FR 2005781 A1 19691219 FR 6910658 A 19690408 69 10658 i 2005781 La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil pour usiner d'une manière électrochimique des ouvrages et former des surfaces de révolution de formes et de dimensions précises, l'appareil comprenant un moyen faisant tourner l'ouvrage sur deux 5 patins en prise avec la surface de l'ouvrage qui est usinée. Un outil d'usinage électrochimique est disposé de telle sorte que sa surface frontale essentiellement plane est perpendiculaire à une ligne partant de l'outil et allant au centre de l'ouvrage lorsque ce dernier a été usiné à ses dimensions voulues. 10 On refoule à grande vitesse un courant d'électrolyte entre l'outil et l'ouvrage et en faisant passer un courant électrique p de densité élevée, d'environ 930 ampères par cm , on enlève ano-diquement la matière de l'ouvrage pendant que ce dernier tourne en regard de l'outil pour obtenir un fini de surface lisse. La 15 vitesse suivant laquelle l'outil est avancé vers l'ouvrage établit une condition d'état stable permettant de maintenir constante la longueur de l'intervalle et de ce fait la densité de courant à un niveau élevé sensiblement constant. On réduit le courant électrique à une valeur prédéterminée comprise entre 233 20 et H65 ampères par cm avant de.terminer l'opération d'usinage pour obtenir un fini de surface brillant exempt d'oxyde. Pour préparer des chemins de roulement de palier, d'habitude le palier est d'abord formé en le tournant sur une machine à vis et ensuite il subit un traitement thermique pour cémenter sa 25 couche de surface extérieure. Les faces extérieures du palier sont ensuite meulées parallèlement l'une à l'autre pour déterminer la longueur totale du palier. Finalement, la surface du palier est dégrossie à peu près au diamètre extérieur voulu, puis elle subit un meulage de finition et finalement est rectifiée pour 30 obtenir le fini de surface et le diamètre appropriés. Chacune de ces trois dernières opérations nécessite des opérations d'usinage séparées. On a trouvé qu'un grand nombre d'opérations de meulage ou de rectification peuvent être supprimées ou réduites en utilisant un 35 processus d'usinage électrochimique, et dans cet exemple le meulage de dégrossissage ou le meulage de finition ainsi que l'opération de rectification peuvent être remplacés et exécutés avec plus de précision et plus de rapidité en utilisant un usinage électrochimique. De plus, on peut obtenir des configurations 69 10658 2 2005781 de surfaces plus compliquées telles qu'un bombement de la surface de palier ou surface de portée pour augmenter sa capacité de support de charge, chaque élément usiné présentant exactement la même configuration que tout autre élément du fait que l'outil qui 5 effectue l'usinage n'est ni usé ni modifié aucunement pendant les opérations d'usinage successives. La présente invention se rapporte à un procédé et un appareil servant à usiner d'une manière électrochimique un ouvrage pour y former une surface de révolution suivant des dimensions précises 10 et des finis de surfaces lisses. Plus particulièrement, l'appareil selon l'invention comprend un moyen servant à monter l'ouvrage pour le faire tourner au voisinage d'un outil d'usinage électrochimique. L'outil est contraint d'avancer ou de se déplacer vers l'ouvrage à la même vitesse que celle suivant laquelle 15 la surface de l'ouvrage est usinée de sorte que la longueur de l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage est maintenue à une valeur constante. Un courant à grande vitesse d'électrolyte est envoyé dans l'intervalle pour éliminer les produits de la réaction refroidir l'ouvrage et l'outil et former un trajet permettant au 20 courant de passer. Dans le mode de réalisation préféré, on peut utiliser un mandrin magnétique pour maintenir et faire tourner l'ouvrage autour d'un centre de rotation. L'ouvrage est supporté par deux patins qui viennent en prise, à des emplacements séparés, avec la sur-25 face de l'ouvrage à usiner. On règle ces patins de manière à déplacer le centre de l'ouvrage à l'écart du centre de rotation du mandrin de manière â pousser positivement l'ouvrage en contact avec les patins lorsque l'ouvrage tourne. De ce fait, l'ouvrage est maintenu par attraction magnétique par le