Brevet FR2631264A1 — publié le 19891117

"Procédé de moulage notamment de fonderie d'aluminium, ainsi que moule et installation". La présente invention concerne un procédé et une installation de moulage de pièces, notamment en aluminium, à l'aide d'un moule comportant un fond et les parois latérales amovibles, en acier, procédé selon lequel on introduit par le haut un noyau en sable et on ferme la partie supérieure du moule à l'aide d'une forme en sable, puis on injecte la matière de la pièce. Ce moule comporte des surfaces de référence sur la partie du noyau ou de la partie en sable de manière à réaliser sur la pièce des surfaces de référence d'usinage encore appelées "départ d'usinage". Pour des raisons de conception de pièces, ces surfaces de référence d'usinage sont nécessairement réalisées dans la partie en sable de moulage. Or, le noyau présente des dispersions de fabrication résultant du moulage du noyau. De plus, à la réalisation, le noyau est chaud et; ors de l'introduction de la matière de moulage, il y a une certaine érosion aléatoire du sable du noyau qui, malgré sa fixation à l'aide de résine polymérisée, reste friable. La conséquence de ce procédé de fabrication est une imprécision des cotes prises à partir des surfaces de référence. Cette imprécision concerne les surfaces d'usinage, le positionnement des perçages, etc. Cette imprécision concerne également le parallélisme des surfaces où l'angle des axes ne correspond pas aux contraintes du cahier des charges. En effet, le problème se présente dans les conditions suivantes Le fondeur d'aluminium réalise les pièces sur commande et en respectant les prescriptions du donneur d'ordre. En sortie de fabrication, il examine les pièces brutes et vérifie leur conformité aux prescriptions du donneur d'ordre. Toutefois, comme la pièce est brute de fonderie, cette vérification ne peut être que très grossière et il arrive fréquemment qu-lu- ne pièce ayant passé cette vérification s'avère ultérieurement à l'usinage des différentes surfaces et des perçages, comme insuffisante puisque le contrôle des pièces dont usinage est terminé, aboutit à un nombre de pièces défectueuses relativement important. Or, il n'est pas possible de modifier la précision des départs d'usinage au niveau de la fonderie. Cela est d'autant plus vrai que le donneur d'ordre, conscient de cette difficulté, ne peut imposer de cahier des charges plus précise. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et se propose de créer un procédé et une installation, notamment pour la fonderie d'aluminium, permettant ae réaliser des pièces de fonderie présentant des repères de positionnement (départ d'usinage) localisées de manière parfaitement précise pour permettre un usinage ultérieur sans que des erreurs des repères de positionnement ne soient à 1' ori- gine de la mise au rebut d'un nombre important de pièces. A cet.effet, l'invention concerne un.procédé caractérisé en ce que - on réalise des éléments de positionnement dans le-s parties stables du moule, - on injecte la matière dans le moule ainsi réalisé et on forme ainsi des repères auxiliaires de positionnement par les parties stables du moule, - après démoulage de la pièce on réalise des repères d'usinage sur les surfaces de la pièce moulée au contact du noyau en sable, par usinage, à partir des repères auxiliaires de positionnement réalisés par les parties stables du moule Selon une autre caractéristique on réalise des éléments de positionnement en creux ou en saillie dans le fond du moule pour former des repères auxiliaires de positionnement en relief ou en creux dans la pièce et, à partir de ces repère auxiliaires, précis, on usine les repères d'usinage La réalisation des repères auxiliaires à l'aide des éléments de positionnement des parties stables du moule permet d'avoir des surfaces de repère très précises et partant de celles-ci des surfaces de repère appelées "départ d'usinage" nécessaires à l'usinage de finition de la pièce. Cela permet d'être totalement indépendant des imprécisions et déformations du noyau en sable, tout en évitant d'avoir à modifier les éléments