Brevet FR3006221A1 — publié le 20141205

Arrière-plan de l'invention La présente invention concerne le domaine des outils d'usinage, et plus particulièrement un outil de meulage, ainsi qu'un procédé de 5 rayonnage d'arêtes comprenant une étape d'usinage abrasif avec un tel outil de meulage. On entend par « meulage », dans le présent contexte, tout procédé d'usinage par abrasion, et en particulier par contact avec une surface abrasive en mouvement. Afin d'assurer la finition de pièces mécaniques, il 10 est souvent souhaitable d'arrondir leurs arêtes vives, tant pour faciliter leur manipulation sans risque de coupure, que pour permettre leur assemblage avec d'autres pièces. Parmi les outils utilisés avec cet objet, on compte notamment les brosses à lamelles abrasives sur tiges, comme par exemple celles vendues par la société 3M® sous la marque Scotch- 15 Brite® FF-ZS. Néanmoins, ces brosses présentent certains inconvénients, notamment à l'heure d'assurer la finition d'arêtes d'accès difficile, comme peuvent l'être celles de certains festons intérieurs de roues de turbine. Objet et résumé de l'invention 20 La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. Notamment, l'invention vise à proposer un outil de meulage comprenant une tige avec un embout destiné à être reçu par une broche porte-outil pour l'entraînement de l'outil en rotation autour d'un axe longitudinal de la 25 tige, et au moins une feuille fixée à ladite tige et présentant au moins une face externe abrasive, et qui permette la finition d'arêtes d'accès difficile. Ladite face externe abrasive peut notamment être délimitée par un bord proximal et un bord distal, décalés l'un par rapport à l'autre suivant au moins la direction dudit axe longitudinal de la tige, et deux bords latéraux 30 décalés l'un par rapport à l'autre suivant au moins une direction orthogonale audit axe longitudinal de la tige. Dans le présent contexte, on entend par « proximal » le sens allant vers l'embout de la tige dans l'axe longitudinal de celle-ci, et le sens opposé par « distal ». Dans au moins un mode de réalisation de la présente invention, le 35 but de faciliter la finition d'arêtes d'accès difficile peut être atteint grâce au fait que ladite feuille présente, entre ladite face externe abrasive et une face opposée, au moins une fente partant de l'un desdits bords proximal ou distal. Grâce à cette disposition, une zone de travail est délimitée par la fente, le bord proximal ou distal de départ de la fente, et le bord latéral le plus proche de la fente, cette zone de travail pouvant basculer autour d'une ligne de flexion de ladite feuille qui va d'une extrémité intérieure de la fente jusqu'au bord latéral de la feuille le plus proche. Le basculement de la zone de travail autour de cette ligne de flexion permet ainsi l'utilisation de cet outil pour la finition d'arêtes d'accès difficile. La feuille peut notamment être une feuille de papier de verre avec un support papier en papier imperméable à l'eau, présentant un grammage entre A et C, et une taille moyenne des grains abrasifs entre 150 et 600 pm. Ces grains abrasifs peuvent être par exemple des grains en carbure de silicium, avec un poudrage fermé, liés au support papier par un liant résine. Toutefois, d'autres types de grain et de support pourraient alternativement être utilisés suivant les circonstances, comme par exemple de supports papier de différent grammage, des supports toile, des grains abrasifs de différentes tailles ou matériaux, ou liés au support papier par un autre type de liant. Ladite fente peut présenter une largeur non inférieure à 1 mm et/ou non supérieure à 2 mm, une distance, par rapport au plus proche bord latéral de la feuille, non inférieure à 10 mm et/ou non supérieure à 15 mm, et/ou une profondeur, à partir du bord proximal ou distal de départ, non inférieure à 12 mm et/ou non supérieure à 22 mm. Dans le présent contexte, on entend par « profondeur » de la fente la distance minimale sur la face externe abrasive de la feuille entre le bord proximal ou distal de départ de la fente et une extrémité opposée de la fente à l'intérieur de la feuille. L'outil de meulage peut être sensiblement symétrique par rapport à un plan aligné avec ledit axe longitudinal de la tige et perpendiculaire aux bords proximal et distal de la feuille. De cette manière il peut présenter au moins une telle fente et une zone de travail correspondante de chaque côté dudit plan de symétrie, augmentant la fréquence de passage de la surface abrasive