mandrin afin de 30 tourner tout en lui permettant en même temps dé glisser d'une manière continue sur une partie limitée du plateau ou du mandrin pendant sa rotation. Cet agencement facilite la mise en place de l'ouvrage sur le mandrin et son enlèvement de celui-ci. L'outil d'usinage électrochimique est disposé à peu près per-35 pendiculairement à la ligne suivant laquelle se déplace le centre de l'ouvrage par rapport au centre de rotation. Cet outil présente une surface d'usinage frontale qui est entourée de matière isolante de telle sorte que seule la surface frontale de l'outil produit un effet d'usinage sur l'ouvrage. Un canal isolé pour 69 10658 3 2005781 l'électrolyte est formé à travers l'outil pour refouler un courant d'êleetrolyte à grande vitesse dans l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage. L'outil est supporté par des moyens qui peuvent le déplacer pour le rapprocher de l'ouvrage à une vitesse réglée, 5 cette vitesse étant réglée de telle sorte que l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage reste sensiblement à une valeur constante pendant toute l'opération d'usinage. Pour certaines opérations d'usinage, où il ne faut enlever qu'une faible quantité de matière de l'ouvrage, l'outil peut être 10 mis en position initialement à une distance prédéterminée de l'ouvrage et laissé fixé à cette position pendant l'usinage, de ce fait la longueur de l'intervalle dans ce cas augmente à mesure que la matière de l'ouvrage est enlevée. Du fait que l'ouvrage passe sur des patins de support, l'opération d'usinage initiale 15 a pour effet de supprimer son ovalisation avec enlèvement d'une quantité minimale de matière. La densité du courant électrique entre l'outil et l'ouvrage est maintenue au niveau le plus élevé possible compatible avec la capacité de passage de courant de l'outil et la capacité de la 20 source de courant. Pour des densités de courant plus élevées, on obtient des vitesses d'usinage plus élevées et des finis de surfaces plus lisses, mais cependant on a trouvé qu'avec des densités p de courant de l'ordre de 930 ampères par cm , les matières ferreuses présentent un aspect trouble semblable à de la paille 25 lorsqu'on utilise comme électrolyte du nitrate de sodium. De ce fait, on peut abaisser la densité de courant à un second niveau prédéterminé, compris par exemple entre 233 et 465 ampères par cm , pour donner à l'ouvrage une surface brillante exempte d'oxyde. Ensuite, on coupe brusquement le courant pour empêcher des densités 30 de courant plus faibles de laisser un revêtement d'oxyde noir sur l'ouvrage. L'intensité totale du courant est limitée, cependant, du fait qu'un grand nombre d'ouvrages sont initialement ovalisés ou du fait qu'il peut exister une différence d'obliquité entre l'ouvrage 35 et l'outil avant le début de l'opération d'usinage, ce qui fait varier la longueur de l'intervalle en travers de la face de l'outil. Du fait que la densité du courant est une fonction de la longueur de l'intervalle pour toute tension donnée, le courant traversant l'outil doit être limité à une valevir inférieure à 69 10658 il 2005731 celle qui abîme l'outil par fusion, amorçage d'arc ou déformation due à la chaleur produite par le passage du courant électrique â travers l'outil. y. De préférence, on établit un intervalle d'une longueur d'en-5 viron 38 microns et on maintient cette distance entre l'outil et l'ouvrage. Pour une tension d'environ quinze volts, la densité de p courant qu'on obtient est d'environ 9.3..0 ampères par cm , ce qui donne des vitessês d'usinage élevées et des finis de surfaces lisses. 10 Pour obtenir des finis de surfaces de l'ordre de 0,125 micron sur l'ouvrage, en moyenne arithmétique, la source de courant utilisée pour fournir le courant entre l'outil et l'ouvrage doit être à peu près complètement exempte d'ondulations, et elle doit présenter une variation de sa tension de sortie inférieure à un 15 demi pour cent entre crêtes. On peut faire fonctionner cette source de courant suivant le mode à tension constante suivant lequel les variations de longueur de l'intervalle produisent des variations correspondantes d'intensité du courant, ce qui facilite la suppression de l'ovalisation des éléments en rotation, 20 ou bien on peut la faire fonctionner