Brevet FR2725645A1 — publié le 19960419

Procédé pour redresser des objets en forme de barre L'objet de l'invention est un procédé de redressement de barres, d'axes ou d'arbres en métal. Des objets en forme de barre, notamment des arbres ne peuvent être rendus rectilignes avec des tolérances très étroites que par des précautions particulières: - le matériau 'est recuit en ayant peu de tensions par un traitement thermique. - L'usinage avec enlèvement de copeaux s'effectue de manière Il) ménagée par des approches de plus en plus en plus fines - Le fléchissement dû au poids d'un arbre sur la machine d'usinage est compensée par des lunettes d'appui. Malgré cela, on ne parvient pas toujours à respecter les tolérances prescrites. Il est donc nécessaire de pouvoir procéder encore, même après in I'usinage final, à des corrections de la forme rectiligne de l'objet. Cela s'effectue habituellement par une flexion adéquate sur le banc à dresser ou - au cas o il est prévu un revêtement pour l'objet - par une correction de l'épaisseur d'une couche de compensation Les possibilités d'appliquer les deux procédés sont limitées - le premier est exclu des applications en génie nucléaire et le dernier pour des pièces non revêtues. L'invention vise un procédé assez peu coûteux. à l'aide duquel on peut redresser une barre, un axe ou un arbre courbé fini d'usinage. On y parvient suivant l'invention par le fait que, au point que l'on cherche à redresser de manière rectiligne, l'objet est mis en condition en compactant, notamment par laminage, le revêtement marginal qui est placé dans la zone de la surface, après quoi une rainure de compensation est prévue dans le revêtement marginal compacte. au point culminant déterminé par une mesure, de l'objet Le revêtement marginal compacte peut y entourer toute la surface de l'objet en forme de barre. Mais, pour obtenir l'effet recherché, il suffit que ce revêtement marginal ne soit présent qu'à proximité de la rainure de t compensation envisagée, c'est-à-dire qu'il entoure le bord de la rainure de tous côtés sur une distance de 1/2 L (L = longueur de la rainure). Le procédé suivant l'invention peut être utilisé pour des objets de section transversale quelconque. On peut redresser grâce à lui non seulement des arbres ou des axes cylindriques circulaires. mais aussi des objets qui ont une section transversale polygonale. Les sommets d'un polygone de ce genre peuvent y être vifs ou arrondis L'effet du procédé suivant l'invention repose sur le fait que le compactage de la surface dans la zone des endroits que l'on cherche à rendre rectiligne crée des contraintes de compression. En fraisant une rainure de compensation, on enlève de la surface de l'arbre une partie du revêtement marginal. L'interruption ménagée dans le revêtement marginal a pour conséquence de déformer durablement l'arbre, et cela comme si le bord de la rainure avait un effet de contraction. On pourrait obtenir un effet analogue par exemple en refroidissant localement l'arbre dans la région de la rainure. Cet effet serait toutefois passager. On obtient au contraire grâce à la rainure fraisée une modification durable de la forme. Le compactage du revêtement marginal ne doit pas nécessairement être effectueé par laminage. On peut tout aussi bien utiliser à cet effet un autre procédé comme par exemple le martelage ou la projection de billes de î verre. Le lissage de la surface de l'arbre effectué par le compactage et les contraintes propres de compression créées au-dessous de cette surface ont pour effet secondaire positif que la résistance d'endurance de l'arbre est renforcée. j D'autre part, le fraisage d'une rainure à la norme 6885 de l'industrie allemande signifie que la section transversale de l'arbre est affaiblie localement et qu'il se crée au fond de la rainure un effet d'entaille. Afin de minimiser ces effets négatifs, il est prévu dans le mode de réalisation du procédé suivant l'invention une rainure dont la forme est différente de celle de la rainure de clavette d'ajustage normée - afin d'obtenir l'effet de compensation dans son entier, une profondeur de la rainure de 3 mm est déjà suffisante. L'effet de compenstion n'est pas renforcé en augmentant davantage la profondeur de la rainure. I o - afin de minimiser l'effet d'entaille au fond de la rainure, les coins du fond de la rainure sont avantageusement arrondis. On obtient cela en utilisant pour fraiser la rainure de compensation une fraise en doigt ayant des coins arrondis. Il va de soi qu'aux endroits de l'arbre o sont prévues des clavetages, li la rainure peut être réalisée dans la forme standardisée tout en s'accomodant tant de l'effet d'entaille que de l'affaiblissement de la section transversale de l'arbre. En fonction de ce qui est prévu dans la construction. la rainure de clavetage peut se trouver dans une partie de l'arbre qui a été auparavant compactée. Dans un cas de ce genre, il se crée également par la force des choses le fléchissement décrit de l'arbre. Ce