de repère, c'est-à-dire les départs d'usinage. Le procédé permet ainsi d'augmenter de manière très importante la précision de l'usinage de finition sans avoir à modifier quoi que ce soit à la chaîne de fabrication automatique réalisant cet usinage. Cette précision est d'autant plus grande que les départs d'usinage sont des surfaces usinées et non des surfaces de moulage. Suivant une autre caractéristique, l'invention concerne également un moule pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, moule caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de positionnement sur au moins l'une de ses parties stables pour mouler des repères auxiliaires de positionnement. La réalisation des éléments de positionnement dans les parties stables du moule ne présente pas de difficulté particulière. Ces éléments peuvent être, suivant la nature.de la pièce, sa forme, etc. en relief -ou en -creux, pour donner des repères auxiliaires de forme complémentaire. L'irçention concerne également une installation pour la .ise en oeuvre du procédé, cette installation étant caractérisée en ce qu'elle comporte une machine automatique de parachèvement des pièces, machine comprenant - un bâti avec un moyen de réception de la pièce positionnant de manière précise la pièce par ses repères auxiliaires, - le bâti portant des colonnes de guidage en translation au-dessus du moyen de réception de la pièce, - un équipage mobile monté en translation sur les colonnes et portant les moyens d'usinage des surfaces d'usinage de la pièce, - un moyen d'entraînement en mouvement de l'équipage par rapport aux colonnes, - un moyen de mesure de la translation relative de l'équipage par rapport aux repères auxiliaires de la pièce, - un circuit d'exploitation commandant le mouvement de l'équipage mobile et les moyens d'usinage des surfaces d'usinage de la pièce, - un moyen pour commander l'enlèvement de la pièce et son élimination en cas de comparaison défavorable ainsi qu'un moyen pour usiner la surface de repère sur la partie de la pièce moulée au contact du noyau en sable. Cette installation s'intègre de manière très simple dans la chaîne de fonderie sans créer de goulot d'étranglement particulier puisque l'usinage réalisé par la machine est particulièrement court. De plus, la machine permet également de vérifier les défauts grossiers de la pièce qui est alors mise immédiatement au rebut. On évite ainsi d'avoir à mettre au rebut une pièce, soit avant usinage, et même après usinage Suivant une autre caractaristique l'équipage mobile sur les colonnes est formé par un plateau supérieur, un plateau inférieur reliés par des guides coulissant sur les tiges, le plateau supérieur étant relié- à la vis portée par l'arbre du moteur du moyen d'entraînement et le plateau inférieur portant les moteurs et les outils pour réaliser les surfaces d'usinage. Suivant une autre caractéristique, le moyen de mesure de la translation relative de l'équipage mobile se compose d'un capteur de rotation qui mesure de manière incrémentale la rotation de l'arbre du moteur et d'un circuit d'exploitation qui reçoit les signaux de mesure du capteur pour les transformer en une mesure de la translation relative de l'équipage mobile ainsi qu'une butée de remise à zéro qui permet de conduire l'équipage mobile en position de remise à zéro du compteur du circuit d'exploitation Suivant une autre caractéristique, le moyen pour commander l'enlèvement de la pièce est composé d'une butée escamotable et d'un vérin éjecteur. L'installation comporte un convoyeur d'entrée et un double convoyeur de sortie, l'un pour les pièces bonnes, l'autre pour les pièces défectueuses. De manière intéressante, le plateau du bâti est interrompu au'niveau de la trajectoire des pièces et est remplacé par un convoyeur à rouleaux mobile entre une position haute de transfert des produits et une position escamotée, ainsi que des doigts de positionnement solidaires du bâti - sur lesquels le convoyeur dépose la pièce à usiner sur les surfaces de référence auxiliaires. La présente invention sera décrite de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels - la figure 1, dans ses parties 1A et lB, représente schématiquement le procédé selon l'invention - la figure 2 est une vue de face de la machine d'usinage des repères de positionnement faisant partie de l'installation selon l'invention - la figure 3 est une vue de côté de la machine de la figure 2 - la figure 4 est une vue de dessus de la machine des figures 2 et 3 et d'une partie des convoyeurs d'alimentation et d'évacuation de la machine. Selon la figure 1, l'invention concerne un procédé de moulage de pièces en aluminium. Le moule se compose d'un fond 1 et de parois latérales 2, 3 réalisées en un matériau stable (acier) et réutilisable pour de nombreux moulages alors que le couvercle 4 est constitué par un noyau en sable de fonderie détruit après chaque moulage pour dégager la pièce de la cavité de moulage. Ce noyau 4 peut comporter des parties en contre-dépouille. Selon-l'invention, on réalise (A) des éléments de positionnement 5, 6 dans les parties stables du moule. Dans l'exemple représenté, ces éléments depositionnement 5, 6 font partie du fond 1 du moule. Puis, on injecte (B) de l'aluminium dans la cavité 7 du moule pour former la pièce 8 qui sera démoulée après refroidissement. La pièce 8 comporte ainsi des repères auxiliaires de positionnement 9, 10 correspondant aux éléments de positionnement 5, 6 du fond 1 du moule. Ces repères auxiliaires 9, 10 servent à positionner correctement et de manière précise, la pièce -8 dans la machine réalisant les repères d'usinage. A titre d'exemple, les repères d'usinage sont réalisés dans les surfaces 11, 12 de la- pièce. Ces repères portent les références 13, 14 et sont indiquées en pointillés. Ils servent à l'usinage ultérieur de la pièce 8. Dans l'exemple ci-dessus, les éléments de positionnement 5, 6 du moule et les repères auxiliaires de positionnement 9, 10 réalisés dans la pièce 8 injectée, sont des parties respectivement en saillie (en creux) du fond 1 du moule. De tels éléments 5, 6 peuvent être prévus indifféremment sur les côtés du moule et/ou le fond suivant le positionnement que l'on souhaite utiliser pour l'usinage définitif de la pièce. Les figures 2 à 4 représentent une partie de l'installation pour la mise en oeuvre du procédé. L'installation se compose d'uni ensemble de moules ou parties de moulue, munis d'éléments de positionnement ainsi que d'un poste d'injection et de moyens de transfert pour alimenter le poste d'injection en moules puis assurer, après injection et re froidissement partiel, le démoulage des pièces et leur transfert dans la machine de réalisation des repères d'usinage selon les figures 2 à 4. Selon la figure 2, la machine servant à réaliser les repères d'usinage se compose d'un bâti 21 comprenant un piètement 22 et une table 23. La table 23 porte des colonnes de guidage 24 reliées dans leur partie haute par un plateau 25 portant un moteur de translation 26. L'arbre de sortie du moteur 26 est relié par une vis 27 à un équipage mobile 28 formé d'un plateau supérieur 29, d'un plateau inférieur 30 et de manchons de guidage 31 coulissant sur les colonnes 24. Le plateau 30 porte les moteurs d'usinage 32 représentés schématiquement au nombre de trois et qui entraînent les outils 33. Le plateau 30 est interrompu en son milite, selon la figure 2, pour former un passage 34 pour la pièce 8-dans laquelle on veut réaliser les repères d'usinage. Cette pièce arrive sur un moyen de transfert, par exemple un convoyeur à rouleaux (non représenté) extérieur à la machine ; dans la machine, elle passe sur un convoyeur à rouleaux ou à galets 36 porté par un plateau 37 mobile verticalement sous la commande dun vérin de levage 38. La figure 2 montre également des doigts de positionnement 39 solidaires du piètement 22 (voir figure 3) et sur lesquels vient se positionner la pièce 8 une fois le chemin à rouleaux escamoté en position basse. Les doigts 39 s'appuient sur les repères auxiliaires de positionnement 9, 10 de la pièce 8. La descente de l'équipage mobile 28, portant les outils 33 realisant les repères d'usinage, est commandée par un capteur de rotation 60 qui mesure la