suivant le mode à courant constant suivant lequel une quantité déterminée de matière peut être enlevée de l'ouvrage quelle que soit la configuration de sa surface. Une exigence supplémentaire pour obtenir des finis de surfa-25 ces lisses est le fait d'utiliser un électrolyte à peu près complètement pur, ce qu'on peut obtenir par des moyens de filtrage de qualité élevée classiques. Dans le mode de réalisation préféré, l'électrolyte est fourni à l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage à peu près à la température ambiante et à une pression de 30 l'ordre de 24,5 bars pour obtenir des taux de débit permettant un réglage de.température approprié de l'outil et de l'ouvrage et un enlèvement approprié des produits de réaction de l'opération d'usinage. En conséquence, la présente invention a pour but de fournir : 35 - un appareil d'usinage électrochimique perfectionné, comme décrit plus haut, dans lequel un ouvrage est supporté de manière à tourner par deux patins espacés l'un de l'autre venant en prise avec la surface usinée permettant une mise en place et un enlèvement facile, 1.'ouvrage étant usiné par un outil d'usinage 69 10658 5 2005781 électrochimique disposé à peu près perpendiculairement à la ligne suivant laquelle se déplace le centre de l'ouvrage par rapport au centre de rotation, l'outil comportant des surfaces frontales essentiellement planes orientées perpendiculairement à une ligne 5 allant de l'outil au centre de l'ouvrage lorsque ce dernier a été usiné à sa dimension voulue ; afin de former un appareil d'usinage électrochimique tel que décrit plus haut dans lequel l'outil est déplacé par rapport à l'ouvrage pour maintenir l'intervalle à une longueur sensiblement constante , le courant étant fourni 10 par une source de courant exempte d'ondulations et la densité du courant étant maintenue à. une valeur relativement élevée et constante pendant toute l'opération d'usinage pour obtenir un fini de surface lisse ; - un procédé perfectionné pour usiner d'une manière éleetro-15 chimique un ouvrage et y former une surface de révolution en montant l'ouvrage pour le faire tourner, en déplaçant le centre de l'ouvrage par rapport au centre de rotation pour pousser l'ouvrage vers le moyen le déplaçants en montant un outil d'usinage électrochimique à peu près perpendiculairement à la ligne suivant 20 laquelle se déplace l'ouvrage, la surface frontale de l'outil étant essentiellement perpendiculaire à une ligne allant de l'outil au centre de l'ouvrage lorsque ce dernier a été usiné à son diamètre fini, à faire passer un courant d'ëlectrolyte à grande vitesse ou pression entre l'outil et l'ouvrage, à connecter une 25 source de courant électrique à peu près complètement exempte d'ondulations entre l'outil et l'ouvrage pour enlever anodiquement la matière de ce dernier pendant qu'il tourne en regard de l'outil, en maintenant l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage â une dimension sensiblement constante en faisant avancer l'outil vers 30 l'ouvrage à la même vitesse que celle suivant laquelle la surface usinée recule de l'outil lorsque de la matière est enlevée et en maintenant la valeur de la densité du courant à un niveau élevé sensiblement constant pour obtenir un fini de surface lisse jusqu'à ce que l'ouvrage ait été usiné à son diamètre fini. 35 D'autres avantages et caractéristiques de la présente inven tion ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation conforme à l'invention. 69 10658 6 2005781 Sur ces dessins, la figure 1 est une vue de face représentant l'agencement d'ensemble des divers éléments qui constituent l'appareil d'usinage électrochimique selon l'invention ; 5 la figure 2 est une vue en plan de l'appareil d'usinage éle ctro chimique, représentant l'ensemble d'entraînement de l'ouvrage , ce dernier. l'outil d'usinage électrochimique et une partie du mécanisme servant à supporter l'outil pour le rapprocher de 11ouvrage ; 10 la figure 3 est une vue en plan, en partie en coupe, du man drin éle etromagnétique servant à maintenir 1'ouvrage ; la figure 4 est une vue de face , une partie de 1'ouvrage étant arrachée, et montrant les moyens venant en contact glissant avec la surface usinée de l'ouvrage à des emplacements espa-15 cés afin de déplacer le centre de 