Brevet FR2810267A1 — publié le 20011221

La présente invention concerne un procédé d'ébavurage et de traitement de surface au moyen d'un jet de fluide projeté à très haute pression sur la zone à traiter. L'invention concerne également l'installation pour la mise en #uvre du procédé. L'ébavurage et le traitement de surface de pièces sont des opérations de finition qui peuvent s'effectuer de différentes façons aussi bien mécanique, en tonneaux par exemple, que chimique selon le cas. Mais pour des pièces de très haute précision comme celles que l'on rencontre par exemple dans les pompes d'injection de carburant, et surtout pour tout ce qui est pièce métallique, il est intéressant de pouvoir effectuer cet ébavurage et/ou traitement de surface, par une opération et avec des moyens qui procurent en même temps une protection de la pièce traitée, évitant notamment les problèmes ultérieurs d'oxydation. Pour parvenir à ce résultat le procédé d'ébavurage et de traitement de surface selon l'invention s'effectue au moyen d'un jet de fluide projeté à très haute pression sur la zone à ébavurer et/ou traiter et ce fluide est constitué pour tout ou partie, d'huile de coupe utilisée de façon classique pour tous travaux d'usinage. Avec ce type de fluide, on réalise un ébavurage et/ou un traitement de surface, avec en plus, une excellente protection des surfaces traitées du fait de l'utilisation d'un fluide comprenant ou constitué d'huile de coupe. Cette opération permet par exemple d'enlever les bavures d'usinage sur des surfaces de pièces en métaux ferreux ou non et/ou en acier inoxydable, d'une dureté comprise par exemple entre 250 hv et 4000 hv. L'invention concerne également l'installation permettant la mise en oeuvre du procédé, laquelle installation comprend un réservoir rempli en tout ou partie d'huile de coupe, une pompe très haute pression, un circuit d'alimentation de la ou des buses de projection du jet de fluide, une enceinte de travail avec un bac de travail et un bac de reprise faisant office de réservoir, des moyens de recyclage, de filtrage et de refroidissement du fluide utilisé. Toujours selon l'invention, l'installation comprend également une pompe de gavage interposée entre le bac de reprise et la pompe très haute pression. Selon une autre disposition de l'invention, le bac d'ébavurage, disposé dans l'enceinte de travail, est également disposé dans le bac de reprise qui forme ainsi une sorte de double paroi de façon à réduire le niveau sonore général de l'installation. Toujours selon l'invention, le refroidissement du fluide de travail est réalisé au moyen d'une circulation d'eau dans un dispositif refroidisseur installé par exemple dans le bac de reprise, lequel dispositif refroidisseur peut être relié à un groupe de réfrigération. Selon une autre disposition de l'invention, le bac d'ébavurage a une contenance adaptée à la taille des pièces à traiter, laquelle contenance est telle qu'elle permet de travailler en immersion pour, d'une part, réduire le bruit et, d'autre part, éviter la formation de brouillard. Toujours selon l'invention, les moyens de filtrage comportent en plus des filtres classiques, une bougie magnétique permettant de retenir les copeaux et particules métalliques. Toujours selon l'invention, l'installation comprend des moyens de surveillance du niveau du liquide de travail dans le bac de reprise, lesquels moyens sont associés à des moyens de mise en marche d'une pompe de remplissage dudit bac, à partir d'un bidon d'appoint ou d'un circuit d'huile existant, de façon à faire face à l'évaporation du fluide de travail et en particulier de l'huile de coupe, laquelle évaporation est comprise entre 0,8 et 1 % du volume. Selon une autre disposition de l'invention, l'installation comprend des moyens de contrôle et de réglage de la température du fluide dans le bac d'ébavurage, lesquels moyens sont associés à des moyens de contrôle et de commande du dispositif refroidisseur. Toujours selon l'invention, l'installation comprend aussi des moyens de contrôle et de régulation de la pression du fluide utilisé pour l'ébavurage et le traitement, de façon à adapter cette pression au produit à traiter pour obtenir les qualités d'ébavurage et de traitement souhaitées. L'invention sera encore détaillée à l'aide de la description suivante et du dessin annexé, donné à titre indicatif, montrant les principaux éléments constitutifs de l'installation. La cellule de travail 1 comprend un premier bac 2 dénommé ci-après bac de travail. Ce bac 2 est rempli d'un fluide constitué ou contenant de l'huile de coupe. Ce bac de travail 2 est lui-même disposé dans un bac de reprise 3 qui forme une double paroi autour dudit bac 2, laquelle double paroi correspond à la paroi inférieure de la cellule 1. Ce bac de reprise 3 fait office de réservoir ; il contient le fluide de travail qui s'écoule du bac 2 par un trop-plein. Le fluide de travail est projeté dans le bac 2 au moyen d'une ou plusieurs buses de projection 4, disposées dans la cellule. Ces buses de projection 4 sont utilisées et sélectionnées en fonction des pièces à travailler c'est-à-dire également en fonction des opérations à réaliser comme par exemple une opération d'ébavurage, une opération de traitement de surface. Les pièces à travailler sont par exemple portées par un bras 5 robotisé, associé à la cellule 1. Les pièces sont travaillées en position immergée de façon à éviter les projections et atténuer le bruit. La ou les têtes de travail 4 sont montées sur le bac de travail 2, fixées et inclinées selon un angle de 45 par exemple pour faciliter l'accès du robot et surtout le travail en immersion. Le robot 5 permet de modifier l'angle de présentation de la pièce par rapport au jet des têtes de découpe 4. Cet angle peut être