sur la matière usinée, tout en assurant l'équilibre de l'outil de meulage pour permettre son utilisation à des vitesses de rotation élevées. Afin de permettre un usage bidirectionnel de l'outil, même avec une feuille ne présentant qu'une seule face abrasive, ladite feuille peut être pliée par l'un de ses bords proximal ou distal. En particulier, avec ladite feuille pliée par son bord distal, ledit bord distal de la feuille peut être retenu entre un support solidaire de ladite tige et sensiblement perpendiculaire à son axe longitudinal, et une pièce de rétention amovible. Alternativement, toutefois, ladite tige peut présenter, sur une extrémité distale, une pince retenant ladite feuille. La présente invention se rapporte aussi à un procédé de rayonnage d'arêtes comprenant une étape d'usinage abrasif avec l'outil de meulage susmentionné. Le procédé peut comprendre en outre une étape préalable de chanfreinage des arêtes avant ladite étape d'usinage abrasif. Grâce à la forme de cet outil de meulage, ce procédé permet même le rayonnement d'arêtes d'accès difficile. Brève description des dessins L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une perspective d'un outil de meulage suivant un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue latérale de l'outil de meulage de la figure 1 - la figure 3 illustre la feuille abrasive de l'outil de la figure 1 en position dépliée ; - la figure 4 illustre l'utilisation de l'outil de meulage de la figure 1 pour le rayonnage des arêtes d'un feston ; - les figures 5A à 5C illustrent le profil du feston de la figure 3 à chaque étape du procédé de rayonnage ; - les figures 6 à 9 illustrent des variantes de l'outil de meulage de la figure 1 ; et - la figure 10 est une vue en perspective d'un outil de meulage suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Description détaillée de l'invention Un outil de meulage 1 suivant un premier mode de réalisation est illustré sur les figures 1 et 2. Comme l'on peut apprécier sur la figure 1, cet outil 1 comprend une tige 2 et une feuille flexible 3. La tige 2 présente un embout 2a destiné à être reçu par une broche porte-outil pour l'entraînement de l'outil 1 en rotation autour d'un axe longitudinal X de la tige 2. Sur son extrémité opposée 2b, la tige 2 présente une traverse 4 formant un support pour la feuille 3 solidaire de la tige 2, et sensiblement perpendiculaire à son axe longitudinal X. Dans ce contexte, on entend par « sensiblement perpendiculaire » comme formant un angle non inférieur, par exemple, à 800 et non supérieur, par exemple, à 1000. La feuille 3 prend appui sur cette traverse 4 avec une face interne 5, qui n'est pas nécessairement abrasive. Par contre, sa face externe 6 présente bien une surface abrasive formée par des grains d'un matériau de grande dureté, comme par exemple du carbure de silicium, collés sur un substrat flexible de la feuille 3, qui peut être par exemple du papier imperméable. Ainsi, la feuille 3 peut être formée par du papier dit de verre ou d'émeri avec sa face abrasive tournée vers l'extérieur. La feuille 3 est pliée contre la traverse 4, formant ainsi un bord distal 7 séparant deux ailes 3a, 3b opposées. L'extrémité de chaque aile 3a,3b forment des bords proximaux 8. Ces bords proximaux 8 sont reliés par des bords latéraux 9 d'un côté et d'autre de la tige 2. Dans le mode de réalisation illustré, lesdits bords latéraux 9 sont sensiblement perpendiculaires au bord distal 7 et aux bords proximaux 8. La feuille 3 est arrangée de manière sensiblement symétrique par rapport à un plan de symétrie S sensiblement perpendiculaire à la face externe 6 de la feuille 3 et comprenant l'axe longitudinal X de la tige 2. Par « sensiblement symétrique » on entend, dans le présent contexte, qu'une ligne médiane de la feuille 3 n'est pas décalée de, par exemple, plus de 10% de la largeur de la feuille 3 par rapport à ce plan de symétrie S. La feuille 3 est retenue contre la traverse 4 par une pièce de rétention 10 amovible, laquelle est à son tour fixée, dans le mode de réalisation illustré, par une vis 11 engagée dans un filetage interne de l'extrémité 2b de la tige 2. Toutefois, d'autres moyens de fixation libérables de la pièce de rétention amovible peuvent éventuellement être envisagés. La feuille 3 présente aussi, de chaque côté du plan de symétrie S, une fente 12 à partir de chaque bord proximal 8, de manière à former une ligne de flexion 13 entre une extrémité intérieure 14 de la fente 12 et le plus proche bord latéral 