Brevet FR2935281A1 — publié le 20100305

La présente invention concerne un procédé pour fabriquer une pierre à aiguiser rotative, et une pierre à aiguiser rotative fabriquée à l'aide de ce procédé, et elle concerne en particulier un procédé pour fabriquer des pierres à aiguiser telles que des pierres du type à déport pour le polissage et le meulage (on parlera dans ce qui suit de "polissage"), une pierre à aiguiser rotative de type plat pour le découpage, une pierre à aiguiser rotative à disque pour le polissage, une pierre à aiguiser rotative pourvue de papier de verre pour le polissage et autres, ainsi que des pierres à aiguiser fabriquées à l'aide de ce procédé. Traditionnellement, on connaît bien les pierres à aiguiser rotatives du type à déport pour le polissage, les pierres à aiguiser rotatives de type plat pour le découpage, les pierres à aiguiser rotatives à disque pour le polissage, les pierres à aiguiser rotatives pourvues de papier de verre pour le polissage et autres (voir par exemple la demande de brevet japonaise publiée sous le numéro H5-51562). Un exemple de pierre à aiguiser rotative connu dans l'art antérieur et présenté dans ladite demande de brevet japonaise publiée sous le numéro H5-51562 est représenté sur les figures 8 et 9. Sur ces figures, une pierre à aiguiser rotative 51 se compose d'un corps en forme de disque 52 et d'une garniture de renforcement 54 en métal qui est fixée à un trou central 53 du corps de pierre 52. Le trou central 53 constitue un trou d'introduction pour un axe d'entraînement de pierre à aiguiser tel qu'une meuleuse portative, par exemple, et la garniture de renforcement 54 est destinée à renforcer le trou central 53. On réalise le corps de pierre à aiguiser 52 en mélangeant un grain abrasif (par exemple de la bauxite) et une résine agglomérante, en moulant et en frittant le tout. Le corps de pierre 52 comprend, d'une seule pièce, une partie centrale 52a dans laquelle est disposé le trou central 53, et une partie circulaire utile 52b qui est disposée sur le côté extérieur périphérique de la partie centrale 52a, et un élément de renforcement en tissu de verre 55 est inséré dans la partie centrale 52a et dans la partie circulaire utile 52b. La garniture de renforcement en métal 54 est réalisée d'une seule pièce avec le corps de pierre 52 au moment du moulage de celui-ci. On va maintenant décrire le cas où la pierre à aiguiser rotative 52 est fixée à une meuleuse portative. Dans la meuleuse à laquelle la pierre à aiguiser rotative 51 est fixée, un axe d'entraînement 62 dépasse d'un corps principal de meuleuse 61, comme le montre la figure 10, et une partie filetée est formée dans l'extrémité de l'axe 62, ladite partie filetée étant structurée pour qu'on y visse un écrou de fixation 63. Une collerette 62a et une partie d'accouplement de pierre 62b sont disposées sur la partie proche de la base de l'axe d'entraînement 62. Lors de la fixation de la pierre à aiguiser rotative 51 à la meuleuse portative, on commence par introduire dans le trou central 53 la partie d'accouplement 62b qui est prévue sur l'axe d'entraînement 62, et on positionne un côté de la pierre rotative 51 pour qu'il soit en contact avec la collerette 62a. Puis on visse l'écrou de fixation 63 sur la partie filetée qui est prévue sur l'extrémité de l'axe d'entraînement 62 et qui dépasse de l'autre côté de la pierre 51, et on fixe la pierre 51 avec la collerette 62a. Ainsi, la pierre à aiguiser 51 est centrée avec précision et fixée à l'axe d'entraînement 62. La pierre à aiguiser rotative 51 disposée de cette manière sur la meuleuse tourne avec l'axe d'entraînement de pierre 62 et on la met en contact avec la surface d'une pièce à polir 70, suivant un angle qui va habituellement de 15 à 30 degrés, puis on procède au polissage. La partie circulaire utile 52b s'use par abrasion au fur et à mesure du polissage. Quand l'abrasion atteint le point indiqué par la lettre Z sur la figure 9 (à peu près 40 %), on estime que la pierre à aiguiser a épuisé sa durée de vie et on la remplace par une pierre 51 neuve. La pierre 51 usée est jetée dans les déchets