compris par exemple entre 10 et 90 . Les buses de projection 4 sont alimentées par un circuit d'alimentation 6, au moyen d'une pompe très haute pression 7, et par l'intermédiaire d'un accumulateur 8. Les pressions sont par exemple de l'ordre de 350 à 3000 bars selon la nature et en particulier la dureté du matériau à traiter. Des moyens de mesure, de contrôle et de régulation de la pression du jet de fluide, non représentés, permettent de maîtriser les différents facteurs influant sur la qualité du travail d'ébavurage et/ou de traitement de surface. La pompe 7 est de préférence alimentée par une pompe de gavage 9 et le fluide de travail circule en circuit fermé. Le fluide de travail qui se situe dans le bac de reprise 3 est de préférence refroidi au moyen d'un dispositif refroidisseur 10, par circulation d'eau ou autre. Ce refroidissement est nécessaire du fait de l'élévation de température rapide du fluide de travail sous l'effet de la pression et du contact avec les pièces à traiter. Un groupe de réfrigération, non représenté, peut être associé au refroidisseur 10. Le dispositif refroidisseur peut également être intégré directement au bac de reprise pour refroidir in situ le fluide de travail. Des moyens de contrôle de la température peuvent être intégrés au bac de travail 2 pour permettre le réglage de cette température, et ces moyens sont par exemple associés à des moyens de contrôle et de commande du dispositif refroidisseur 10. A la sortie du refroidisseur, le fluide de travail est filtré dans une batterie de filtres 11 à cartouches. Cette batterie de filtres peut également comporter au moins une bougie magnétique qui permet de récupérer les particules métalliques issues du traitement. La batterie de filtres peut être intégrée à l'armoire 12 qui contient la pompe haute pression 7, l'accumulateur 8 et également par exemple la pompe de gavage 9. L'ensemble est ainsi formé de deux unités principales : une unité correspondant à la pompe et une unité correspondant à la cellule de travail 1 munie de son robot manipulateur, de la ou des têtes de découpe 4, du bac de travail 2 et du bac de reprise 3 équipé d'un dispositif refroidisseur 10. Le fluide de travail est par exemple constitué d'une huile végétale du type connu sous la dénomination commerciale plantocut 7F ou équivalent. Ce fluide est en fait un fluide d'usinage entier, utilisable pour tout type d'opération sur tous métaux. Ce fluide a une densité de 0,870 à 20 C et un point éclair élevé proche de 200 . Ce produit est un produit à base d'esters et d'additifs divers. Le circuit du fluide de travail est un circuit fermé. Le fluide est totalement recyclé à l'exception des pertes dues à la vaporisation, lesquelles pertes sont de l'ordre de 0,8 à 1 % en volume. Compte-tenu de l'évaporation du liquide de travail, et en particulier de l'huile de coupe, il est nécessaire de prévoir un appoint. Cet appoint peut être réalisé à partir d'un bidon de réserve 13 muni d'une pompe qui permet de compléter automatiquement le niveau de fluide dans le bac de reprise. Ce bac de reprise peut être équipé d'un détecteur de niveau non représenté qui permet d'ajuster automatiquement le niveau de fluide de travail en fonction des besoins. - REVENDICATIONS - 1.- Procédé d'ébavurage et de traitement de surface au moyen d'un jet de fluide projeté à très haute pression sur la zone à traiter, caractérisé en ce qu'il consiste à projeter un fluide constitué pour tout ou partie d'huile de coupe. 2.- Installation d'ébavurage et de traitement de surface de pièces métalliques, pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un réservoir rempli en tout ou partie d'huile de coupe, une pompe (7) très haute pression, un circuit d'alimentation d'une ou de plusieurs buses (4) de projection du jet fluide, une enceinte de travail (1) avec un bac de travail (2) et un bac de reprise (3) faisant office de réservoir, des moyens de recyclage du fluide, de filtrage et de refroidissement. 3.- Installation selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe de gavage (9) interposée entre le bac de reprise (3) et la pompe très haute pression (7). 4.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le bac de travail ou bac d'ébavurage (2) est disposé dans le bac de reprise (3), lequel forme une double paroi qui permet de réduire le niveau sonore de l'installation. 5.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que le refroidissement du fluide de travail est réalisé au moyen d'une circulation d'eau dans un refroidisseur (10), lequel refroidisseur est associé par exemple à un groupe de réfrigération. 6.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que le bac de travail (2) a une contenance suffisante pour permettre un travail des pièces à usiner ou à traiter, en immersion. 7.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que les moyens de filtrage (11) comportent, en plus, une bougie magnétique permettant la retenue des copeaux de particules métalliques. 8.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de contrôle du niveau de liquide dans le bac de reprise (3), associés à des moyens de mise en marche d'une pompe de remplissage, d'un bidon d'appoint (13) ou d'un circuit d'huile existant, de façon à faire face à l'évaporation du fluide de travail. 9.- Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de contrôle et de réglage de la température du fluide de travail, dans le bac de travail (2), associés à des moyens de contrôle et de commande du dispositif refroidisseur (10). 10.- Installation selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de mesure, de contrôle et de régulation de la pression du jet de fluide de façon à maîtriser les facteurs influant sur la qualité du travail d'ébavurage et/ou de traitement de surface.