Brevet FR2558408A1 — publié le 19850726

Porte-moule en fonte, notamment en fonte à graphite sphéro ldal, pour le dispositif de fermeture de moule d'une machine à mouler des matières plastiques par injection. La présente invention concerne un porte-moule en fonte, notamment en fonte à graphite sphéroïdal, destiné au dispositif de fermeture de moule d'une machine à mouler des matières plastiques par injection, et présentant quatre trous traversants pour les longerons du dispositif de fermeture de moule, une aire sensiblement carrée ou rectangulaire enfermée par des droites communes, horizontales et verticales, extérieurement tangentes à ces longerons, et une surface de serrage de moule (surface de serrage) usinée avec précision et disposée à l'intérieur de cette aire dans un plan s'étendant perpendiculairement à la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule, la couche superficielle (peau de fonderie) dont le porte-moule en tant que pièce coulée est recouvert et qui présente en moyenne statistique une plus grande résistance à la flexion et un allongement moindre étant, dans cette surface de serrage, enlevé par fraisage. Des porte-moule connus de ce genre sont en général des pièces coulées de faible volume mais présentant une surface relativement grande, notamment lorsqu'elles présentent, pour des raisons d'économie de poids, des espaces creux dans le corps du porte-moule. En conséquence, il faut lors de la coulée une température de coulée relativement élevée qui est toutefois choisie au niveau d'une limite inférieure encore admissible, afin de réduire autant que possible l'absorption de gaz, l'oxydation, la formation de retassures, un grossissement de grain et des phénomènes indésirables analogues, ainsi que des réactions avec la matière à mouler par injection. Néanmoins, des vitesses de refroidissement différentes ont une influence considérable sur la structure cristalline et par conséquent sur les propriétés mécaniques de la pièce coulée formant portemoule.Il en est ainsi, en particulier, également pour la structure de celle-ci dans une zone superficielle présentant en direction de la surface une résistance à la flexion croissante et un allongement décroissant, laquelle zone superficielle sera appelée ci-après "peau de fonderie". Après le processus de refroidissement, au cours duquel des tensions entre les zones superficielles se refroidissant rapidement et la partie intérieure se refroidissant plus lentement de la pièce coulée diminuent, il subsiste dans la pièce coulée formant porte-moule un état de contrainte qui toutefois, grâce à la peau de fonderie ne provoque en général initialement aucune déformation.A cet égard un changement peut cependant intervenir lors de l'usinage ultérieur de la surface de la pièce coulée formant porte-moule si la peau de fonderie est enlevée par fraisage dans une aire relativement importante et ininterrompue de la surface. La présente invention a pour but, en ce qui concerne un porte-moule du genre défini plus haut, sans compromettre les conditions nécessaires à une fabrication en série rationnelle, de tirer profit de la peau de fonderie pour assurer la stabilité de forme du porte-moule. Ce but est atteint selon l'invention, pour un porte-moule en fonte, notamment en fonte à graphite sphéroidal, destiné au dispositif de fermeture de moule d'une machine à mouler des matières plastiques par injection, et présentant quatre trous traversants pour les longerons du dispositif de fermeture de moule, une aire sensiblement carrée ou rectangulaire enfermée par des droites communes, horizontales et verticales, extérieurement tangentes à ces longerons, et une surface de serrage de moule (surface de serrage) usinée avec précision et disposée à l'intérieur de cette aire dans un plan s'étendant perpendiculairement à la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule, la couche superficielle (peau de fonderie) dont le portemoule en tant que pièce coulée est recouvert et qui présente en moyenne statistique une plus grande résistance à la flexion et un allongement moindre étant, dans cette surface de serrage, enlevée par fraisage, par le fait que la surface de serrage s'étendant entre les trous traversants sensiblement jusqu'aux tangentes est traversée par des rainures sur la surface de base desquelles la peau de