1!ouvrage par rapport au centre de rotation du mandrin magnétique de support et représentant également, partiellement en coupe, l'outil d'usinage électrochimique ; la figure 5 est une coupe à grande échelle de l'outil d'usi-20 nage électrochimique utilisé dans le mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 6 est une vue en plan à grande échelle de l'outil d'usinage électrochimique ; la figure 7 est une vue en bout à grande échelle de l'outil 25 d'usinage électrochimique ; et la figure 8 est une coupe à grande échelle d'une moitié de 1'ouvrage. En se reportant aux dessins, et en particulier aux figures 1 et 2, 1'appareil d'usinage électrochimique selon l'invention 30 comprend un outil d'usinage électrochimique 10 monté sur un moyen de support 12 qui supporte d'une façon réglable 1'outil par rapport à un ouvrage 15- Dans le mode de réalisation représenté sur ces figures, l'outil peut être déplacé latéralement en tournant à la main le volant 16 pour former un intervalle 35 prédéterminé par rapport à l'ouvrage, ou bien l'outil peut être déplacé à une vitesse constante au moyen d'un mécanisme 17 représenté d'une manière générale sur la figure 2, la vitesse du déplacement étant déterminée par le réglage des dispositifs de commande 17a. L'appareil particulier servant à déplacer l'outil maq original 69 T0658 7 200S781 et qui est représenté sur les dessins est décrit en détail dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3.018.590. Bien entendu, on peut utiliser d'autres moyens pour déplacer l'outil par rapport à l'ouvrage à n'importe quelle vitesse prédéterminée. La po-5 sition latérale de l'outil peut être indiquée par la jauge 18. L'outil peut également être disposé verticalement en faisant tourner la poignée 19, sa position étant indiquée par la jauge 20» L'ouvrage peut être mis en position par rapport à l'outil en tournant la poignée 21. Bien que la forme du support de l'outil 10 représentée soit particulièrement utile, il va de soi que d'autres moyens servant à supporter l'outil par rapport à l'ouvrage peuvent être utilisés sans sortir du cadre de la présente invention. L'ouvrage 15 est supporté par un mandrin magnétique 25 qui est porté par un arbre 26 et qui est mis en rotation par des 15 courroies passant sur des poulies 27 fixées à l'arbre d'un moteur 28. Un ensemble 29 de bagues collectrices, représenté d'une manière générale sur la figure 2, transmet le courant électrique pour l'opération d'usinage électrochimique par l'intermédiaire de l'arbre 26 à l'ouvrage 15. 20 En se reportant à la figure 3s le mandrin magnétique 25 re çoit du courant électrique par un second ensemble 30 de bagues collectrices qui applique ce courant à deux bobines 31 disposées à l'intérieur du mandrin 25- Le courant traversant ces bobines produit un champ magnétique qui passe d'un premier pôle des bo-25 bines 31, à travers le carter cylindrique 32, une plaque extérieure 33 pour aller à un collier extérieur 34, puis traverse l'ouvrage 15 a un collier intérieur 35, une plaque intérieure 36 et revient ensuite à l'autre pôle des bobines 31. Une bague 37 en matière isolante du point de vue magnétique 30 sépare les plaques 33 et 36 et un collier isolant 38 sépare les colliers 34 et 35. Cet agencement permet à un nombre maximal de lignes de force de traverser l'ouvrage 15 de façon à le maintenir rigidement contre la face avant 39 du mandrin 25. Cette face 39 est maintenue relativement lisse pour permettre à l'ouvrage 35 15 de se déplacer d'un mouvement latéral libre sur la face du mandrin. En se reportant maintenant à la figure 4, l'ouvrage 15 est déplacé par rapport au centre de rotation 40 du mandrin magnétique 20 au moyen de deux patins espacés l'un de l'autre 41 et 42, 69 10658 8 2005781 comportant line surface venant en prise avec l'ouvrage,, laquelle présente le même contour que la surface tie l'ouvrage 15 qui subit l'opération^d'usinage électrochimique. Ces patins sont réalisés en une matière telle que du carbure de tungstène ou une matière 5 céramique, présentant une dureté suffisante pour ne pas s'user d'une manière appréciable par abrasion avec la surface de l'ouvrage . Chacun des patins 4l et 42 est articulé sur un bras 44 s'é-tendant radialement qui peut coulisser à l'intérieur d'un support 10 d'outil 45 et qui