9. Chaque fente 12 et ligne de flexion 13 délimitent, avec le bord proximal 8 et le bord latéral 9 correspondants, une zone de travail 14 pouvant basculer autour de la ligne de flexion 13. Dans le mode de réalisation illustré, les fentes 12 sont sensiblement parallèles aux bords latéraux 9 de la feuille 3. Par « sensiblement parallèle », on entend dans ce contexte, que les fentes ne divergent de plus de, par exemple, 100 par rapport aux bords latéraux 9. Comme illustré en particulier sur la figure 3, chaque fente 12 présente une largeur LF, une profondeur PF entre le bord proximal 8 de départ et son extrémité intérieure 14, et une distance DF par rapport au plus proche bord latéral 9. Par exemple, dans le mode de réalisation illustré, la largeur LF peut être entre 1 et 2 mm, la profondeur PF entre 12 et 22 mm, et la distance DF entre 10 et 15 mm. Sur la figure 2, on peut apprécier comment la feuille 3 est pliée par son bord distal 7 avec un angle a (ALPHA) de, par exemple, 20 à 60°. Cette feuille 3, dépliée comme illustré sur la figure 3, présente une largeur L entre les bords latéraux 9 de, par exemple, 127 mm, et une longueur H entre les bords proximaux 8 de, par exemple, 70 mm. Cet outil de meulage 1 peut notamment être utilisé dans un procédé de rayonnage d'arêtes d'accès difficile, et notamment de festons annulaires comme celui illustré sur la figure 4. Pour cela, l'outil de meulage 1, orienté avec l'axe longitudinal X de la tige 2 sensiblement perpendiculaire au feston 20, comme illustré sur la figure 4, est entraîné en rotation autour de l'axe longitudinal X à une vitesse N pouvant être, par exemple, entre 1000 et 5000 tours/minute, de manière à contacter les arêtes 21 du feston 20 avec les zones de travail 14 afin d'arrondir ces arêtes. L'outil de meulage 1 peut se déplacer dans le plan du feston en suivant les arêtes 21 afin de les traiter sur toute leur longueur. La broche porte-outils (non illustrée) entraînant l'outil de meulage en rotation peut, par exemple, être actionnée électriquement ou par un actionneur fluidique, notamment pneumatique. Ces arêtes 21 peuvent avoir été préalablement chanfreinées dans une première étape du procédé de rayonnage, pouvant être mise en oeuvre, par exemple, par fraisage. L'évolution des arêtes 21 suivant chaque étape d'un tel procédé est illustrée sur les figures 5A à 5C. La figure 5A illustre le profil brut du feston 20, avant toute opération du procédé de rayonnage. La figure 5B illustre le même profil après le chanfreinage des arêtes 21. Finalement, la figure 5C illustre le profil après l'usinage abrasif, avec l'outil de meulage 1, des arêtes 21 préalablement chanfreinées. Bien que, dans le mode de réalisation illustré sur les figures 1 et 2, la traverse 4 de l'outil de meulage 1 présente une section transversale ronde, d'autres alternatives peuvent être envisagées, comme par exemple celle illustrée sur la figure 6. Dans cette variante, la traverse 4 présente une section transversale trapézoïdale, avec des surfaces latérales 4a et 4b convergeant en direction distale avec sensiblement le même angle a (ALPHA) que les ailes 3a, 3b de la feuille 3. En outre, il est aussi possible d'avoir plusieurs feuilles abrasives 3, chacune soutenue par une traverse 4. Ces traverses 4 peuvent être arrangées en croix, comme dans les variantes illustrées sur les figures 7 et 8, ou en étoile, comme dans la variante illustrée sur la figure 9. Dans chacune de ces figures, les éléments reçoivent les mêmes chiffres de référence que les éléments équivalents du premier mode de réalisation. On peut ainsi constituer, par découpage et collage de ces feuilles abrasives, une brosse multi-lamelles comme celle illustrée. La figure 10 illustre encore un autre mode de réalisation différent. Dans cet autre mode de réalisation, la tige 2 présente, sur son extrémité distale 2b, une pince 30 destinée à retenir la feuille 3. Cette pince 30 comprend deux branches 30a, 30b reliés par une charnière centrale 31 soutenue par l'extrémité distale de la tige 2. La branche 30b est fixe dans la tige 2, tandis qu'un ressort 32 situé derrière la charnière 31 assure un rappel refermant l'extrémité distale de la branche pivotante 30a contre celle de la branche fixe 30b. Afin de renforcer ce rappel lors de la rotation de l'outil 1 autour de son axe longitudinal X, le centre de masse CM de la branche pivotante 30a est situé derrière la charnière centrale 31, de telle manière que les forces centrifuges agissant sur la branche pivotante 30a