Brevet FR2594061A1 — publié le 19870814

La présente invention concerne un appareil de fixa- tion et plus particulièrement un porte-pièce ainsi qu'un procédé de fixation d'une pièce sur celui-ci. Généralement une pièce est fixée à un support ou porte-pièce afin d'empêcher tout mouvement de la pièce pendant des opérations subséquentes d'usinage, fraisage ou d'autres opérations de finition. Des dispositifs de blocage ou d'autres moyens mécaniques similaires sont bien connus dans la technique pour fixer une pièce à un porte-pièce. Cependant des pièces délicates, telles qu'une pale à profil aérodynamique, qui sont constituées essentiellement d'une mince plaque métallique comportant des surfaces profilées d'une manière critique sur ses côtés opposés, peuvent être endommagées par de tels moyens de fixation mécaniques. Puisqu'un usinage précis est exigé pour produire une pale à profil aérodynamique ayant des surfaces de forme aérodynami- que, une fixation précise est nécessaire pour maintenir une telle pièce pendant l'opération de finition. Tout mouvement ou positionnement incorrect de la pièce pourrait facilement se traduire par des dommages causés aux surfaces critiques. Le brevet US- 3 586 559 décrit un procédé pour ap- pliquer une composition thermoplastique fondue, semblable à de la cire, à une pièce et à un porte-pièce, cette composi- tion formant, après refroidissement, une couche intermédiai- re qui lie la pièce et le porte-pibce ensemble. La composi- tion semblable à de la cire et le porte-pièce sont chauffés afin de faire fondre la composition avant l'application et ils sont également chauffés de nouveau après l'usinage afin de permettre de libérer la pièce du porte-pièce. Générale- ment un tel porte-pièce est construit avec une pluralité d'éléments de chauffage internes noyés en dessous de la surface de liaison, ces éléments étant capable de chauffer le porte-pièce pour faire fondre la composition de liaison. Les étapes du traitement comprennent le chauffage du porte- pièce, l'application de la composition de liaison au porte- pièce, le positionnement de la pièce sur le porte-pièce et le refroidissement de l'ensemble. Après usinage l'ensemble est chauffé afin de faire fondre le composition de liaison et de libérer ainsi la pièce. Bien qu'un tel procédé ait été utilisé avec succès sur de nombreuses pièces, il a présenté néanmoins plusieurs limitations. Pour assurer un chauffage uniforme de la surface de liaison du portepièce, la pluralité d'éléments de chauf- fage électrique répartis uniformément sont noyés sous la surface de liaison du porte-pièce et ils sont reliés à une source d'alimentation électrique au moyen d'une pluralité de fils de connexion. Généralement un porte-pièce comportant des éléments de chauffage noyés est très coûteux et diffi- cile à construire. Ceci est particulièrement vrai pour les porte-pièces ayant des surfaces qui épousent des pièces de forme complexe ou qui exigent une surface de liaison impor- tante. En outre des différences dans les taux de dilatation entre les éléments, les fils et le porte-pièce peuvent pro- voquer une fatigue après un certain nombre de cycles de chauffage, ce qui se traduit par des défaillances des élé- ments individuels. De telles défaillances peuvent provoquer l'apparition de points froids sur la surface de liaison, d'o un ralentissement à la fois de la liaison de la pièce avec le porte-pièce et sa libération, ce qui entraîne un allongement de la durée du traitement. Un autre problbme concerne la libération prématurée de la pièce à partir du porte-pièce. Généralement une opéra- tion de finition, telle que meulage ou fraisage, peut pro- duire une chaleur de frottement suffisante pour amener la libération de la pièce à partir du porte-pièce pendant l'opération de finition. Si ceci se produit. la pièce peut être rendue inutilisable par suite d'un usinage imprécis. L'utilisation de compositions thermodurcissables qui ont une résistance thermique plus élevée que les compositions ther- moplastiques, telle que la composition semblable à la cire, réduisent la probabilité d'une libération sous l'effet de la chaleur de frottement. Cependant, puisque de telles composi- tions exigent une température plus élevée pour libérer la pièce du portepièce, une plus grande quantité d'énergie et une période plus longue sont exigées pour fixer une pièce pendant l'opération de fixation et la libèrer ensuite. Un but de la présente invention est de fournir un porte-pièce qui n'exige pas un chauffage pour fixer ou libè- rer une pièce qui lui est liée. Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de fixation qui rend optimale l'utilisation de l'énergie et minimale la durée du traitement. Un autre but de la présente invention est de fournir un porte-pièce et un procédé qui assurent une fixation précise de pièces ayant des formes complexes ou des surfaces de liaison importantes pendant des opérations de finition. Ces buts ainsi que d'autret sont atteints, suivant l'invention, en utilisant un porte-pièce ayant une surface profilée épousant essentiellement une surface profilée d'une pièce et comportant des moyens destines à être mis en contact, d'une manière amovible, avec une résine durcie. Dans la forme d'exécution préférée ces moyens comprennent une pluralité de goujons disposés dans une pluralité de trous taraudés répartis sur la surface de liaison du porte- pièce. Les goujons s'étendent vers l'extérieur à partir de la surface de liaison profilée sur une longueur suffisante pour permettre un contact par filetage avec une résine. Le procédé pour la mise en oeuvre d'un tel porte- pièce comprend les étapes consistant à conformer les moyens de contact en vue de leur mise en contact avec la résine, à recouvrir la surface profilée et les moyens de contact avec un agent de décollage qui empêche la liaison chimique de la résine avec le porte-pièce, è positionner une pièce par rapport au porte-pièce, è mettre en contact la pièce, le portepièce et les moyens de contact avec la résine, à prendre la résine en sandwich entre eux et à durcir la rési- ne. Ceci assure la liaison de la pièce avec la couche de résine qui est à son tour maintenue fermement par les moyens de contact. Après que le processus de finition a été achevé, la pièce et la résine sont séparés du porte-pièce en utili- sent les moyens de contact amovibles. Lorsque des goujons sont utilisés en tant que moyens de contact, ceci entraîne le dégagement des extrémités filetés de ceux-ci hors de la couche de résine durcie. En utilisant des moyens de contact amovibles pour libérer la pièce du porte-pièce on obtient une fixation et une libération de la pièce sans faire appel à un chauffage et une économie considérable de temps en éliminant les étapes de chauffage et de refroidissement qui seraient sans cela nécessaires pour effectuer cette opéra- tion, conformément à la technique antérieure. On décrira ci-après,à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel: La figure 1 est une vue en perspective d'une pièce à profil aérodynamique classique et de la forme d'exécution préférée du porte-pièce suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective représentant le porte-pièce suivant l'invention en contact avec une cou- che de résine prise en sandwich qui est liée à une pièce h profil aérodynamique. Les figures 3A,3B,3C sont des vues en coupe d'une pièce à profil aérodynamique soumise à une opération de finition classique sur ses deux faces en utilisant le porte- pièce suivant l'invention. A titre illustratif on décrira la fixation d'une pièce à profil aérodynamique sur la forme d'exécution préfé- rée du porte-pièce suivant l'invention. Si on se réfère h la figure 1, on voit que cette figure représente une pièce à profil aérodynamique 1 comportant un pied 2 et une pale 3, cette pièce à profil aérodynamique comportant des surfaces opposées 4 et 5, profilées aérodynamiquement, qui exigent un fraisage de précision en tant qu'opération de finition. Une telle pièce à profil aérodynamique peut avoir une longueur d'environ 76 centimètres de son pied à son bout et une largeur d'environ 30 centimètres à l'endroit de son pied. Bien que