peut être disposé radialement par une vis 46. L'articulation entre le bras 44 et les patins permet à ceux-ci de suivre d'une manière générale l'ouvrage à mesure qu'il est usiné, et de se déplacer vers le bas sur une ligne passant entre les patins 4l et 42 du fait de la tendance naturelle présentée 15 „ parjle centre de l'ouvrage à s'aligner de lui-même sur le centre de rotation. Les supports 45 sont montés d'une manière réglable à l'intérieur d'une fente 47 en forme de T formée dans une plaque 48 (voir également la figure 2). La plaque 48 présente une ouverture de forme générale circulaire formée sur sa partie centrale, 20 à travers laquelle passe le collier 33 du mandrin magnétique 20. Un joint en caoutchouc 49, qu'on voit sur la figure 3, s'étend de la plaque 48 dans l'ouverture et vient en prise avec la surface extérieure du collier 33 pour empêcher l'électrolyte de s'écouler derrière la plaque 48 et de pénétrer dans le mandrin 25 magnétique 20 ou dans les éléments en rotation du support du mandrin. Les supports 45 sont réglés à l'intérieur de la fente 47 en les disposant approximativement à un angle de 120° l'un par rapport à l'autre, et les patins 4l et 42 sont déplacés radialement 30 vers l'intérieur afin de déplacer l'ouvrage 15 le lonfe de la ligne qui forme d'une manière générale la bissectrice de l'angle entre ces deux patins. Initialement, le centre 50 de l'ouvrage 15 est disposé environ à 0,64 mm du centre de rotation 40 du mandrin magnétique 20. Du fait que la surface usinée de l'ouvrage 35 vient en contact glissant avec les patins 41 et 42, l'ouvrage est poussé positivement vers les patins et le centre 43 de l'ouvrage se déplace vers le centre de rotation 40, ou vers le bas en observant la figure 4, à mesure que le diamètre de l'ouvrage devient plus petit du fait de l'enlèvement électrochimique de la 69 10658 9 2005781 matière de l'ouvrage. Un outil d'usinage électrochimique 10 est disposé à peu près perpendiculairement à la ligne de déplacement entre les patins 4l et 42. Un intervalle d'une première valeur prédéterminée, par 5 exemple de 38 microns, est formé entre la surface d'usinage de l'outil et l'ouvrage. L'outil est disposé de telle sorte que sa surface d'usinage soit parallèle à la surface de rotation de l'ouvrage et également parallèle à la direction suivant laquelle se déplace l'ouvrage pour aller vers le centre de rotation à me-10 sure que son diamètre diminue du fait de l'enlèvement électrochimique de la matière de l'ouvrage. Dans le cas où l'outil reste immobile pendant toute l'opération d'usinage, l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage augmente à mesure que de la matière est enlevée, et à moins d'augmenter la tension d'une quantité propor-15 tionnelle, le courant tend à diminuer. Il est souhaitable de maintenir le courant à une valeur élevée pendant toute l'opération d'usinage pour obtenir les finis de surfaces les plus lisses possibles. Le courant peut être réglé soit à la main par le conducteur de la machine, soit automatiquement en utilisant des cir-20 cuits électroniques permettant d'avoir un courant constant. Dans le cas où l'outil est déplacé dans l'ouvrage à la même vitesse que la matière en est enlevée, la densité du courant tend automatiquement à rester à une valeur sensiblement constante pour un niveau de tension donné. 25 L'outil d'usinage électrochimique est représenté sur les figures 5 et 7 et il comprend une plaque 51 conductrice de l'électricité présentant une surface d'usinage frontale 52 qui est usinée et rodée pour être plane. Cette plaque conductrice de l'électricité peut être en laiton ou en un autre métal semblable faci-30 lementusiné, capable d'être traversé par un courant électrique de densité élevée. Un canal 54 pour l'électrolyte est formé en montant un bloc isolant supérieur 55 sur la plaque 51 et en fixant les deux élé- . ments sur le porte-outil à l'aide de vis 56. Ce canal communique 35 avec une ouverture 57 qui traverse la plaque 51 et pénètre dans le porte-outil 53- Un canal 58 formé dans le porte-outil fait passer l'électrolyte de l'équipement de support dans l'outil, par l'ouverture 57 et le canal 54 dans l'intervalle 60 entre l'outil et l'ouvrage. BAD ORIGINAL 69 10658 10 2005781 Un bloc isolant supplémentaire 61 est coulé sur