industriels. Pour certaines opérations, il faut environ 30 minutes pour changer la pierre 51. C'est pourquoi on souhaite réduire la quantité de déchets industriels et augmenter la durée de vie de la pierre à aiguiser rotative, réduire le nombre de remplacements et améliorer le recyclage de la pierre à aiguiser rotative. Dans le corps de pierre à aiguiser classique 52 représenté sur les figures 8 à 10, l'épaisseur de paroi (également appelée dans ce qui suit "épaisseur de plaque") de la partie centrale 52a est égale à celle de la partie circulaire utile 52b utilisée lors du polissage. En d'autres termes, la partie centrale 52a à jeter et la partie circulaire utile 52b utilisée lors du polissage sont formées d'une seule pièce, avec la même épaisseur, et la quantité de matière de pierre formant la partie centrale 52a qui est jetée est grande, ce qui pose des problèmes de traitement des déchets et des problèmes de coûts. Ces dernières années, plus spécialement, la quantité de bauxite exploitée qui est utilisée comme matériau de pierre à aiguiser et d'outils similaires est faible, et la bauxite devient coûteuse, et il devient par conséquent important de réduire la quantité de ce matériau qui est jetée. Par ailleurs, la durée de vie du corps de pierre à aiguiser 52 est courte et il est nécessaire de le remplacer souvent par un corps de pierre neuf, avec le problème de recyclage que cela pose dans l'art antérieur. La présente invention a par conséquent pour but de résoudre les problèmes mentionnés plus haut, et pour cela d'augmenter la durée de vie de la pierre à aiguiser rotative et de réduire la quantité de pierre à aiguiser à jeter. Ce but est atteint avec un procédé pour fabriquer une pierre à aiguiser rotative comprenant une partie centrale avec un trou central dans lequel est introduit un axe d'entraînement de pierre à aiguiser d'une meuleuse, et un corps de pierre à aiguiser en forme de disque qui présente une partie circulaire utile disposée sur l'extérieur de la partie centrale et réalisée d'une seule pièce avec celle- ci, caractérisé en ce que la partie centrale est formée avec une épaisseur de paroi inférieure à l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile, en ce que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale est ajoutée à l'épaisseur de paroi de la surface de la partie circulaire utile, et en ce que ladite partie circulaire utile est formée avec une épaisseur de paroi supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie centrale. Selon ce procédé, en utilisant la même quantité de matière que dans l'art antérieur pour former une pierre à aiguiser rotative, il est possible de former une plus grande épaisseur pour la partie circulaire utile utilisée lors de l'abrasion, par rapport à l'art antérieur, et d'obtenir une pierre à aiguiser rotative dont la quantité effective de polissage est plus grande. Cela permet aussi d'obtenir une durée de vie plus longue que pour une pierre à aiguiser rotative classique, et on peut donc s'attendre à réduire le nombre de remplacements et à augmenter le recyclage et le rendement économique. De plus, comme la quantité de matière de la partie centrale à jeter diminue, il est possible de réduire autant que possible la quantité de déchets. Le but de la présente invention est également atteint grâce à une pierre à aiguiser rotative qui est fabriquée selon le procédé qui vient d'être décrit, et qui comprend une partie centrale avec un trou central dans lequel est introduit un axe d'entraînement de pierre à aiguiser d'une meuleuse, et un corps de pierre à aiguiser en forme de disque qui présente une partie circulaire utile disposée sur l'extérieur de la partie centrale et réalisée d'une seule pièce avec celle-ci. Cette pierre à aiguiser est caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile est supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie centrale. Selon cette structure, même avec la même quantité de matière de pierre à aiguiser que dans un modèle classique, il est possible de former une plus grande épaisseur pour la partie circulaire utile utilisée lors de l'abrasion, par rapport