l'opération de fraisage soit une illustration de la présente invention, n'importe quelle opération exi- geant une fixation précise d'une pièce peut utiliser cette invention. Comme on peut le voir sur la figure 1, un porte-pièce 6 comporte une surface de liaison profilée 7 qui épouse essentiellement la forme de la première surface profilée 4 de la pièce à profil aérodynamique 1. Le porte- pièce illustré comporte des moyens destinés à venir en contact d'une manière amovible avec une résine durcissable. A titre illustratif les moyens de contact amovibles sont constitués par une pluralité de goujons 8 s'étendant à travers une pluralité de trous taraudés 9 ménagés dans la surface profilée 7 du porte-pièce 6. Ces goujons peuvent s'étendre à l'extérieur de la surface profilée sur une longueur suffisante pour permettre un contact par filetage avec une résine durcissable appliquée par la suite. Dans cet l1 exemple une extension d'environ 1,27 cm est suffisante. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3A, la forme préférée de mise en oeuvre du procédé d'utilisation du porte-pièce suivant l'invention comprend une première étape consistant à visser les goujons 8 è travers les trous taraudés 9, sur la surface profilée 7, de manibre qu'une partie filetée des goujons s'étende vers l'extérieur sur une distance d'environ 1,27 cm à partir de la surface de liaison profilée 7. Un agent de décollage (non représent6), tel que le produit "MS-122" de la société Miller-Stevenson, qui empêche l'adhérence d'une résine à une pièce contiguë, est appliqué à la surface profilée 7 et aux extensions des gou- jons 8. Une résine dureissable 11, de préférence une résine époxy telle que celle connue sous le nom de "REN 3262" fa- briquée par la société REN Plastics Corporation, est appli- quée à la surface profilée et aux parties en saillie des goujons sur la surface du poarte-pièce. Tandis que la résin e 11 est encore molle, on met en place et oer fixe la pièce è profil aérodynamique 1 par rapport au p:orte-pièce 6 en la mettant en'place d'une manière appropriée par rapport à un appareil d'alignement d'usinage 12,; ce qui entraine la pîise en sandwich de la résine 11 entre? la p-i-ce à profil aérody- namique 1 et le porte-pièce 6 et ce qui. force la résine 11 dans les espaces vides délimités entre les filetage s des extensions des goujons 8. Dans une autre forme d'exécution la pièce à profil aérodynamique 1 est mise en place, en premier lieu, d'une manière appropriée par rapport à l'appareil d'alignement d'usinage 12, et la résine ll est injectée dans l'espace compris entre la pièce à profil aéro- - 2594061 dynamique 1 et la surface profilée 7. Dans l'une ou l'autre de ces formes d'exécution la résine prise en sandwich forme une couche et elle est durcie, habituellement en la soumet- tant à une réaction avec un catalyseur qu'elle contient. Après durcissement la pièce à profil aérodynamique 1 est liée à la couche de résine 11. La résine qui a rempli les espaces vides entre les filetages des goujons 8, forme, dans la couche 11, une pluralité de trous taraudés 13 qui assurent la fixation ferme de la couche de résine durcie l' 11 au porte-pièce 6. Un usinage ou d'autres opérations de finition peuvent être alors exécutées sur la seconde surface profilée 5 de la pièce à profil aérodynamique 1. A titre illustratif la pièce à profil aérodynamique 1 est représen- tée comme étant soumise à une opération de fraisage exécutée par une fraise 14. Après fraisage la pièce à profil aérody- namique est dégagée du porte-pièce en enlevant les goujons de la résine durcie et dans ce cas en les extrayant des troua taraudés 13 formés dans la couche de résine 11. Lorsqu'un usinage est exigé sur les deux faces d'une pièce, comme cela est généralement le cas des surfaces d'une pièce à profil aérodynamique, des étapes additionnelles sont nécessaires. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3B, après l'achèvement des opérations de finition sur la seconde surface 5 et avant le dégagement de la pièce, on applique une couche de résine 15 sur cette seconde surface 5 de la pièce à profil aérodynamique 1. On fixe ensuite en position un second dispositif de fixation 16 sur la surface 5, en prenant la résine en sandwich entre eux. Aucun moyen de contact ou agent de décollage n'est exigé sur le second dispositif de fixation 16. Après durcissement le second dispositif de fixation 16 se trouve adhérer à la seconde surface 5. La pièce à profil aérodynamique 1 est alors déga- gée du porte-pièce 6 en enlevant les goujons 8. Comme on peut mieux le voir sur la figure 3C, la pièce à profil aérodynamique 1 et le second dispositif de fixation 16 sont ensuite tournés de 1800 et la première surface profilée 4 est usinée par une fraise 14, à travers la couche de résine 11. Après l'achèvement de l'opération de finition la pièce à profil aérodynamique et le dispositif de fixation sont placés dans un four et chauffés de manière à libérer la pièce h profil aérodynamique du dispositif de fixation 16 et h brûler toute la résine restante. Un tel procédé de fixation évite plusieurs étapes intermédiaires de chauffage et de refroidissement ce qui économise d'une manière appréciable la durée du traitement et l'énergie mise en oeuvre. Bien que la forme d'exécution de la présente inven- tion ait été décrite à propos d'un porte-pièce comportant une pluralité de goujons s'étendant à travers une surface de liaison profilée présentant une pluralité de trous taraudes, l'invention peut également s'appliquer à n'importe quel porte-pièce comportant des moyens destines è venir en contact, d'une manière amovible, avec une couche de résine utilisée pour lier une pièce à un porte-pièce. REVENDICATIflNS l.- Porte-pièce dans lequel une résine durcissable est interposée entre le porte-pièce et une pibce et est ensuite durcie pour fixer ainsi le porte-pièce à la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend un corps (6) ayant une surface de liaison profilée (7) épousant essentiellement la forme d'une surface de.la pièce et des moyens (8) répartis sur ce corps (6) pour être mis en contact, d'une manière amovible, avec la résine durcissable, la pièce (1) pouvant être enlevée du porte-pibce par suite du dégagement de ces moyens (8) à partir de la résine (11). 2.- Procédé de fixation d'une pièce sur un porte- pièce en utilisant une résine durcissable, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à: l)fournir un porte-pièce (6) comprenant un corps ayant une surface de liaison profilée (7) épousant sensible- ment une surface de la pièce (1) et comportant des moyens (8) répartis sur ce corps pour être mis en contact, d'une manière amovible, avec la résine durcissable (11), ces moyens (8) étant conformés pour la mise en contact avec la résine (11); 2) appliquer un agent de décollage à la surface de liaison profilée (7) et aux moyens de contact (8); 3) positionner la pièce (1) par rapport à la sur- face profilée (7); 4) mettre en contact la pièce (1), la surface de liaison profilée (7) et les moyens de contact (8) avec la résine durcissable, en prenant en sandwich cette résine (11) entre la pièce (1) et le porte-pièce (6); ) faire durcir la résine de telle façon que la pièce (1) soit liée à la résine, les moyens de contact (8) positionnant d'une manière fixe la résine et par conséquent la pièce (1) par rapport au porte-pièce (6), la pièce (1) étant fixée d'une manibre amovible au porte-pièce (6) 3.). Porte-outil suivant l'une quelconque des reven- dications 1 ou 2 caractérisé en ce que les moyens de contact amovibles sont constitués par une pluralité de goujons (8) disposés dans une pluralité de trous taraudés (9) répartis autour de la surface de liaison profilée (7) du corps, ces goujons (9) ayant une longueur de filetage suffisante pour pouvoir s'étendre vers et dans la résine, cette résine pouvant s'écouler dans les espaces vides entre les filetages des goujons et formant, après durcissement, des trous tarau- dés dans la résine durcie, les filetages étant ainsi en contact avec la résine et positionnant d'une manière fixe la résine et par conséquent la pièce (1) par rapport au porte- pièce (6).