetteur à magnétostriction. 2 - Dispositif d'ébavurage de pièces mécaniques selon la revendication 1 carac- térisé par le fait que l'un des plateaux est fixe, l'autre étant mobile et susceptible de se déplacer sous l'action d'un vérin pneumatique. 3 - Dispositif d'ébavurage de pièces mécaniques selon la revendication 2 carac- térisé par le fait que le plateau opposé à celui qui est solidaire de l'émet- teur est cependant susceptible d'entrer en résonnance avec l'autre. 4 - Dispositif d'ébavurage de pièces mécaniques selon la revendication 1 carac- térisé par le fait que la transmission des ultra-sons aux pièces à traiter s'effectue par contact direct des pièces avec le plateau vibrant, aucun li- quide n'étant employé en tant que fluide transmetteur.