rotation de l'arbre de sortie 27 du moteur 26 et transforme cette mesure en un déplacement vertical. L'équipage mobile 28 comporte une butée 40 de remise à zéro. Pour la remise à zéro, il suffit de faire monter l'équipage mobile 28 jusqu'à ce que la butée 40 soit en appui contre la plaque supérieure 25. Après une coupure de courant; lors de la remise en route de la machine, il suffit de commander, par exemple manuellement ou de manière automatique, la remontée de l'équipage mobile 28 jusqu'à ce que la butée 40 vienne en appui de façon à remettre à zéro le compteur du circuit d'exploitation 61. Le signal de mesure du capteur 60 est fourni à un circuit d'exploitation 61 qui gère le fonctionnement de l'installation en commandant l'évacuation du produit 8 défectueux sans même usiner- les surfaces de référence ou dans le cas d'un produit non- défectueux, la descente de l'équipage mobile 28 pour l'usinage des surfaces de référence. La figure 3 est une vue de côté de la machine de la figure 2. Cette figure montre la disposition inclinée de la machine par rapport à l'axe vertical d'un angle a de manière à faciliter le transfert des pièces par gravité. Dans cette figure, apparaît le convoyeur d'entrée 41 et une partie du convoyeur de sortie 42. Chaque pièce descend sur le convoyeur 41 pour arriver jusque contre-la butée 43 en position sortie. Lorsque la pièce est arrêtée dans cette position, le vérin -38 commande la descente du convoyeur 36 pour que la pièce 8 vienne se placer sur les doigts de positionnement 39 par ses repères auxiliaires de positionnement. Puis, l'équipage mobile 28 descend et bloque la pièce 8 par des moyens de bridage 44 puis l'usinage des surfaces de repérage commence. Cette figure montre également des palpeurs 45 commandés pour palper l'intérieur de la pièce et interdire la poursuite de la descente de l'équipage mobile 28, si l'un des palpeurs placés dans une position appropriée rencontre un obstacle.La disposition des palpeurs 45 est choisie pour avoir des moyens de contrôle supplémentaires évitant l'usinage de surfaces de'repère sur des pièces grossièrement défectueuses. La figure 4, qui est une vue de dessus, montre l'alimentation de la machine, en particulier le convoyeur d'alimentation 41, le convoyeur de sortie 42 muni d'un vérin d'évacuation 46 des pièces à me-ttre au rebut par le convoyeur 47 et la butée escamotable 48 commandée par le système gérant l'installation pour arrêter la pièce défectueuse et permettre son éjection par le dispositif d'évacuation 46. Lorsqu'elle- est en position escamotée, cette butée 48 permet le passage des pièces bonnes dans la trajectoire du convoyeur de sortie 42. Les pièces dont les repères de positionnement ont ainsi été usinés, sont alors transférées dans les postes d'usinage. La figure 4 montre également différentes accessoires de la machine, en particulier un vérin pousseur 50 qui place transversalement la pièce contre des butées' > latérales 51, 52 ainsi qu'un vérin de bridage 53. Cette figure montre également l'habillage 54 de la machine. REVENDICATIONS 1) Procédé de moulage de pièces, notamment en aluminium, à l'aide d'un moule comportant un fond et des parois latérales en un matériau stable, ainsi qu'un noyau en sable fermant la partie supérieure du moule, pour la fabrication de pièces destinées à subir après démoulage un usinage de précision, procédé caractérisé en ce que - on réalise (A) des éléments. de positionnement (5, 6) dans les parties stables (1, 2, 3) du moule, - on injecte (B) la matière dans le moule ainsi réalisé et on forme ainsi des repères auxiliaires de positionnement (9, 10) par les parties stables du moule (1, 2, 3), - après démoulage de la pièce (8), on réalise (C) des repères d'usinage (13, 14) sur les surfaces de la pièce moulée au contact du noyau en sable, par usinage, à partir des repères auxiliaires de positionnement réalisés (9, 10) par les parties stables du moule (1, 2, 3). 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on réalise des éléments de positionnement en creux ou en saillie (5, 6) dans le fond (1) du moule pour former des repères auxiliaires de positionnement (9, 10) en relief ou en creux dans la pièce (8) et, à partir de ces repère auxiliaires, précis, on usine les repères d'usinage (13, 14). 3) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les repères auxiliaires de positionnement (9, 10) sont des surfaces en creux. 4) Moule-pour le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de positionnement (5, - 6) sur au moins l'une de ses parties (1, 2, 3) stables pour mouler des repères auxiliaires de positionnement. 5) Installation pour la réalisation de pièces de fonderie en aluminium, installation comprenant un poste de fabrication des moules, un poste d'injection d'aluminium et un poste de démoulage des pièces, pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une-quelcon- que des revendications 1 à 3, installation caractérisée en ce qu'elle comporte une machine automatique de parachèvement des pièces, machine comprenant - un bâti (21, 22, 23) avec un moyen de réception (36, 37, 38, 39) de la pièce (8) positionnant de manière précise la pièce (8) par ses repères auxiliaires (9, 10), - le bati (21) portant des colonnes de guidage en trarslation (24) au-dessus du moyen de réception de la pièce (8), - un équipage mobile (28) monté en translation sur les colonnes (24) et portant les moyens d'usinage (32, 33) des surfaces d'usinage de la pièce (8), - un moyen (26, 27) d'entraînement en mouvement de équipage (28) par rapport aux colonnes (24); - un moyen de mesure (60) de la translation relative de-l'équipage par rapport aux repères auxiliaires (9, 10) de la pièce (8), - un circuit d'exploitation (61) commandant le mouvement de l'équipage mobile (28) et les- moyens d'usinage (32, 33) des surfaces d'usinage (13, 14) de la pièce, - un moyen (46, 48) pour commander l'enlèvement de la pièce et son élimination en cas de comparaison défavorable ainsi qu'un moyen (32) pour usiner la surface de repère sur la partie de la pièce (8) moulée au contact du noyau en sable. 6) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'équipage mobile (28) sur les colonnes (24) est formé par un plateau supérieur (29), un plateau inférieur (30), reliés par des guides (31) coulissant sur les tiges (24), le plateau supérieur (29) étant relié à la vis (27) portée par l'arbre du moteur (26) du moyen d'entraînement et le plateau inférieur (30) portant les moteurs (32) et les outils (33) pour réaliser les surfaces d'usinage (13, 14). 7) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen de mesure (60) de la translation relative de l'équipage mobile (28) se compose d'un capteur de rotation (60) qui mesure de manière incrémentale la rotation de l'arbre du moteur (26) et d'un circuit d'exploitation (61) qui reçoit les signaux de mesure du capteur (60) pour les transformer en une mesure de la transtation relative de l'équipage mobile (28) ainsi qu'une butée de remise à zéro (40) qui permet de conduire l'équipage mobile (28) en position de remise à zéro du compteur du circuit d'exploitation (61). 8) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que le moyen (46, 48) pour commander l'enlèvement de la pièce (8) est composé d'une butée escamotable (48) et d'un vérin éjecteur (46). 9) Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comporte un convoyeur d'entrée (41) et un double convoyeur de sortie (42, 47), l'un pour les pièces bonnes, l'autre pour les pièces défectueuses. 10) InstallaLion selon la revendication 5, caractérisée en ce que le plateau (23) du bâti est interrompu au niveau de la trajectoire des pièces (8) et est remplacé par un convoyeur à rouleaux (36) mobile entre une position haute de transfert des produits (8) et une position escamotée, ainsi que des doigts de positionnement (39) solidaires du bâti sur lesquels le convoyeur (36) dépose la pièce (8) à usiner sur les surfaces de référence (9, 10) auxiliaires. 11) Moule pour le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 ou l'installation selon les revendications 3 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte des repères de positionnement (5, 6) - auxiliaires sur au moins l'une de ses parties (1, 2, 3) stables.