fonderie est conservée. On obtient ainsi que des variations dimensionnelles de la pièce coulée formant porte-moule et, en particulier, des écarts en ce qui concerne le parallélisme et la planéité des surfaces de travail soient dans une large mesure évités et qu'en outre la qualité du porte-moule au point de vue des propriétés mécaniques importantes pour son fonctionnement, notamment en ce qui concerne sa résistance à la flexion et son allongement, soit améliorée.Une telle amélioration n'est pas sans influer sur la stabilité dimensionnelle de la pièce moulée elle-même car le fait de porter préjudice, d'une manière permanente ou cyclique, à la stabilité de forme du porte-moule peut, au cours des cycles de moulage par injection, avoir automatiquement pour effet de soumettre le moule à injection lui aussi à des contraintes cycliques et asymétriques avec des conséquences désavantageuses pour la qualité des pièces moulées par injection. Pour améliorer encore la stabilité de forme du porte-moule moyennant un coût relativement faible sur le plan technique il est prévu, selon une caractéristique particulière de l'invention, que les rainures présentent des parties horizontales et des parties verticales qui se rejoignent et s'étendent jusqu'aux tangentes de façon à occuper à peu près un quart de la surface de serrage. Dans le même but il est avantageux que la profondeur des rainures se terminant chacune à une certaine distance d'une ouverture traversante centrale et disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical du porte-moule soit à peu près un sixième de leur largeur, l'ouverture traversante étant limitée par une région ininterrompue de surface de serrage. D'autres caractéristiques de l'invention contribuant à la stabilité dimensionnelle du porte-moule consistent, pour un porte-moule fixe réalisé sous la forme d'une plaque et présentant des espaces creux internes, d'une part en ce que des surfaces d'appui obtenues par fraisage à haute vitesse sont prévues dans un plan de surfaces de travail arrière parallèle au plan de surfaces de travail contenant la surface de serrage, le porte-moule étant pour le reste recouvert de la peau de fonderie qui du côté arrière se trouve, par rapport au plan de surfaces de travail arrière, à une certaine distance qui correspond à la profondeur des rainures et en ce que la forme et la disposition dans l'espace (configuration) des rainures dans la surface du porte-moule fixe destinée au serrage du moule correspondent à la configuration des rainures dans la surface du porte-moule mobile destinée au serrage du moule, toutes les régions des deux porte-moule munies d'une peau de fonderie étant soumises à un sablage et étant recouvertes d'une couche de matière plastique et, d'autre part, en ce que la géométrie de la configuration des rainures du côté de la surface de serrage et la géométrie des espaces creux dans le corps du porte-moule sont adaptées de telle manière l'une à l'autre que, pour un observateur regardant dans le sens de fermeture du dispositif de fermeture du moule, il se trouve devant chaque espace creux au moins une partie de rainure. Un procédé de fabrication d'un porte-moule permettant de conférer à celui-ci la stabilité dimensionnelle voulue consiste en ce qu'une pièce coulée présentant sensiblement la forme du porte-moule fini est fabriquée de telle manière que les régions situées entre les rainures ainsi que les régions des surfaces d'appui fassent saillie respectivement vers l'avant et vers l'arrière au-delà du plan de surfaces de travail correspondant, en ce que la pièce coulée est ensuite complètement recouverte d'une couche de matière plastique et ensuite serrée sur la table de travail d'un centre d'usinage en vue d'un usinage par enlèvement de copeaux et les régions faisant saillie au-delà des plans de surfaces de travail font ensuite l'objet d'un enlèvement de matière, effectué exclusivement par fraisage à haute vitesse, pour former la surface de serrage finie et pour former les surfaces d'appui finies, après quoi les trous traversants pour les longerons du dispositif de fermeture de moule sont exécutés, la pièce coulée restant dans toutes les opérations d'usinage par enlèvement de copeaux, jusqu'à obtention du porte-moule complètement fini, dans la position de serrage initiale. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'exemples de réalisation illustrés aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un porte-moule fixe en forme de plateau et un porte-moule mobile en forme de cadre montés dans le dispositif de fermeture de moule d'une machine à mouler des matières plastiques par injection les figures 2 et 3 sont des vues en perspective du porte-moule fixe ; et les figures 4 et 5 montrent une variante du portemoule fixe représentée de façon analogue aux figures 2 et 3. Les porte-moule S et B en fonte à graphite sphéroidal présentent chacun quatre trous traversants 24 pour les longerons 42 du dispositif de fermeture de moule. Les trous traversants 24 sont disposés de telle manière que des droites communes horizontales ht et des droites communes verticales vt tangentes à ces longerons 42 enferment sensiblement un carré ou un rectangle. Le porte-moule fixe S comportant un corps 10 réalisé sous forme de plaque est, par l'intermédiaire des quatre longerons 42, relié rigidement à une plaque de montage M pour le groupe de commande hydraulique 52 associé au porte-moule mobile B. Le portemoule B en forme de cadre comprend une paroi d'appui 49, des nervures 48 de transfert de pression et une paroi de serrage 50 pour le demi-moule correspondant 55.Le portemoule B est supporté au moyen de dispositifs d'appui 53 sur des barres de guidage 47 du socle 46 de la machine à mouler des matières plastiques par injection. Le corps 10 du porte-moule fixe S en forme de plaque présente du côté du moule et du côté arrière des surfaces de travail situées dans des plans parallèles, lesquels seront appelés ci-après plans de surfaces de travail h-h et f-f. Le porte-moule fixe S est relié de manière fixe aux barres de guidage par l'intermédiaire de surfaces de montage F qui présentent une longueur à peu près égale au double de la distance a -entre les plans de surfaces de travail h-h et f-f. Les surfaces de montage F sont formées par des nervures de montage cou dées 12, 14 et des nervures-supports coudées 15, 16 présentant en coupe transversale le même profil.Des ailes de liaison 15, inclinées par rapport à l'horizontale, des nervures-supports 15, 16 rejoignent respectivement une nervure renforçatrice verticale 18 qui se rétrécit vers le haut et est rapportée sur le côté arrière du porte-moule S. La surface de serrage du porte-moule fixe S et celle du portemoule mobile B s'étendent chacune sensiblement jusqu'aux tangentes horizontales ht et jusqu'aux tangentes verticales vt de trous traversants avoisinants 24. A travers les surfaces de serrage des deux porte-moule S et B s'étendent respectivement des rainures 30 ; 45 dont les surfaces de base sont recouvertes de la peau de fonderie. Ces rainures 30 ; 45 s'étendent également jusqu'aux tangentes horizontales ht et verticales vt et se rejoignent. Les rainures 30 ; 45 occupent environ un quart de l'aire de surface limitée par les tangentes ht et vt.La profondeur des rainures 30 45 disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical du porte-moule S ; B et se terminant respectivement à une certaine distance de l'ouverture traversante centrale 23 est à peu près égale à un sixième de leur largeur. A travers l'ouverture centrale 23 peut passer le cylindre de plastification d'un mécanisme de moulage par injection raccordé au moyen d'organes de raccordement 43 au dispositif de fermeture de moule dans l'axe de symétrie e-e de ce dernier. L'ouverture traversante centrale 23 est entourée du côté du moule par une région de surface de serrage continue.Le porte-moule fixe S présente, dans son plan de surfaces de travail arrière f-f parallèle au plan de surfaces de travail h-h, des surfaces d'appui 33 obtenues par fraisage à haute vitesse et destinées à prendre appui sur des butées 54 ainsi que des surfaces d'appui 35 obtenues par fraisage à haute vitesse et destinées au raccordement du mécanisme de moulage par injection fonctionnant transversalement au plan de joint des demi-moules 55, 56. Pour le reste le porte-moule S est recouvert de la peau de fonderie qui du côté arrière se trouve, par rapport au plan de surfaces de travail f-f, à la distance nominale qui correspond à la profondeur des rainures 30. La forme et la disposition dans l'espace (configuration) des rainures 30 dans la surface de serrage du porte-moule fixe