Brevet FR2951394A1 — publié le 20110422

Le domaine de la présente invention est celui de l'usinage de pièces mécaniques et plus particulièrement celui des opérations de finition de ces pièces. En fin d'usinage les pièces fabriquées nécessitent des opérations de finition afin de les ajuster aux cotes définitives ou bien encore de les polir pour leur donner un aspect plus attirant pour le client. Ces opérations, dites de toilage, sont faites traditionnellement à l'aide d'un support, tel qu'un tissu ou un papier, sur lequel est disposé un matériau abrasif. Cette toile est très souvent tenue manuellement par le compagnon qui l'applique contre la pièce à polir, en fournissant une pression donnée, alors que la pièce est entraînée en rotation dans une machine-outil comme par exemple un tour. Un tel procédé est bien évidemment dangereux pour le compagnon dont les mains sont en contact quasi immédiat avec la pièce tournante, d'autant que des puissances importantes sont mises en jeu par la machine. Des accidents graves se sont produits et il est nécessaire de prévoir des solutions alternatives au maintien manuel de ces toiles. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un outillage pour le support des toiles abrasives lors des opérations de toilage de pièces sur une machine-outil. Elle propose également un procédé pour le réglage de la force d'appui exercée sur la pièce. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé pour le toilage d'une pièce positionnée sur une machine-outil caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fixation d'un support abrasif sur une première extrémité d'un outil porte-toile, une étape de fixation d'une seconde extrémité dudit outil porte-toile sur la machine outil à l'aide d'une liaison élastique tendant à repousser la première extrémité de l'outil porte-toile en direction de la pièce, et une étape de mise en appui du porte-toile contre la pièce sous une pression prédéfinie, ladite pression étant déterminée par le réglage appliqué à ladite machine-outil. L'invention a également pour objet un outillage pour la réalisation d'une opération de toilage d'une pièce positionnée sur une machine-outil, ledit outillage comportant un porte-outil apte à être fixé sur ladite machine-outil et un outil porte-toile porté à une de ses extrémités par ledit porte-outil et conformé à l'autre extrémité pour 2 recevoir un support abrasif, caractérisé en ce que ledit outillage comporte en outre un moyen élastique prenant appui sur le porte-outil pour exercer une force sur le porte-toile, de façon à maintenir le support abrasif en 40 appui contre la pièce lors de l'opération de toilage. L'utilisation d'un tel outillage élimine le besoin d'un appui manuel du support abrasif et évite les risques d'accident potentiel pour l'opérateur. La présence d'un moyen élastique permet en outre de moduler la pression qui s'applique sur la pièce au cours du toilage et 45 d'éviter un endommagement qui proviendrait d'un échauffement local trop important. Avantageusement ledit porte-outil comporte une cavité cylindrique non débouchante dans laquelle coulisse le porte-toile. Dans un mode particulier de réalisation le moyen élastique est 50 positionné en fond de ladite cavité. Préférentiellement la cavité cylindrique et le porte-toile ont tous deux une forme cylindrique de révolution et forment un ensemble piston-cylindre, de sorte que le porte-toile est libre de se mouvoir en rotation dans ladite cavité. Ce degré de liberté permet de faire varier la 55 partie du support abrasif qui attaque la pièce à toiler. De façon préférentielle l'extrémité du porte-toile qui est porteuse du support abrasif a une forme arrondie. De façon avantageuse l'extrémité du porte-toile qui est porteuse du support abrasif est précédée sur sa longueur d'une gorge 60 circonférentielle pour la retenue du support abrasif. L'invention porte enfin sur un procédé pour le toilage d'une pièce positionnée sur une machine-outil, au moyen d'un outillage tel que décrit ci-dessus dans lequel le réglage de la pression appliquée sur la pièce s'effectue par un ajustement de la position longitudinale du porte- 65 outil sur ladite machine-outil. L' invention sera mieux comprise, et d' autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre, d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple purement illustratif et 70 non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés. Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue générale d'une machine-outil sur laquelle est monté un outillage de maintien d'une toile abrasive, selon un mode de réalisation de l'invention ; 75 - la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un outillage de maintien d'une toile abrasive, selon un mode de réalisation de l'invention. En se référant à la figure 1, on voit une machine-outil 1, du type tour, sur laquelle est montée une pièce 2 en fin d'usinage. La pièce représentée est un disque de compresseur d'une turbomachine qu'il 80 convient de finir par toilage pour le mettre aux cotes définitives et lui donner un aspect poli. La machine-outil 1 est équipée d'une tourelle porte-outil 3 ayant la forme d'un cylindre à base carrée, qui est fixée à la machine 1 par des techniques connues de l'homme du métier. Cette tourelle 3 est 85 percée longitudinalement par un alésage 4 non débouchant, dont l'ouverture est orientée en direction de la pièce à toiler. En se référant maintenant à la figure 2 on voit une coupe de la tourelle 3 effectuée selon l'axe de l'alésage en question. Dans cet alésage 4 est positionné un outil porte-toile 5 en forme de piston coulissant. Il est 90 laissé libre en translation et en rotation dans l'alésage 4 et reste, en fonctionnement, en appui contre un ressort 6, formant organe élastique, qui est positionné contre le fond de l'alésage 4. Du côté de son extrémité opposée au ressort 6 l'outil porte-toile 5 présente, sans que cette forme soit impérative, une extrémité arrondie destinée à être recouverte de la 95 toile abrasive 7. Une forme arrondie donne une plus grande durée de vie à la toile abrasive, en évitant les arêtes qui pourraient constituer des points de départ pour une déchirure. La toile abrasive est tenue, sans que cette configuration soit, là aussi, impérative, par un collier de fixation 8 qui est serré sur le corps de 100 l'outil porte-toile 5. Une gorge circulaire 9 est avantageusement pratiquée dans la circonférence de cet outil, du côté de son extrémité libre, pour servir de logement au collier 8 et garantir la fixation de la toile 7 sur son outil porte-toile 5. De multiples variantes peuvent être envisagées pour la forme 105 de l'outil porte-toile, que ce soit pour sa section ou pour sa face terminale, et pour le mode de fixation de la toile, sans sortir du cadre de l'invention. 4 On va maintenant décrire les opérations de toilage d'une pièce 2 à l'aide d'un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention. 110 L'opérateur extrait préférentiellement l'outil porte-toile 5 de la tourelle 3, pour plus de commodité dans la manipulation, et enveloppe son extrémité libre avec une toile 7 recouverte de pellicules abrasives, telle une toile de verre ou une toile émeri. Il fixe cette toile 7 à l'aide d'un moyen adapté, en l'occurrence dans le cas illustré par les figures, à l'aide 115 d'un collier 8 qui entoure les bords de la toile et les serre contre le fond de la gorge 9. Une fois que la toile 7 est fixée sur le porte-toile 5, l'opérateur fait entrer le porte-toile 5 dans l'alésage 4 de la tourelle 3 jusqu'à ce qu'il vienne en butée dans le fond de l'alésage 4 contre le ressort 6. Il installe alors, de façon classique, la tourelle 3 sur la 120 machine-outil 1. L'opération de finition de la pièce 2 commence alors par l'approche de la tourelle 3 de la pièce 2 qui est entraînée en rotation, jusqu'à établir le contact de la toile 7 avec la pièce 2. Puis l'opérateur poursuit le déplacement de la tourelle en direction de la pièce 2 jusqu'à 125 obtenir la bonne pression d'appui de la toile 7 sur la pièce 2, en comprimant plus ou moins le ressort 6. Le réglage du bon appui s'effectue par ce simple déplacement, un déplacement important se traduisant par un enfoncement plus grand du porte-toile 