Brevet FR2752182A1 — publié le 19980213

BUSE D'ARROSAGE ET DE DECRASSAGE POUR MEULE DE RECTIFICATION Wn v DESCRIPTION Domaine de l'invention L'invention concerne la rectification des pièces métalliques à l'aide de meules abrasives et, en particulier, des meules au nitrure de bore cubique, dénommées meules CBN . Elle concerne également l'usinage et la rectification de pièces métalliques au moyen de centres d'usinage à cinq axes de mouvement. Art antérieur et problème posé Il est connu d'utiliser des meules au nitrure de bore cubique pour effectuer différentes opérations de rectification. De telles meules sont composées de grains abrasifs élaborés artificiellement à une température supérieure à 1 000 0C. Ces grains sont enrobés par un liant vitrifié. La durée de vie d'une telle meule au nitrure de bore cubique est souvent de dix à cent fois supérieure à celle d'une meule classique. Sa dureté est généralement deux fois supérieure à celle d'une.meule classique en corindon. La technique d'utilisation des meules au nitrure de bore cubique s'effectue dans des conditions particulières. En particulier, la pression d'arrosage de lubrifiant est six fois supérieure à celle utilisée par les rectifieuses standard. De plus, les conditions d'usinage sont relativement figées, notamment concernant l'avance de la table de la machine-outil, la profondeur de pénétration et la vitesse périphérique de la meule comprise entre 60 et 100 m/s. D'autre part, les rectifieuses utilisant ce type de meules doivent comporter des équipements spéciaux, tels qu'unie broche à grande vitesse de rotation, des outillages multi-opérations, des buses d'arrosage de forme complexe devant être adaptées au procédé d'usinage et à la grande vitesse et, enfin, des buses de décrassage des meules. Ces problèmes d'arrosage, de lubrification et de décrassage deviennent de plus en plus ardus en fonction de la complexité du procédé d'usinage, du nombre de phases et des différents mouvements relatifs de la meule par rapport à la pièce et à l'outillage de la rectifieuse. Il est fréquent que, pour chaque opération différente, un équipement spécifique d'arrosage et de décrassage soit prévu et doive être stocké à proximité de la machine à rectifier pour pouvoir être positionné sur celle-ci au moment venu, par exemple au moyen d'un système robotisé. C'est le cas des machines à rectifier dites cinq axes , ctest-à-dire dont le mouvement de la pièce par rapport à l'outil peut être effectué de cinq manières différentes parmi les six degrés de liberté théoriques. La figure 1 montre une telle rectifieuse. Elle comprend principalement un bâti 3 sur lequel est montée une table 4, mobile en translation selon un premier axe horizontal X. Sur cette table 4 est monté un porte-pièce 6 pouvant supporter une pièce à usiner, cette dernière pouvant tourner selon un second axe horizontal A parallèle au premier axe de translation X. D'un autre côté, le bâti 3 supporte une colonne 7 montée mobile en translation selon un troisième axe horizontal Z. Sur cette colonne 7 est montée mobile en translation, selon un premier axe vertical Y, une tête porte-broche 9 sur laquelle est montée une broche 8, mobile en rotation autour d'un second axe vertical B. Cette broche 8 porte la meule 1 entraînée en rotation autour d'un troisième axe de rotation C perpendiculaire aux deux premiers axes de rotation A et B. On comprend ainsi que les mouvements de la meule 1 autour de la pièce à usiner puissent être nombreux au cours d'une même gamme d'usinage. De plus, on note que le point de contact entre la meule et la pièce peut varier de plusieurs degrés, en fonction de la surface de la pièce à rectifier. En effet, si celle-ci est courbe, le point de contact va tourner autour de l'axe de courbure de la surface à rectifier. La figure 2 montre une telle situation où la meule 1 est amenée à parcourir un tronçon de surface cylindrique 19 d'un secteur de distributeur de turbine d'un turbopropulseur. La position de la meule 1 représentée en traits interrompus montre la distance que peut parcourir la meule et, par là même, l'angle que peut faire autour du point P, centre du distributeur, le point de contact U entre la meule 1 et la surface à usiner 19. On comprend ainsi que, la buse d'arrosage étant fixe pour ce type d'opération, le trajet du fluide propulsé varie en longueur, de sa sortie de la buse 10 au point d'usinage U de la meule 1 sur la surface 19. L'invention vise