au modèle classique, et d'obtenir une partie circulaire utile dont l'abrasion progresse plus lentement. Ainsi, la durée de vie de la pierre à aiguiser rotative de la présente invention est plus longue que celle du modèle classique, et on peut s'attendre à réduire le nombre de remplacements et à améliorer la transformabilité et le rendement économique. De plus, comme la quantité de partie centrale à jeter diminue, il est possible de réduire la quantité des déchets. L'invention prévoit par ailleurs que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale soit mise sur la surface du côté de la partie circulaire utile opposé à une surface qui fait face à une pièce à polir, de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur. Selon cette structure, il est possible d'obtenir une grande surface pour la partie circulaire en contact avec la surface d'une pièce à polir suivant un angle habituellement situé entre 15 et 30 degrés, et on peut s'attendre à augmenter le rendement. La présente invention prévoit par ailleurs que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale soit mise sur une surface de la partie circulaire utile tournée vers une pièce à polir, de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur. Là aussi, il est possible d'obtenir une grande surface pour la partie circulaire utile qui est en contact avec la surface d'une pièce à polir suivant un angle habituellement situé entre 15 et 30 degrés, et on peut s'attendre à augmenter le rendement, en plus des effets déjà décrits. La figure 1 est une vue de dessus d'une pierre à aiguiser rotative selon un mode de réalisation de la présente invention, la figure 2 est une coupe transversale réalisée suivant la ligne A-A de la figure 1, la figure 3 est une coupe transversale agrandie selon la figure 2, la figure 4 est une coupe transversale qui montre schématiquement un exemple de dispositif de moulage pour la fabrication d'une pierre à aiguiser rotative selon un mode de réalisation de la présente invention, la figure 5 représente les conditions d'utilisation d'une pierre à aiguiser de la présente invention, la figure 6 montre les résultats d'une expérience concernant les quantités de polissage de pièces et les quantités d'abrasion de pierres à aiguiser, la figure 6A illustrant un cas dans lequel on utilise une pierre à aiguiser rotative de la présente invention tandis que la figure 6B illustre un cas dans lequel on utilise une pierre à aiguiser classique, la figure 7 est une coupe transversale d'un exemple modifié de pierre à aiguiser rotative auquel la présente invention est appliquée, la figure 8 est une vue de dessus qui montre une pierre à aiguiser classique, la figure 9 est une coupe transversale réalisée suivant la ligne B-B de la figure 8, et la figure 10 illustre les conditions d'utilisation d'une pierre à aiguiser rotative classique. On va maintenant décrire une pierre à aiguiser de la présente invention en référence à un mode de réalisation préféré. Sur les figures 1 à 3, une pierre à aiguiser rotative 11 se compose d'un corps de pierre à aiguiser en forme de disque 12 et d'une garniture de renforcement en métal 14 qui est fixée à un trou central 13 du corps 12. Il s'agit d'un trou dans lequel est introduit un axe d'entraînement de pierre à aiguiser d'une meuleuse portative ou d'un outillage similaire, et la garniture de renforcement métallique 14 est destinée à renforcer ce trou central 13. On réalise le corps de pierre à aiguiser 12 en mélangeant un grain abrasif (par exemple de la bauxite) et une résine agglomérante, et en moulant puis en frittant le tout. Le corps 12 comprend, d'une seule pièce, une partie centrale 12a dans laquelle est disposé le trou central 13, et une partie circulaire utile 12b qui est disposée sur le côté extérieur périphérique de la partie centrale 12a, et un élément de renforcement en tissu de verre 15 est inséré dans la partie centrale 12a et dans la partie circulaire utile 12b. Lors de la formation du corps 12, l'épaisseur de paroi de la partie centrale 12a est faible tandis que celle de la partie circulaire utile 12b est plus grande, l'excédent de