5 dans l'alésage 4 et une compression plus importante du ressort 6. A contrario un 130 relâchement de la pression d'appui s'effectue en éloignant la tourelle 3 de la pièce 2, ce qui provoquera une expansion du ressort 6 dans l'alésage 4 et une diminution de la force exercée sur la pièce. On retrouve ainsi une procédure de toilage similaire à celle exercée auparavant de façon manuelle, l'opérateur étant capable de 135 moduler la pression qui s'exerce sur la pièce en fonction du résultat qu'il souhaite obtenir, tout en évitant les éventuels dommages à la pièce qui résulteraient d'une pression excessive, ainsi que tout risque pour l'opérateur. On remarque en effet que l'opération de toilage ne nécessite 140 plus d'appui manuel sur la pièce tournante 2 et donc que l'opérateur se retrouve dans les conditions normales d'utilisation d'un tour. Les risques spécifiques d'accident du travail liés à l'opération de toilage sont ainsi quasiment éliminés. L'opérateur peut toutefois être amené à faire tourner le porte-toile 5 sur lui-même pour faire varier le point de la toile qui 145 attaque le métal et mieux répartir l'usure sur la toile 7, mais il peut le faire à une distance suffisante de la pièce 2 sans risquer de se faire happer un membre par la machine. Le déplacement ou le remplacement de la toile 7 sur le porte-toile 5 se fait, par ailleurs, après un recul de la tourelle 3 et le désengagement du porte-toile 5, ce qui évite tout risque 150 pour l'opérateur au cours de cette manoeuvre. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. 155 REVENDICATIONS160 1. Procédé pour le toilage d'une pièce (2) positionnée sur une machine-outil (1) caractérisé en ce qu'il comporte une étape de fixation d'un support abrasif (7) sur une première extrémité d'un outil porte-toile (5), une étape de fixation d'une seconde extrémité dudit outil porte-toile sur la machine outil (1) à l'aide d'une liaison élastique tendant à 165 repousser la première extrémité de l'outil porte-toile (5) en direction de la pièce (2), et une étape de mise en appui du porte-toile (5) contre la pièce (2) sous une pression prédéfinie, ladite pression étant déterminée par le réglage appliqué à ladite machine-outil. 2. Outillage pour la réalisation d'une opération de toilage d'une 170 pièce (2) positionnée sur une machine-outil (1), ledit outillage comportant un porte-outil (3) apte à être fixé sur ladite machine-outil (1) et un outil porte-toile (5) porté à une de ses extrémités par ledit porte-outil et conformé à l'autre extrémité pour recevoir un support abrasif (7), caractérisé en ce que ledit outillage comporte en outre un moyen 175 élastique (6) prenant appui sur le porte-outil (3) pour exercer une force sur le porte-toile (5), de façon à maintenir le support abrasif (7) en appui contre la pièce (2) lors de l'opération de toilage. 3. Outillage selon la revendication 2 dans lequel ledit porte-outil (3) comporte une cavité cylindrique non débouchante dans laquelle 180 coulisse le porte-toile (5). 4. Outillage selon la revendication 3 dans lequel le moyen élastique (6) est positionné en fond de ladite cavité. 5. Outillage selon l'une des revendications 3 ou 4 dans lequel la cavité cylindrique et le porte-toile (5) ont tous deux une forme 185 cylindrique de révolution et forment un ensemble piston-cylindre, de sorte que le porte-toile (5) est libre de se mouvoir en rotation dans ladite cavité. 6. Outillage selon l'une des revendications 2 à 5 dans lequel l'extrémité du porte-toile (5) porteuse du support abrasif (7) a une forme 190 arrondie. 7. Outillage selon l'une des revendications 2 à 6 dans lequel l'extrémité du porte-toile (5) porteuse du support abrasif (7) est précédée7 sur sa longueur d'une gorge circonférentielle (9) pour la retenue du support abrasif (7). 195 8. Procédé selon la revendication 1 pour le toilage sur une machine-outil (1) d'une pièce (2) au moyen d'un outillage selon l'une des revendications 2 à 7 dans lequel le réglage de la pression appliquée sur la pièce s'effectue par un ajustement de la position longitudinale du porte-outil (3) sur ladite machine-outil.