Brevet FR2789613A1 — publié le 20000818

La présente invention concerne un procédé de surfaçage d'un objet, notamment d'un bloc-cylindres, et une fraise pour la mise en oeuvre de ce procédé. Les moteurs à combustion interne pour véhicule automobile sont équipés dans certains cas d'un bloc-cylindres comprenant un corps en métal tendre, notamment à base d'aluminium, dans lequel sont ménagés des alésages munis de chemises en métal dur, notamment à base de fonte. Habituellement, les matériaux métalliques tendres sont usinés à des vitesses de coupe élevées, avec des fraises équipées de plaquettes à angles de coupe radial et axial très positifs. Par contre, les matériaux métalliques durs sont usinés à des vitesses de coupe faibles, avec des fraises équipées de plaquettes à angles de coupe radial et axial négatifs. Les procédés classiques de surfaçage d'un bloc-cylindres constitué de deux matières tendre et dure conduisent généralement à une usure rapide des plaquettes des fraise, plus particulièrement de l'arête de coupe de ces plaquettes, ce qui provoque l'apparition de défauts de surface indésirables. Pour éviter ces défauts, il convient de remplacer les plaquettes très fréquemment. L'invention a pour but de proposer un procédé de surfaçage d'un objet constitué d'au moins deux matières de duretés différentes permettant d'obtenir des états de surface performants en un temps de cycle court, ceci en minimisant l'usure de l'outil de coupe. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de surfaçage d'un objet constitué d'au moins deux matières de duretés différentes au moyen d'une fraise à plaquettes, caractérisé en ce que: - on équipe la fraise de plaquettes en matériau comprenant principalement du nitrure de bore cubique polycristallin, - on usine la surface de l'objet sur laquelle affleurent les deux matières avec une vitesse de coupe supérieure ou égale à 1000 m/mn, - on lubrifie la zone de contact de la fraise avec l'objet par pulvérisation d'air contenant de l'huile en suspension vers cette zone de contact. Suivant une autre caractéristique de ce procédé, l'objet est un bloccylindres de moteur à combustion interne comprenant un corps en métal tendre, notamment à base d'aluminium, dans lequel sont ménagés des alésages munis de chemises internes en métal dur, notamment à base de fonte. L'invention a également pour objet une fraise pour la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend des plaquettes de type rond. Suivant d'autres caractéristiques de cette fraise - chaque plaquette de type rond comporte un chanfrein de protection d'arête de coupe de 0,1 à 0,3 mm pour un angle de chanfrein de 15 à 25 , de préférence de 0,2 mm pour un angle de chanfrein de 20 ; - la fraise comporte au moins une plaquette racleuse; - l'angle de dépouille orthogonale et l'angle de dépouille vers l'arrière de la plaquette racleuse sont compris chacun entre 8 et 12 , de préférence égal chacun à 11 ; - plaquette racleuse comprend un plat de planage de rayon compris entre 90 et 300 mm; - la fraise comprend sept plaquettes de type rond et une plaquette racleuse réparties sur le contour de la fraise, de préférence régulièrement espacées angulairement sur le contour de la fraise; - l'angle de coupe axial des plaquettes est compris entre -2 et +6 , de préférence égal à 5 , et l'angle de coupe radial des plaquettes est positif et est compris entre 2 et 10 , de préférence égal à 5 . L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique de dessus d'un bloccylindres destiné à être usiné selon l'invention au moyen de la fraise représentée également sur cette figure; - la figure 2 est une vue schématique de la fraise suivant la flèche 2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue de face d'une plaquette racleuse de la fraise illustrée sur les figures précédentes; - la figure 4 est une vue de détail, à échelle agrandie, de la partie cerclée 4 de la figure 2. On a représenté sur la figure 1 un bloc-cylindres 10 de moteur à combustion interne pour véhicule automobile. Ce bloc-cylindres 10 comporte un corps 12 dans lequel sont ménagés, de façon connue en soi, quatre alésages 14 formant des logements pour des pistons du moteur. Ces alésages 14 sont munis de chemises internes 16. Le corps 12 est fabriqué dans une matière métallique tendre, notamment à base d'aluminium. Les chemises 16 sont fabriquées dans une matière métallique dure, notamment à base de fonte. On a également représenté sur la figure 1 une fraise 18 comprenant un support 20 cylindrique et des parties coupantes constituées par des plaquettes amovibles dont seulement certaines sont représentées pour des raisons de simplification. De préférence, au moins une des plaquettes est une plaquette racleuse. Les plaquettes sont réparties sur le contour du support 20, de préférence régulièrement espacées angulairement sur ce contour. Dans l'exemple décrit, la fraise 18 comporte sept plaquettes 22 de type rond et une plaquette à planer appelée habituellement racleuse 24, représentée plus en détail sur la figure 3. Les plaquettes 22, 24 sont en matériau comprenant principalement du nitrure de bore cubique polycristallin et sont montées de façon amovible sur le support 20 au moyen de porte-plaquettes classiques non représentés. L'angle de coupe axial yp des plaquettes 22, 24 est compris entre -2 et + 6 , de préférence égal à 5 . L'angle de coupe