matière résultant de la faible épaisseur de la partie centrale 12a étant mis sur la partie circulaire 12b. Par conséquent, comme le montre la figure 3, si on trace sur la pierre à aiguiser rotative 11 de la présente invention une ligne mixte correspondant à la pierre à aiguiser rotative classique 51 qui présente la même quantité de matière que la pierre 11, on voit que l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile 12b du corps principal 12 du présent mode de réalisation est supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile du corps principal 52 de la structure classique. En d'autres termes, la partie représentée par un quadrillage sur la figure 3 est la partie qui est amincie dans le corps 12 de la présente invention, et l'excédent de matière ainsi obtenu est mis sur la surface 12d opposée à une surface 12c qui fait face à une pièce à polir, de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur. La figure 4 est une coupe transversale qui montre un exemple de dispositif de moulage pour la fabrication de la pierre à aiguiser rotative 11 des figures 1 à 3. Sur la figure 4, un dispositif de moulage 21 est équipé d'un moule périphérique extérieur annulaire 22, d'un moule supérieur 23 et d'un moule inférieur 24 disposés dans le moule extérieur 22, et d'un noyau en forme de barre 25 qui maintient les moules supérieur 23 et inférieur 24 dans une position déterminée, dans le moule extérieur 22, et qui s'étend dans le sens vertical. Par ailleurs, l'un des moules supérieur 23 et inférieur 24 peut se déplacer verticalement par rapport à l'autre, et son mouvement est guidé par le noyau 25. Au moment du moulage, alors que les moules inférieur 24 et supérieur 23 sont espacés l'un de l'autre, la garniture de renforcement en métal 14 et deux éléments de renforcement en tissu de verre 15 sont fixés au noyau, entre les moules inférieur 24 et supérieur 23, un grain abrasif est mélangé et une résine agglomérante (12) est injectée, à l'état fondu, dans la partie qui se trouve entre les moule inférieur 24 et supérieur 23. Puis on met ensuite les moules inférieur 24 et supérieur 23 en contact par pression et la résine agglomérante (12) se solidifie, après quoi on obtient une pierre à aiguiser rotative d'une seule pièce 11 dont la garniture de renforcement en métal 14 et les éléments de renforcement en tissu de verre 15 sont insérés dans la résine (12), comme le montrent les figures 1 à 3. On va maintenant décrire un cas où la pierre à aiguiser rotative 11 est fixée à une meuleuse portative. Dans la meuleuse à laquelle la pierre rotative 11 est fixée, un axe d'entraînement de pierre à aiguiser 32 dépasse d'un corps principal de meuleuse 31, comme le montre la figure 5. Un filetage est disposé sur l'extrémité de l'axe d'entraînement 32, et un écrou de fixation 33 peut être vissé sur cette extrémité. De plus, une collerette 32a et une partie d'accouplement de pierre 32b sont prévues sur la partie proche de la base de l'axe d'entraînement 32. Lors de la fixation de la pierre à aiguiser rotative 11 à la meuleuse portative, on commence par placer le trou central 13 sur la partie d'accouplement 32b qui est prévue sur l'axe d'entraînement 32, et on positionne un côté 12b de la pierre rotative 11 pour qu'il soit en contact avec la collerette 32a. Puis on visse l'écrou de fixation 33 sur la partie filetée qui est prévue sur l'extrémité de l'axe d'entraînement 32 et qui dépasse de l'autre côté 12c de la pierre 11, et on fixe la pierre 11 avec la collerette 32a. Ainsi, la pierre à aiguiser 11 est centrée avec précision et fixée à l'axe d'entraînement 32. La pierre à aiguiser rotative 11 disposée de cette manière sur la meuleuse tourne avec l'axe d'entraînement de pierre 32 et on la met en contact avec la surface d'une pièce à polir 40, suivant un angle qui va habituellement de 15 à 30 degrés, et on procède au polissage. La partie circulaire utile 12b s'use par abrasion au fur et à mesure du polissage. Quand l'abrasion atteint le point indiqué par Z sur la figure 2, on estime que la pierre à aiguiser a épuisé sa durée de vie et on la remplace par une pierre 11 neuve. La