la plaque 51 dans la région qui se trouve au voisinage immédiat de l'ouvrage pour empêcher des courants électriques parasites d'usiner l'ouvrage de manière à limiter l'effet d'usinage à la surface fron-5 taie 52 de l'outil. Ce bloc est effilé en s1écartant de la surface d'usinage frontale de manière à augmenter les dimensions de l'intervalle et permettre à l'électrolyte de s'échapper de la région d'usinage. Les deux blocs 55 et 6l peuvent être formés à partir d'un stratifié de fibres de verre rigide et non conducteur, 10 tel que du Formica type FF 91, qui présente également des caractéristiques faibles d'absorption de l'humidité. Dans le mode de réalisation représenté, le bord inférieur 63 de l'outil est essentiellement droit, et il est aligné parallèlement à l'axe de l'ouvrage, ce bord étant plus rapproché de 15 l'ouvrage que toute autre partie de l'outil. De préférence, lorsqu'on, utilise un seul outil, la surface d'usinage frontale 52 est alignée perpendiculairement à la ligne passant entre le centre de l'ouvrage et le bord 63 de l'outil lorsque l'ouvrage a atteint ses dimensions finies. 20 La surface inférieure du bloc 55 et la surface supérieure de la plaque 51 sont rendues relativement lisses dans la région du canal 54 pour l'électrolyte afin de faciliter l'écoulement régulier ôë l'électrolyte dans l'intervalle 60. De plus, la surface frontale 64 du bloc isolant 55 est incurvée ou inclinée, comme on 25 le voit sur la figure 5 pour maintenir sensiblement constante la longueur de l'intervalle et par suite pousser l'électrolyte à s'écouler vers le bas sur la surface d'usinage frontale de l'outil pendant que l'ouvrage tourne dans le sens des aiguilles d'une montre. 30 Un courant à grande vitesse d'électrolyte est fourni par une pompe dans l'intervalle 60 qui est formé entre la plaque 51 et l'ouvrage, à une pression d'environ 24,5 bars, qu'on observe à l'aide d'un manomètre 65. La composition particulière de l'électrolyte dépend du type de matière qui y est usiné. Pour des ma-35 tières à base de fer, on prépare la solution d'électrolyte en mélangeant 480 grammes de nitrate de sodium par litre d'eau. L'électrolyte est maintenu à sensiblement la température ambiante, et lorsqu'il sort de l'intervalle 60, il est collecté dans un bac 66 (Fig. 1) disposé en dessous de l'outil et il est renvoyé à oAÛ ORIGINAL 69 10658 ii 2005781 l'équipement de remise en circulation où les produits anodiques de la réaction sont enlevés, par exemple à l'aide d'un séparateur centrifuge, et où l'électrolyte est refroidi avant d'être renvoyé dans la région d'usinage. Un écran 67 (Pig. 2) est disposé autour 5 de l'outil et de l'ouvrage pour éviter que l'électrolyte ne soit pulvérisé sur le conducteur de la machine et sur les autres éléments de l'appareil. Le courant est fourni à l'outil 10 par l'intermédiaire de son porte-outil, et à l'ouvrage par l'ensemble 27 des bagues collec-10 trices et l'arbre 21, l'ouvrage étant anodique par rapport à l'outil. Le moyen servant à fournir le courant entre l'outil et l'ouvrage est de modèle classique, mais de qualité élevée du fait qu'il doit fournir un courant continu pouvant varier entre zéro et quarante volts, essentiellement exempt d'ondulations, 15 c'est-à-dire qui présente moins d'un demi pour cent entre crêtes de variation de son niveau de tension. Une source de courant essentiellement exempte d'ondulations est nécessaire pour obtenir les dimensions précises et les finis de surfaces lisses qui sont nécessaires pour usiner des paliers. De plus, la source de cou-20 rant doit présenter une caractéristique de réponse suffisante pour maintenir la tension constante pour une variation de cinq à un du courant, la fréquence de la variation étant déterminée par la vitesse maximale de rotation prévue. Une réponse de dix cycles par seconde est considérée comme suffisante pour le mode de 25 réalisation décrit ici. Le moyen 70 représenté sur la figure 1 et qui sert à fournir le courant comprend un réglage de tension 71, la tension de sortie étant indiquée par un appareil de mesure 72 et l'intensité du courant envoyé à l'outil étant indiquée par un ampèremètre 73» 30 Bien que des moyens à commande manuelle soient représentés pour régler le niveau de la tension, il est envisagé de pouvoir également utiliser