Brevet FR2520277A1 — publié le 19830729

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE PROFILAGE DE PRECISION D'OUTILS ENDUITS DE MATERIAUX SUPER-DURS La présente invention concerne un procédé et un dispo- sitif pour le profilage de précision d'outils enduits ou couverts de matériaux super-durs, par exemple du diamant ou du nitrure de bore cubique et cristallin, en particulier des outils couverts d'une seule couche, ayant un profil prédéter- miné. Pour la fabrication de pièces ayant un contour externe ou interne ou compliqué, en particulier de dentures, on uti- lise, en plus des outils à fraiser, des meules à rectifier les profils en céramique, qui, par suite de leur usure, doivent souvent être réajustés Dans ce but, on utilise des dresse-meules séparés ou disposés sur la machine, dont les outils à dresser se composent d'un alliage de métaux de haute qualité ou de diamant. Ces derniers temps, on utilise de plus en plus des outils à rectifier ou à meuler, o un corps de base en métal est enduit d'un matériau super-dur, par exemple du diamant ou du nitrure de bore cristallin et cubique Ces outils possè- dent une très grande précision et une longue durabilité, si bien que jusqu'à maintenant on a pu éviter un ajustage ou dressage. Dans le cas o un usinage d'une extrêmement haute pré- cision doit être accompli au moyen d'un outil enduit d'un matériau super-dur, il est nécessaire de profiler avec préci- si-on les surfaces de coupe d'un tel outil, pour éliminer les parties du matériau super-dur ressortant du profil théorique. Un tel profilage de précision est par exemple nécessaire lorsqu'une précision doit être atteinte, avec un outil enduit d'un matériau superdur, de l'ordre de quelques microns Un tel profilage de précision d'outils enduits d'un matériau super-dur échouait jusqu'à maintenant parce que les outils à dresser connus ne possédaient pas une dureté suffisante pour le processus de profilage. La présente invention a par conséquent pour tâche de créer un procédé et un dispositif pour le profilage de préci- sion d'outils enduits d'un matériau super-dur, ayant un pro- fil prédéterminé, qui permettent, d'une façon économique, de maintenir la très haute précision se rapportant au profil prédéterminé. La solution de ce problème selon le procédé de l'invention est caractérisée en ce que, l'outil entraîné en rotation est profilé, dans la zone de ses surfaces de coupe, par un rayon laser ou d'électrons focalisé dirigé tangentiel- lement à l'outil et positionné en continu selon le contour prédéterminé de l'outil, par évaporation des pointes des cristaux faisant saillie du profil théorique. Par l'utilisation, selon l'invention, d'un rayon de haute énergie, tel qu'il est formé, par exemple, par les rayons connus d'électrons ou lasers, on peut atteindre, de façon économique, un profilage de précision également des surfaces de coupe super-dures d'un outil couvert de diamant ou de 'nitrure de bore, car le rayon focalisé et dirigé tan- gentiellement à l'outil, lors de son parcours sur le contour pré-établi de l'outil, provoque l'évaporation, sur l'outil qui tourne, de toute pointe de cristal ou partie de cristal, qui fait saillie du profil théorique de l'outil De cette façon, on peut atteindre, même dans le cas d'outils couverts d'une seule couche, une précision de la surface supérieure, de l'ordre de quelques microns En particulier dans le cas d'outils couverts d'une seule couche, qui ne possèdent, à la surface de leur corps de base en métal, qu'une couche de cristaux, le procédé selon l'invention crée une précision inconnue jusqu'à maintenant Ces outils enduits par voie galvanique possèdent depuis quelques temps, une significa- tion de plus en plus importante. Comme il peut arriver, dans le cas d'outils couverts de plusieurs couches, o une liaison céramique, métallique ou en résine synthétique entre le corps de base en métal et la couche super-dure est utilisée, que lors du profilage de précision selon l'invention, les matières de liaison fondent et remplissent ainsi les espaces entre les cristaux, selon une autre caractéristique du procédé de la présente inven- tion, on propose de rendre de nouveau rugueuses les surfaces de coupe de l'outil après profilage de précision selon le profil théorique Cette action de rendre rugueux peut être entreprise, dans le cas d'outils couverts de plusieurs couches avec liaison métallique, par une opération électro- lytique Dans le cas d'outils avec une liaison en céramique ou en résine synthétique, l'action de rendre rugueux peut être effectuée en utilisant une pierre contenant du carbure du silicium, que l'on fait passer après le profilage de précision sur le profil théorique de l'outil. Le dispositif selon l'invention pour accomplir le procédé ci-dessus décrit est caractérisé en ce que l'outil entraîné en rotation et l'appareil produisant le rayon d'électrons ou lasers sont montés de façon qu'un mouvement relatif entre l'outil et le rayon d'électrons ou lasers dirigé tangentiellement à l'outil puisse être accompli suivant un trajet prédéterminée Le mouvement relatif peut d'une part se produire par le fait que l'appareil produisant le rayon de forte énergie est mobile le long d'un trajet, tandis que l'outil à profiler tourne Par ailleurs, il est possible de déplacer l'outil rotatif le long d'une courbe, qui correspond au contour prédéterminé de l'outil, et dans ce cas, par contre, l'appareil produisant le rayon de forte énergie est disposé stationnaire. Avec la présente invention on obtient pour la première fois la possibilité de profiler, à la plus haute précision, les surfaces de coupe d'outils couverts de matières super- dures, et en utilisant des appareils à profiler pratiquement exempts d'usure. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation donné à titre indi- catif mais nullement limitatif en référence aux dessins joints dans lesquels: La figure 1 montre le profilage de précision d'une meule à rectifier les profils au moyen d'un rayon de haute énergie, en vue en perspective; La figure 2 est une représentation agrandie d'une coupe partielle à travers une meule à profiler. Sur la figure 1 est représentée une meule à rectifier les profils 1 qui est placée rotative autour d'un axe 2 La coupe transversale de la meule à rectifier les profils est montrée hachurée à la partie supérieure Cette coupe trans- versale laisse voir que la meule à rectifier les profils 1 se compose d'un corps en métal de base 3 qui, dans la zone de sa surface de coupe, est pourvu d'une couche 4 en un matériau super-dur Comme matériau super- dur, on peut par exemple citer le diamant ou le nitrure de bore cubique cristallin. Comme on peut particulièrement le voir sur le dessin à plus grande échelle de la figure 2, dans le cas d'un corps de base 3 couvert d'une seule couche, les pics ou pointes des cristaux formant le matériau super- dur font saillies du profil théorique représenté On provoque l'évaporation de ces pics ou pointes de cristal qui altèrent la précision pendant l'usinage, en faisant passer un rayon d'électrons ou rayon laser 5 focalisé et représenté sur le dessin, qui est dirigé tangentiellement à la meule à rectifier les profils 1 rotati- ve, le long du contour de la surface de coupe Ce contour de la surface de coupe 6 est représenté sur la figure 1. Le mouvement relatif correspondant à ce contour 6 de la surface de coupe, entre l'appareil 7 produisant le rayon d'électrons ou le rayon laser 5 et la meule à rectifier les profils 1 peut se produire par un mouvement guidé soit de la meule 1 ou bien de l'appareil 7 Bien entendu, il est égale- ment possible de produire le mouvement relatif par des mouve- ments simultanés des deux parties. Tandis que dans le cas d'un corps de base 3 couvert d'un matériau super-dur en une couche, il ne sera pas néces- saire de rendre rugueuses les surfaces de coupe profilées avec précision, il peut arriver dans le cas d'un outil couvert de plusieurs couches, que la liaison maintenant la couche 4 sur le corps de base 3, qui est soit en métal, en résine synthétique ou en matière céramique, fonde partielle- ment lors du processus de profilage de précision, et remplis- se en conséquence les espaces dans les surfaces de coupe. Dans ce cas, les surfaces de coupe peuvent être rendues rugueuses après profilage de précision, soit par action 2520277 électrolytique dans le cas d'une liaison métallique ou bien par action mécanique, par exemple en utilisant une pierre de carbure de silicium, lorsque l'on a utilisé, pour la liaison, une matière céramique ou une résine synthétique. La représentation schématique montre qu'avec le procédé précédemment décrit pour outils couverts de matériaux super-durs, des contours choisis peuvent être profilés avec la plus haute précision, sans que les appareils pour accom- plir ce processus de profilage de précision, subissent une usure. REVENDICATIONS 1 Procédé de profilage de précision d'outils couvert de matériaux superdurs, par exemple du nitrure de bore cristallin et cubique ou du diamant, en particulier d'outils couverts d'une seule couche ayant un profil prédéterminé, caractérisé en ce que ledit outil ( 1) entraîné en rotation est profilé, à la partie de ses surfaces de coupe, par un rayon d'électrons ou un rayon laser ( 5) qui est foca- lisé et qui est guidé en continu, en étant dirigé tangentiel- lement à l'outil ( 1) selon le contour prédéterminé ( 6) de l'outil ( 1), par évaporation des pointes de cristal faisant saillies du profil théorique. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'après le profilage de précision selon le profil théori- que ( 6), la surface de coupe est rendue rugueuse. 3 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des rendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'outil ( 1) pouvant être entraîné en rotation et l'appa- reil ( 7) produisant le rayon d'électrons ou lasers ( 5) sont placés de façon qu'un mouvement relatif entre l'outil ( 1) et le rayon d'électrons ou lasers ( 5) dirigé tangentiellement à l'outil ( 1) puisse être accompli le long d'un trajet prédé- terminé ( 6).