pierre 11 usée est jetée dans les déchets industriels. La partie circulaire utile 12b du corps de pierre à aiguiser 12 du présent mode de réalisation est toutefois formée de telle sorte que son épaisseur de paroi soit supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile du corps de pierre à aiguiser classique formé avec la même quantité de matière de pierre à aiguiser, et son épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur, et il est donc possible d'obtenir une grande surface pour cette partie circulaire utile 12b qui est en contact avec la surface à polir sur une pièce 40, suivant un angle qui va habituellement de 15 à 30 degrés. Ainsi, le rendement de la partie circulaire utile 12b augmente, la durée qui s'écoule entre le début du polissage et le changement nécessaire des pierres à aiguiser augmente et la quantité de matière de pierre à aiguiser qu'il faut jeter diminue. La figure 6 montre un exemple de résultats d'expérience qui montrent les quantités de polissage et les quantités d'abrasion de la pierre à aiguiser rotative 11 de la présente invention et de celle de l'art antérieur. Cette expérience montre la quantité de polissage de la pièce et la quantité d'abrasion de la pierre à aiguiser que l'on a obtenues quand le diamètre de la pierre à aiguiser rotative était de 100 mm et la vitesse de rotation de 12000 tr/min, et quand les pierres respectives étaient poussées cinq fois, de manière continuelle, contre les pièces à usiner, à chaque fois cinq minutes, lors du polissage. En ce qui concerne le degré d'usure réel, l'abrasion de la circonférence extérieure des pierres à aiguiser était d'au plus 40 % La figure 6A montre les résultats de la présente invention. En ce qui concerne le corps de pierre à aiguiser, la quantité Dl a été éliminée par abrasion lors du polissage des cinq premières minutes, la quantité D2 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité D3 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité D4 pendant les cinq minutes suivantes et la quantité D5 pendant les cinq minutes suivantes, respectivement, et la quantité totale éliminée par abrasion a été d'environ 47,8 mm. Par ailleurs, en ce qui concerne la pièce usinée, la quantité M1 a été éliminée par polissage pendant les cinq premières minutes de polissage, la quantité M2 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité M3 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité M4 pendant les cinq minutes suivantes et la quantité M5 pendant les cinq minutes suivantes, respectivement, et la quantité totale éliminée par polissage a été d'environ 299 mm. Même avec un diamètre de pierre à aiguiser égal à celui de l'exemple classique, c'est-à-dire 100 mm, le diamètre résiduel de la pierre à aiguiser, après avoir effectué un polissage cinq fois à chaque fois pendant cinq minutes, était de 96 mm, soit une usure réelle inférieure de 36 mm par rapport aux 60 mm représentant 40 % de l'utilisation effective, c'est-à-dire une usure réelle 2,5 fois inférieure. On a ainsi obtenu un rendement 2,5 fois supérieur à celui de la pierre à aiguiser de l'exemple classique. La figure 6B montre le cas classique. En ce qui concerne le corps de pierre à aiguiser, la quantité dl a été éliminée par abrasion lors des cinq premières minutes du polissage, la quantité d2 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité d3 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité d4 pendant les cinq minutes suivantes et la quantité d5 pendant les cinq minutes suivantes, respectivement, et la quantité d'abrasion totale a été d'environ 68,0 mm. Par ailleurs, en ce qui concerne la pièce usinée, la quantité ml a été polie pendant les cinq premières minutes de polissage, la quantité m2 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité m3 pendant les cinq minutes suivantes, la quantité m4 pendant les cinq minutes suivantes et la quantité m5 pendant les cinq minutes suivantes, respectivement, et la quantité totale éliminée par polissage a été d'environ 309,3 mm. Comme on peut le voir d'après les résultats d'expérience indiqués précédemment, on a constaté que même