des moyens automatiques. La profondeur suivant laquelle le métal est enlevé pendant chaque tour de l'ouvrage est déterminée par un grand nombre de 35 facteurs comprenant la vitesse de déplacement de la matière de l'ouvrage par rapport à la face de l'outil, la longueur de la face de l'outil dans la direction du mouvement relatif, la tension et l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage, la composition et la température de l'électrolyte, et la vitesse d'avance ou 69 10658 12 2005781 vitesse du mouvement radial relatif entre l'outil et l'ouvrage. Dans le mode de réalisation de l'invention qui est décrit ici, la vitesse de dotation de l'ouvrage, la composition et la tempe-rature de l'électrolyte sont maintenant constantes par l'équipe-5 ment de support, et la densité du courant est maintenue à un niveau sensiblement constant en augmentant la tension entre l'outil et l'ouvrage à mesure que l'intervalle s'agrandit, dans le cas où l'outil reste immobile. La valeur du courant est maintenue à un premier niveau prédë- O 10 terminé qui normalement est supérieur à 465 ampères par cm et ^ O qui de préférence est de l'ordre de 930 ampères par cm , jusqu'à ce que le diamètre de la surface du palier atteigne les dimensions voulues. Ce niveau de courant élevé est maintenu afin d'obtenir des vitesses élevées d'enlèvement du métal et un fini de 15 surface inférieur à 0,125 micron, en moyenne arithmétique. Cependant,. un ouvrage ferreux usiné à ces niveaux de courant présente un aspect tçrouble et semblable à de la paille. Par suite, la densité de courant est abaissée jusqu'à un second niveau prédétermi- p né, par exemple compris entre 233 et 465 ampères par cm , au 20 moins pendant un tour de l'ouvrage pour obtenir un aspect brillant du fini de surface. On coupe ensuite brusquement lè courant afin d'éviter de former une ligne noire sur la surface, ce qui peut se produire si on laisse l'opération d'usinage électrochimique se poursuivre à une densité de courant plus faible. 25 On fait en sorte que la longueur de la surface d'usinage frontale, dans la direction du mouvement relatif entre l'outil et l'ouvrage, à l'extrémité de gauche de la surface 74 du palier soit proportionnellement plus longue à l'endroit où le diamètre de l'ouvrage est plus grand et où par suite la vitesse relative de 30 mouvement entre l'ouvrage et l'outil est plus élevée. Un ouvrage type 15* tel que le chemin de roulement d'un palier est représenté sur la figure 8. Au voisinage de chacune des ectré-mités de la surface 74 du palier se trouvent deux évidements 75 et 76 qui servent principalement à permettre d'usiner la surface 35 du palier avec précision sur toute sa longueur. Bien qu'on ait décrit un ouvrage de forme conique, il va de soi que tout ouvrage rotatif peut être usiné suivant les principes indiqués ici. Comme on peut le voir sur la figure 7, les évidements 75 et 76 qui se trouvent au voisinage de la surface 74 du palier sont formés par 69 10658 13 2005781 des parties allongées 77 et 78 formées sur les bords extrêmes de l'outil où. la durée d'exposition sur l'ouvrage est proportionnellement plus longue. Le tableau suivant donne des dimensions types pour l'outil et 5 l'ouvrage qu'on voit sur les figures 7 et 8. Outil Ouvrage A - 20,3 mm a - 76,2 mm B - 19,3 mm b - 38,1 mm C - 17,5 mm c - 44,5 mm 10 D - 0,9 mm d - 38,1 mm E - 0,8 mm e - 14° F - 3j0 mm G - 0,7 mm H - 3,4 mm 15 La surface 74 du palier peut être pourvue d'un bombement d'en viron 1,25 micron pour augmenter la capacité de support de charge du palier et pour augmenter également sa durée de service. La réalisation d'un tel bombement sur la surface d'un palier par des procédés de rectification classiques n'est possible que pour un 20 petit nombre de paliers et est par suite coûteuse pour produire un grand nombre de paliers du fait que l'outil de rectification doit être resurfacé fréquemment. En utilisant l'appareil d'usinage électrochimique selon l'invention, on forme le bombement de la surface du palier en modifiant la surface de l'outil dans la ré-25 gion du mouvement relatif en mettant en forme la région de la surface d'usinage frontale de l'outil par fraisage, par exemple, du fait que la profondeur de l'usinage est proportionnelle à la longueur de l'outil dans la direction