S correspond à la configuration des rainures dans la surface de serrage du porte-moule mobile B. Les régions à peau de fonderie des deux porte-moule S et B sont soumises à un sablage et recouvertes d'une couche de matière plastique qui est obtenue à partir d'un revêtement en poudre ou d'un enduit. La géométrie de la configuration des rainures dans la surface de serrage et la géométrie des espaces creux dans le corps 10 du porte-moule sont adaptées l'une à l'autre de telle manière que, pour un observateur regardant dans le sens de fermeture du dispositif de fermeture de moule, il se trouve devant chaque espace creux au moins une partie de rainure 30' ; 30". Des barrettes verticales 13, 17 du porte-moule S servent au centrage de celui-ci sur les barres de guidage 47. Une bride protectrice Il dépassant le corps 10 du porte-moule de trois côtés s'étend au ras du côté arrière du porte-moule S. La bride protectrice ll est renforcée du côté du moule par des barrettes horizontales 19. Le porte-moule fixe S présente du côté du moule des portées de noyau 29 et du côté arrière des portées de noyau 29' qui servent à retenir des noyaux destinés à former des espaces creux dans le corps 10 du porte-moule. Des trous 25. servent à recevoir des boulons de serrage destinés à retenir le demi-moule correspondant 56 (55 pour le porte-moule mobile B). Les boulons de serrage peuvent être serrés à l'aide de vérins hydrauliques qui peuvent être centrés sur le corps 16 du porteomoule dans des trous 26 perpendiculaires aux trous 25. Des surfaces de fixation 28 servent à recevoir des dispositifs de chargement et de déchargement. Des trous filetés 31 pour des vis de fixation du moule sont répartis régulièrement sur la surface de serrage. Une saillie de suspension 39 permet à la pièce coulée d'être saisie d'une manière simple par les organes de préhension du dispositif de transport lors du transfert au centre d'usinage. Etant donné qu'environ un quart de l'aire de surface limitée par les tangentes ht et vt est occupé par les rainures, la surface de serrage entrant en contact avec le moule se trouve diminuée en conséquence. Ceci a pour effet de réduire de façon souhaitable l'égalisation de température entre le moule serré et le porte-moule. A cet égard le porte-moule réalisé selon l'invention exerce également une action isolante. Le fait que la surface de serrage entrant en contact avec le moule soit diminuée facilite également l'usinage par enlèvement de copeaux nécessaire à sa fabrication, notamment le fraisage à haute vitesse que cet usinage comporte ; en effet, la surface de serrage réduite entrant en contact avec le moule équivaut à une surface d'usinage réduite qui peut être usinée avec une pression d'appui réduite en conséquence. Le procédé pour la fabrication du porte-moule S ou B comprend les phases essentielles suivantes. On fabrique une pièce coulée présentant à peu près la forme du portemoule fini, de telle manière que les régions situées entre les rainures 30 ; 45 ainsi que pour le porte-moule S les régions des surfaces d'appui 33 et 35 fassent saillie respectivement vers l'avant et vers l'arrière au-delà du plan de surfaces de travail correspondant h-h ; f-f. Puis la pièce coulée, après avoir subi au préalable un décapage au sable, est recouverte complètement d'une couche de matière plastique, par exemple en l'enduisant d'un vernis ou en la munissant d'un revêtement en poudre. Puis on serre la -pièce coulée sur la table de travail d'un centre d'usinage pour lui faire subir un usinage par enlèvement de- copeaux et enlève, exclusivement par fraisage à vitesse élevée, de la matière des régions faisant saillie au-delà des plans de surfaces de travail h-h et f-f jusqu'à obtention de la surface de serrage finie ainsi que jusqu'd obtention des surfaces d'appui finies 33 ; 35. En outre, on exécute les trous traversants pour le passage des longerons 24. Au cours des opérations d'usinage par enlèvement de copeaux la pièce coulée reste dans sa position de serrage initiale jusqu'à obtention du porte-moule fini. REVENDICATIONS 1 - Porte-moule en fonte, notamment en fonte à graphite sphéroidal, destiné au dispositif de fermeture de roule d'une machine à mouler des matières plastiques par injection, et présentant quatre trous traversants pour les longerons du dispositif de fermeture