fléchissement peut toutefois être totalement annulé par une rainure de compensation de même longueur et de même largeur qui se trouve sur le côté opposé de l'arbre et qui a une profondeur réduite à 3 mm. La largeur (B) optimale de la rainure est fonction du diamètre (D) donné de l'arbre. Elle devrait être d'environ 0.25 D. La longueur (L) de la rainure devrait être telle que 0.5 D o distance B. plusieurs rainures individuelles de la proportion indiquée. Le procédé suivant l'invention est explicité plus en détail à l'aide de différents exemples de réalisation représentés au dessin Au dessin: la figure 1 représente un arbre de machine dont la surface a déjà été laminée dans une région située au milieu, la figure 2 représente l'arbre de la figure I qui a été muni d'une rainure ménagée dans la région laminée, la figure 3 représente un arbre de machine muni de plusieurs rainures de compensation placées les une derrière les autres, et la figure 4 représente un arbre courbé en forme de S qui peut être redressé par plusieurs rainures de compensation placées à distance les unes des autres. La représentation des différents coudes d'arbre est fortement exagérée par souci de clarté. De même, on part dans l'exemple de réalisation [Oi représenté aux figures 1 et 2 d'un arbre rectiligne afin de mettre en évidence l'effet de coudage que l'on peut obtenir par un compactage et par une rainure de compensation L'arbre 1 des figures 1 et 2 est muni dans sa partie médiane d'une zone 2 laminée caractérisée au dessin par un quadrillage. Dans cette zone, 1 l'arbre a une courbure déterminée par une mesure Afin d'obtenir un effet optimal de compensation. le tracé de l'axe 3 de l'arbre doit être d'abord déterminé par une mesure de circularité usuelle, lors de laquelle on détermine le point culminant de l'arbre 1 en fonction de la position angulaire et de la position longitudinale. Précisément en ce point, ou aussi près que possible de ce point, on ménage une rainure 4 de compensation. En ce point se crée lors du fraisage de la rainure 4 de 3 mm de profondeur le coude compensateur de l'arbre qui courbe l'arbre 1 à partir de la rainure 4 de compensation.- voir figure 2. L'effet compensateur se traduit dans la mesure de courbure de l'angle c. de coudage. Il s'est avéré que cette mesure est proportionnelle au produit de la longueur et de la largeur de la rainure. En pratique, on s'approche par itérations de la forme souhaitée de l'arbre 1; c'est-à-dire que l'on fraise d'abord une rainure de petite longueur et de petite largeur, puis que l'on mesure l'effet et que l'on calcule, en se o fondant sur cela, à partir de la proportionalité (voir plus haut) l'agrandissement nécessaire de la rainure Lors des pas ultérieurs d'itération, dans lesquels la rainure est agrandie et le cas échéant d'autres rainures de compensation sont fraisées, il se crée alors la forme (rectiligne) souhaitée de l'axe 3 de l'arbre. La figure 3 représente un arbre 5 muni de plusieurs rainures 4 de compensation ménagées les unes derrière les autres. La solution qui peut être réalisée aux cotes indiquées au dessin permet de compenser de fortes courbures. La figure 4 illustre que même un arbre 6 courbé en S peut être redressé de manière rectiligne à l'aide du procédé suivant l'invention. La condition préalable est que les rainures 4 de compensation soient ménagées aux différents points culminants de l'arbre 6 Revendications 1. Procédé pour redresser de manière rectiligne un objet (1) en métal en forme de barre, notamment un arbre, caractérisé en ce que l'objet (1) est mis en condition, à l'endroit o l'on cherche à le redresser de manière i rectiligne, par un compactage, notamment par laminage, du revêtement (2) marginal placé dans la région de la surface, après quoi une rainure (4) de compensation est ménagée dans le revêtement (2) marginal compacte au point culminant de l'objet (1) déterminé par une mesure 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure IU (4) de compensation est ménagée en ayant une profondeur maximum de 3 mm. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les coins du fond de la rainure (4) de compensation sont arrondis. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérinsé en ce que l'on I1 effectue la mise en place de la rainure (4) de compensation en plusieurs stades, une rainure de petite longueur et de petite largeur étant d'abord fraisée, puis, après une mesure de l'effet obtenu par cette rainure, la détermination de l'agrandissement nécessaire effectuée. 5. Procédé suivant la revendication 1. caractérisé en ce que la rainure 2 (4) de compensation est ménagee en ayant une large (B) et une longueur (L) qui ont environ les valeurs suivantes, rapportées au diamètre D de l'arbre: B 0,25 D 0,5 D 6. Procédé suivant la revendication 5. caractérisé en ce que, pour compenser de fortes courbures de l'objet (5). plusieurs rainures (4) de compensation sont prévues les unes derrière les autres à une distance qui correspond à la largeur (B).