radial y, des plaquettes 22, 24 est positif et est compris entre 2 et 10 , de préférence égal à 5 . Chaque plaquette de type rond 22 comporte un chanfrein 26 de protection d'arête de coupe de cote C de 0,1 à 0,3 mm pour un angle K de chanfrein de 15 à 25 . De préférence, la cote C de ce chanfrein 26 de protection d'arête est de 0,2 mm pour un angle de chanfrein de 20 . On notera que, de façon classique, la cote C du chanfrein 26 correspond à la projection de ce chanfrein 26 sur le plan délimitant la face d'attaque 28 des plaquettes 22. De même; l'angle K de chanfrein est mesuré entre ce plan et le chanfrein 26 (voir figure 4). L'angle de dépouille orthogonale xo et l'angle de dépouille vers l'arrière cP de la plaquette racleuse 24 sont compris chacun entre 8 et 12 , de préférence égal chacun à 11 . La plaquette racleuse 24, de type carré, comporte un plat de planage de rayon R compris entre 90 et 300 mm et une diagonale sensiblement parallèle à la surface S du bloc-cylindres 10 destinée à être usinée selon le procédé de surfaçage de l'invention. En se référant à la figure 1, on notera que les matières tendre et dure du corps 12 et des chemises 16 respectivement affleurent cette surface S. Selon le procédé de l'invention, après avoir équipé la fraise 18 des plaquettes 22, 24 en nitrure de bore cubique polycristallin, on usine la surface S au moyen de cette fraise 18, avec une vitesse de coupe supérieure ou égale à 1000 m/mn. Dans l'exemple décrit, la vitesse de coupe est de 1500 m/mn et l'avance par dent (chaque plaquette 22, 24 forme une dent) est de 0,15 mm/tr. Au cours de l'usinage de la surface S, on lubrifie la zone de contact de la fraise 18 avec le bloc-cylindres 10 par pulvérisation d'air contenant de l'huile en suspension vers cette zone de contact. Dans l'exemple décrit, le débit du mélange air/huile pulvérisé est d'environ 5 ml/mn. L'utilisation de plaquettes en nitrure de bore cubique polycristallin et d'une lubrification par pulvérisation d'air et d'huile permet d'usiner la surface S avec une vitesse de coupe supérieure ou égale à 1000 m/mn. Cette vitesse étant élevée, le temps de cycle pour réaliser le surfaçage de la surface S est très réduit. Par ailleurs, l'usure des plaquettes 22, 24 à la suite de plusieurs cycles de surfaçage est très limitée, ce qui optimise d'autant l'état de surface obtenu. Enfin, on notera que la lubrification par pulvérisation d'air et d'huile est écologique puisque la consommation d'huile est très limitée, celle- ci pouvant être inférieure à 1 litre d'huile pour 500 blocs-cylindres usinés. La faible quantité d'huile utilisée est retenue par les copeaux engendrés par le surfaçage. On évite ainsi les problèmes de recyclage d'huile soluble posés par les procédés de lubrification classiques. Parmi les avantages de l'invention, on notera que cette dernière permet d'usiner la surface d'un objet avec un temps de cycle très court, ceci en limitant considérablement l'usure des plaquettes de la fraise de surfaçage et en optimisant l'état de surface obtenu. REVENDICATIONS 1. Procédé de surfaçage d'un objet (10) constitué d'au moins deux matières de duretés différentes au moyen d'une fraise (18) à plaquettes (22, 24), caractérisé en ce que: - on équipe la fraise (18) de plaquettes (22, 24) en matériau comprenant principalement du nitrure de bore cubique polycristallin, - on usine la surface de l'objet sur laquelle affleurent les deux matières avec une vitesse de coupe supérieure ou égale à 1000 m/mn, - on lubrifie la zone de contact de la fraise (18) avec l'objet (10) par pulvérisation d'air contenant de l'huile en suspension vers cette zone de contact. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'objet est un bloc- cylindres (10) de moteur à combustion interne comprenant un corps (12) en métal tendre, notamment à base d'aluminium, dans lequel sont ménagés des alésages (14) munis de chemises internes (16) en métal dur, notamment à base de fonte. 3. Fraise pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des plaquettes (22) de type rond. 4. Fraise selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque plaquette (22) de type rond comporte un chanfrein de protection d'arête de coupe de 0,1 à 0,3 mm pour un angle de chanfrein de 15 à 25 , de préférence de 0,2 mm pour un angle de chanfrein de 20 . 5. Fraise selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une plaquette racleuse (24). 6. Fraise selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'angle de dépouille orthogonale (ao) et l'angle de dépouille vers l'arrière (ap) de la plaquette racleuse (24) sont compris chacun entre 8 et 12 , de préférence égal chacun à 11 . 7. Fraise selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la plaquette racleuse (24) comprend un plat de planage de rayon (R) compris entre 90 et 300 mm. 8. Fraise selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce qu'elle comprend sept plaquettes (22) de type rond et une plaquette racleuse (24) réparties sur le contour de la fraise, de préférence régulièrement espacées angulairement sur le contour de la fraise. 9. Fraise selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce que l'angle de coupe axial (yp) des plaquettes est compris entre -2 et + 6 , de préférence égal à 5 , et l'angle de coupe radial (Y-) des plaquettes (22, 24) est positif et est compris entre 2 et 100, de préférence égal à 5 .