de moule, une aire de surface sensiblement carrée ou rectangulaire enfermée par des droites communes, horizontales et verticales, extérieurement tangentes à ces longerons, et une surface de serrage de moule (surface de serrage) usinée avec précision est disposée à l'intérieur de cette aire de surface dans un plan perpendiculaire à la direction de fermeture du dispositif de fermeture de moule, la couche superficielle (peau de fonderie) dont le porte-moule en tant que pièce coulée est recouvert et qui présente en moyenne statistique une plus grande résistance à la flexion et un allongement moindre étant, dans cette surface de serrage, enlevée par fraisage, caractérisé en ce que la surface de serrage s'étendant entre les trous traversants (24) sensiblement jusqu'aux tangentes (vt ; ht) est traversée par des rainures (30 ; 45) sur la surface de base desquelles la peau de fonderie est conservée. 2 - Porte-moule selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures (30 ; 45) comportent des parties horizontales (30') et des parties verticales (30") qui se rejoignent et s'étendent jusqu'aux tangentes (vt ; ht) de façon à occuper environ un quart de la surface de serrage. 3 - Porte-moule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la profondeur des rainures (30 ; 45) disposées symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical du porte-moule et se terminant chacune à une certaine distance d'une ouverture traversante centrale (23) est à peu près égale à un sixième de leur largeur, l'ouverture traversante (23) étant limitée par une région de surface de serrage continue. 4 - Porte-moule, qui est réalisé en tant que portemoule fixe sous la forme d'une plaque et présente des espaces creux internes, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des surfaces d'appui (33, 35) obtenues par -fraisage à haute vitesse sont disposées dans un plan de surfaces de travail (f-f) arrière parallèle au plan de surfaces de travail (h-h) contenant la surface de serrage et en ce que le porte-moule (S) est pour le reste recouvert de la peau de fonderie qui du côté arrière se trouve, par rapport au plan de surfaces de travail (f-f), à une distance correspondant à la profondeur des rainures (30). 5 - Porte-moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la forme et la disposition dans l'espace (configuration) des r-ainures (30) ménagées dans la surface de serrage du porte-moule fixe (S) correspond à la. configuration des rainures (45 > ménagées dans la surface de serrage du porte-moule mobile (B), toutes les régions à peau de fonderie des deux porte-moule (S ; B) étant décapées au sable et recouvertes d'une couche de matière plastique. 6 - Porte-moule selon la revendication 4, caractérisé en ce que la géométrie de la configuration des rainures dans la surface de serrage et la géométrie des espaces creux dans le corps (10) du porte-moule sont adaptées l'une à l'autre de telle manière que, pour un observateur regardant dans le sens de fermeture du dispositif de fermeture de moule, il se trouve devant chaque espace creux au moins une partie de rainure (30' ; 30"). 7 - Procédé pour la fabrication d'un porte-moule selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pièce coulée présentant à peu près la forme du porte-moule fini est fabriquée de telle manière que les régions situées entre les rainures (30 ; 45) ainsi que les régions des surfaces d'appui (33 ; 35) font saillie respectivement vers l'avant et vers l'arrière au-delà du plan de surface de travail correspondant (h-h ; f-f), en ce que la pièce coulée est ensuite recouverte complètement d'une couche de matière plastique, puis serrée sur la table de travail d'un centre d'usinage en vue d'un usinage par enlèvement de copeaux et les régions faisant saillie au-delà des plans de surfaces de travail (h-h ; f-f) font alors l'objet d'un enlèvement de matière, exclusivement par fraisage à vitesse élevée, jusqu'à obtention de la surface de serrage finie et jusqu'à obtention des surfaces d'appui finies (33 ; 35) et en ce qu'en outre sont exécutés les trous traversants pour les longerons du dispositif de fermeture de moule, la pièce coulée restant au cours de toutes les opérations d'usinage par enlèvement de copeaux dans la position de serrage initiale jusqu'à obtention du porte-moule complètement fini.