pour une quantité égale de pièce à polir, dans la pierre à aiguiser rotative 11 du présent mode de réalisation la quantité d'abrasion du corps principal 12 était inférieure par rapport à une pierre à aiguiser rotative classique, que même si une pierre à aiguiser rotative de même diamètre extérieur est moulée avec la même quantité de matière de pierre à aiguiser que la pierre à aiguiser classique, la durée de vie de ladite pierre du présent mode de réalisation devenait plus longue par rapport au modèle classique, et enfin que le rendement augmentait. Il est donc possible de réduire le nombre de remplacements et d'augmenter le rendement économique. De plus, la quantité de matière de pierre à aiguiser qui constitue la partie centrale à jeter est inférieure par rapport à la structure classique, et la quantité de matière de pierre à aiguiser à jeter devient donc faible, avec l'effet positif que cela présente pour l'environnement. Si, pour la structure du mode de réalisation, on a présenté une pierre à aiguiser rotative 11 dans laquelle l'excédent de matière de pierre à aiguiser obtenu grâce à la réduction de l'épaisseur de paroi de la partie centrale 12a est mis sur la surface 12d du côté opposé à la surface 12c qui fait face à la pièce à polir 40, on peut toutefois former la pierre à aiguiser rotative 11 par exemple comme sur la figure 7, en mettant ledit excédent de matière sur la surface 12c qui fait face à la pièce à polir 40, de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur. Dans ce cas, on peut aussi obtenir les mêmes effets qu'avec la pierre à aiguiser 11 représentée sur les figures 1 à 3. Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est entendu que celle-ci ne se limite pas à l'exemple décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible de lui apporter différents autres changements et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS1. Procédé pour fabriquer une pierre à aiguiser rotative (11) comprenant une partie centrale (12a) avec un trou central (13) dans lequel est introduit un axe d'entraînement de pierre à aiguiser (32) d'une meuleuse (31), et un corps de pierre à aiguiser en forme de disque (12) qui présente une partie circulaire utile (12b) disposée sur l'extérieur de la partie centrale (12a) et réalisée d'une seule pièce avec celle-ci, caractérisé en ce que la partie centrale (12a) est formée avec une épaisseur de paroi inférieure à l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile (12b), en ce que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale (12a) est ajoutée à l'épaisseur de paroi de la surface de la partie circulaire utile (12b) et en ce que ladite partie circulaire utile (12b) est formée avec une épaisseur de paroi supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie centrale (12a). 2. Pierre à aiguiser rotative (11) fabriquée selon le procédé selon la revendication 1, comprenant une partie centrale (12a) avec un trou central (13) dans lequel est introduit un axe d'entraînement de pierre à aiguiser (32) d'une meuleuse (31), et un corps de pierre à aiguiser en forme de disque (12) qui présente une partie circulaire utile (12b) disposée sur l'extérieur de la partie centrale (12a) et réalisée d'une seule pièce avec celle-ci, caractérisée en ce que l'épaisseur de paroi de la partie circulaire utile (12b) est supérieure à l'épaisseur de paroi de la partie centrale (12a). 3. Pierre à aiguiser rotative selon la revendication 2, caractérisée en ce que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale (12a) est mise sur la surface (12d) du côté de la partie circulaire utile (12b) opposé à une surface (12c) qui fait face à une pièce à polir (40), de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur. 4. Pierre à aiguiser rotative (11) selon la revendication 2, caractérisée en ce que la matière de pierre à aiguiser correspondant à l'amincissement de la paroi de la partie centrale (12a) est mise sur une surface (12c) de la partie circulaire utile (12b) tournée vers une pièce à polir (40), de sorte que l'épaisseur augmente progressivement du côté central de rotation vers le côté extérieur.