à remédier à ces contraintes dues à l'utilisation de meules au nitrure de bore cubique sur des rectifieuses du type à cinq axes. Résumé de l'invention A cet effet, l'objet principal de l'invention est une buse d'arrosage et de décrassage pour une meule de rectification au nitrure de bore cubique devant être utilisée sur une machine de rectification à cinq axes, comprenant une portion de canalisation de forme générale incurvée dont la section diminue pour passer d'une section de l'extrémité d'entrée quelconque à une section de l'extrémité de sortie diminuée, la paroi concave de la buse étant une paroi plane incurvée, de manière à épouser globalement la surface périphérique de la meule à lubrifier et à décrasser. Dans le but de procéder au décrassage, la buse comprend des trous latéraux dans la paroi concave, de manière à projeter du lubrifiant sur la surface périphérique de la meule pour décrasser cette dernière. Dans sa réalisation principale, le rayon de courbure de la paroi concave est plus grand vers l'extrémité de sortie que vers l'extrémité d'entrée. De préférence, la section de l'extrémité de sortie est allongée et la paroi concave est plane et incurvée. Liste des figures L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description suivante, accompagnée de quatre figures représentant respectivement - figure 1, déjà décrite, une rectifieuse du type cinq axes sur laquelle est utilisée la meule selon l'invention ; - figure 2, un schéma relatif au déplacement angulaire du point d'usinage entre la meule et la pièce à rectifier ; - figure 3, en coupe frontale, la buse selon l'invention installée pendant une opération de rectification pour laquelle elle est utilisée ; - figure 4, en vue cavalière détaillée, la buse selon l'invention. Description détaillée d'un mode de réalisation En référence à la figure 3, la buse d'arrosage et de décrassage selon l'invention 10 est représentée en position de fonctionnement au côté d'une meule au nitrure de bore cubique 1. Cette dernière est montée tournante autour d'un axe horizontal pour usiner, ou plus précisément, rectifier la surface 5S d'une pièce métallique 5. En tenant compte du sens de rotation de la meule 1, représentée par la flèche F, la buse 10 est placée avant le point d'usinage U qui se trouve à la rencontre tangentielle de la meule 10 et de la pièce 5. L'extrémité d'entrée 11 de la buse 10 se trouve en haut, de telle sorte que le fluide d'arrosage et de décrassage de la meule 1 descend dans la buse 10, non seulement par gravité, mais au moyen d'une pression très élevée, six fois plus importante que pour l'arrosage d'opérations de rectification ordinaires. Le fluide débouche par l'extrémité de sortie 12 de manière tangentielle à la surface 2 de la meule 1, à cet endroit. Cette extrémité de sortie étant décalée angulairement par rapport au point d'usinage U, la direction d'éjection du fluide à l'extrémité de sortie n'est pas, à proprement parler, dans la direction exacte de ce point d'usinage U. Néanmoins, la vitesse de rotation de la meule (au moins 60 m/s en périphérie de la meule) et la pression de projection du fluide font que celui-ci est aspiré contre la surface 2 de la meule 1 par une dépression due à cette grande vitesse de rotation et par les écoulements d'air au voisinage de la meule 1. Comme l'indique les petites flèches, le fluide a donc tendance à rester très près de la surface 2 de la meule 1 et se trouve aspiré entre cette dernière et la pièce 5 vers le point d'usinage U, où ce fluide doit faire son office d'arrosage et de lubrification. Sur cette figure 3, on a également représenté sur la paroi concave 13 de la buse 10 des trous latéraux 15 pour expulser une partie du fluide directement contre la surface 2 de la meule 1. Ils sont pratiquement perpendiculaires à celle-ci. Compte tenu de la vitesse et de la pression du fluide dans la buse 10, la force d'éjection de ce dernier contre la surface 2 de la meule 1 par les trous latéraux 15 est telle que le fluide a un effet de percussion relativement important contre cette surface 2. Le résultat obtenu sur cette surface 2 de la meule 1 est un décrassage des points de cette surface 2 avant qu'ils ne procèdent à une nouvelle opération d'abrasion au point d'usinage U. Cela permet également d'effectuer le vide d'air, entre la meule 1 et la buse 10, facilitant une meilleure trajectoire du fluide d'arrosage. Comme on peut le constater, l'angle de courbure de