contribuent à refermer son extrémité distale contre celle de la branche fixe 30b. Dans ce mode de réalisation, la feuille 3 est retenue entre les extrémités distales des deux branches 30a, 30b. Elle est pliée, contrairement au premier mode de réalisation, par son bord proximal 8, quoiqu'il puisse aussi être alternativement envisagé de la plier par son bord distal. Comme dans le premier mode de réalisation, l'outil de meulage 1 est sensiblement symétrique par rapport à un plan de symétrie S perpendiculaire à la face externe 6 de la feuille 3, laquelle présente, de chaque côté du plan de symétrie S, une fente 12 à partir de chaque bord proximal 8, de manière à former une ligne de flexion 13 entre une extrémité intérieure 14 de la fente 12 et le plus proche bord latéral 9. Chaque fente 12 et ligne de flexion 13 délimitent, avec le bord proximal 8 et le bord latéral 9 correspondants, une zone de travail 14 pouvant basculer autour de la ligne de flexion 13. Comme dans le premier mode de réalisation, les fentes 12 sont sensiblement parallèles aux bords latéraux 9 de la feuille 3. Chaque fente 12 présente une largeur LF, une profondeur PF entre le bord proximal 8 de départ et son extrémité intérieure 14, et une distance DF par rapport au plus proche bord latéral 9. Ces dimensions, ainsi que la largeur L et longueur H de la feuille 2 dépliée, peuvent être similaires à celles du premier mode de réalisation, mais elles sont aussi adaptables en fonction de l'application donnée à l'outil de meulage 1. Les éléments restants de l'outil de meulage 1 illustré sur cette figure reçoivent les mêmes chiffres de référence que les éléments équivalents du premier mode de réalisation. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à un exemple de réalisation spécifique, il est évident que des différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.35 REVENDICATIONS1. Outil de meulage (1) comprenant : une tige (2) avec un embout (2a) destiné à être reçu par une broche porte-outil pour l'entraînement de l'outil (1) en rotation autour d'un axe longitudinal (X) de la tige (2) ; au moins une feuille (3) fixée à ladite tige (2) et présentant au moins une face externe (6) abrasive entre un bord proximal (8) et un bord distal (7), décalés l'un par rapport à l'autre suivant au moins la direction dudit axe longitudinal (X) de la tige (2), et deux bords latéraux (9) décalés l'un par rapport à l'autre suivant au moins une direction orthogonale audit axe longitudinal (X) de la tige (2) ; caractérisé en ce que ladite feuille (3) présente, entre ladite face externe (6) abrasive et une face (5) opposée, au moins une fente (12) partant de l'un desdits bords proximal (8) ou distal (7). 2. Outil de meulage (1) suivant la revendication 1, dans lequel ladite fente (12) présente une largeur (Le) non inférieure à 1 mm et/ou non supérieure à 2 mm. 3. Outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite fente (12) présente une distance (DF), par rapport au plus proche bord latéral (9) de la feuille (3), non inférieure à 10 mm et/ou non supérieure à 15 mm. 4. Outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel ladite fente (12) présente une profondeur (PF), à partir du bord proximal (8) ou distal (7) de départ, non inférieure à 12 mm et/ou non supérieure à 22 mm. 5. Outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, lequel est sensiblement symétrique par rapport à un plan (S) aligné avec ledit axe longitudinal (X) de la tige (2) et perpendiculaire aux bords proximal (8) et distal (7) de la feuille (3). 25 30 35 6. Outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite feuille (3) est pliée par l'un de ses bords proximal (8) ou distal (7). 7. Outil de meulage (1) suivant la revendication 6, dans lequel ladite feuille (3) est pliée par son bord distal (7), ledit bord distal (7) de la feuille (3) étant retenu entre un support (4) solidaire de ladite tige (2) et sensiblement perpendiculaire à son axe longitudinal (X), et une pièce de rétention (10) amovible. 8. Outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel ladite tige (2) présente, sur une extrémité distale (2b), une pince (30) retenant ladite feuille (3). 9. Procédé de rayonnage d'arêtes (21) comprenant une étape d'usinage abrasif avec un outil de meulage (1) suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8. 10. Procédé de rayonnage d'arêtes (21) suivant la revendication 9, 20 comprenant en outre une étape préalable de chanfreinage des arêtes (21) avant ladite étape d'usinage abrasif.