la buse, c'est-à-dire de la paroi concave 13 et éventuellement de la paroi convexe 14 est un peu plus petit vers l'extrémité d'entrée 11 que vers l'extrémité de sortie 12. Ceci est un exemple de réalisation, mais convient particulièrement dans la position d'utilisation de la buse 10 représentée sur la figure 3. En effet, un grand angle de courbure de la paroi concave 13 vers l'extrémité de sortie 12 de la buse 10 permet de tangenter cette extrémité de sortie 12 de manière relativement fine et précise par rapport à la meule 1. La figure 4 montre mieux la disposition des trous latéraux 15 sur la paroi concave 13. Le nombre de trous latéraux 15 n'est pas limité à huit, comme sur cette figure 4. L'extrémité de sortie 12 est donc constituée d'une fente longitudinale car les parois concave 13 et convexe 14 sont des surfaces planes incurvées. En d'autres termes, les différentes sections de la buse 10 sont rectangulaires. Ceci est un exemple de réalisation. Toutefois, cette réalisation convient particulièrement quand la surface 2 de la meule 1 est une surface cylindrique. On peut envisager que la paroi concave 13 de la buse 10 puisse être d'une forme complémentaire à celle de la surface périphérique 2 de la meule 1. De même, une paroi latérale 16 a été représentée, faisant la jonction entre les parois concave 13 et convexe 14. Cette paroi latérale 16 est plane. Ceci ne constitue également qu'un exemple de réalisation. On comprend ainsi que la buse selon l'invention permet à la fois un arrosage efficace du point d'usinage U de la meule 1 sur la pièce 5 et un décrassage des particules métalliques collées sur la meule 1. L'arrivée tangentielle du fluide à la sortie de la buse 10 permet un arrosage optimal à des vitesses périphériques de la meule 1 élevées. Bien évidemment, avec son profil effilé et son positionnement latéral, la buse selon l'invention permet d'éviter des risques de collision entre la buse 1 et l'outillage de la rectifieuse. En d'autres termes, la position de la buse selon l'invention est tributaire de la position de la meule 1. Plus exactement, on peut prévoir que la position de la buse 10 est fixe par rapport à la position de la meule, dans tous ses déplacements par rapport à la pièce à usiner, à la table et à l'outillage de la machine-outil. En effet, dans les méthodes traditionnelles, la buse est fixée sur la machine-outil ou sur la table de celle-ci et est donc des mouvements relatifs par rapport à la meule. Par contre, la buse 10 selon l'invention étant plaquée contre la meule 1, elle a très peu de chance de subir un contact ou un choc avec un outillage de la machine-outil, ces outillages ne devant pas approcher la meule de rectification 2. Ainsi, la position de la buse 10, selon l'invention, n'est pas modifiée et la direction et l'orientation du jet de fluide de décrassage et d'arrosage n'est jamais modifiée. On peut envisager différentes formes de buses adaptées à différentes formes de meules de rectification. Le fait que le jet de fluide arrive tangentiellement sur la surface 2 de la meule 1 permet que le point d'usinage U peut varier angulairement, puisque ce jet est pratiquement collé à la surface 2 de la meule 1 et arrive presque en totalité à ce point d'usinage U quelle que soit la distance séparant ce point d'usinage U de l'extrémité 12 de la buse 10. REVENDICATIONS 1. Buse d'arrosage et de décrassage (10) pour meule de rectification (1) au nitrure de bore cubique devant être utilisée sur une machine de rectification à cinq axes, constituée principalement d'une portion de canalisation de forme générale incurvée dont la section diminue pour passer d'une section d'extrémité d'entrée (11) quelconque à une section d'extrémité de sortie (12) diminuée, la paroi concave (13) étant une paroi incurvée, de manière à épouser globalement la surface périphérique (2) de la meule (1) à arroser. 2. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' elle comprend des trous latéraux (15) sur la paroi concave (13) pour projeter du lubrifiant sur la surface périphérique (2) de la meule (1), afin de décrasser cette dernière. 3. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rayon de courbure de la paroi concave (13) est plus grand vers l'extrémité de sortie (12) que vers l'extrémité d'entrée (11). 4. Buse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi concave (13) de la buse (10) est plane et incurvée, la section de l'extrémité de sortie étant allongée.