du mouvement relatif. Si on modifie la longueur de l'outil de 25 microns, alors le 30 taux d'enlèvement du métal est modifié de 0,25 micron, soit suivant un rapport de 100 à 1. La surface 79 est une courbe formée sur un rayon de 305 mm sur la perpendiculaire qui coupe en deux parties égales la ligne réunissant les extrémités de la surface d'usinage, comme on le voit sur la figure 7» On voit ainsi qu'un 35 usinage précis de l'outil pour obtenir des finis de surfaces compliqués rentre bien dans l'état actuel de la technique, et de ce fait la surfaee d'usinage frontale de l'outil est maintenue plane afin de supprimer toute variation du taux d'usinage due au contour de l'outil lui-même. 69 10658 2005781 La matière de la plaque 51 qui est découpée afin de présenter la configuration de surface permettant d'usiner l'ouvrage particulier représenté sur les dessins est remplie d'une matière isolante 80 et la surface supérieure de cette matière est usinée de 5 manière à la rendre plane avec les surfaces supérieures de parties s'étendant vers le haut 77 et 78 pour assurer un écoulement régulier de l'électrolyte dans le canal 55, comme décrit plus haut. Une série d'ouvertures 81 peuvent être formées à travers la plaque 51 dans la région usinée afin d'aider à coller la matière 10 isolante 80 sur la plaque. La matière isolante 80 sert également à empêcher des courants électriques parasites de passer depuis la surface intérieure de l'outil et d'altérer le fini de surface de l'ouvrage. Du fait que la distance entre l'ouvrage et ses surfaces intérieures est très 15 supérieure à la longueur de l'intervalle entre l'ouvrage et la surface frontale de l'outil, les densités du courant qui partent de l'intérieur de l'outil sont inférieures à celles du courant qui part de la surface frontale. Si on laissait passer un courant de densité plus faible, la surface ne serait pas aussi lisse que 20 possible, et de plus la surface présenterait un aspect noir. Toutes les irrégularités à la surface de séparation entre l'outil et l'isolant ou toutes les discontinuités sur la surface frontale de l'outil où l'isolant se réunit à ce dernier pourraient donner un fini de surface médiocre par le fait que ces irrégula-25 rites peuvent produire un écoulement irrégulier de l'électrolyte en travers de la face du tube ou permettre à des courants parasites de passer d'une surface interne de l'outil vers l'ouvrage. Pour cette raison, il est important d'assurer que la surface frontale à la fois de l'outil et de la matière isolante sont dans 30 le même plan pendant toute^l'opération d'usinage et qu'il n'existe aucun espace entre la plaque 51 et l'isolant 80. La matière isolante 80 est une matière du type époxy (produit de réaction de 1'épichlorhydrine et du bisphénol A), et elle présente essentiellement le même coefficient de dilatation que la 35 matière utilisée pour fabriquer l'outil. De plus, la matière isolante est non poreuse, elle résiste à l'absorption de l'humidité afin d'empêcher le courant de passer à travers la matière isolante vers l'ouvrage et elle est relativement inerte chimiquement vis-à-vis de l'électrolyte qui est utilisé. Des matières isolantes 69 10658 15 2005781 types comprennent un type de résine de coulée RP-326O qu'on trouve auprès de Renn Plastics Inc., de Lansing, Miehigan ou un type de résine de coulée STYCAST 2651 M, qu5on trouve auprès de Emerson and • Guming de Canton, Massachusetts. 5 En fonctionnement, le mandrin magnétique est excité et un ou vrage 15 est placé sur sa face avant 39. L'ouvrage est décalé d'environ 0,64 mm par rapport au centre de rotation du mandrin le long d'une ligne perpendiculaire à une ligne qui coupe le centre de rotation du mandrin et le bord de finition 63 de l'outil, en 10 réglant radialement vers l'intérieur les patins 41 et 42. L'outil est disposé de telle sorte qu'il existe un intervalle d'une première longueur prédéterminée, par exemple de 38 microns, entre sa surface d'usinage frontale et la surface de l'ouvrage à usiner. On met en marche le moteur 25 pour faire tourner l'ouvrage à 15 une vitesse d'environ 150 tours par minute et on règle la densité du courant entre l'ouvrage et l'outil au niveau le plus élevé 2 possible en pratique, environ 930 ampères pair cm , pour obtenir les finis de surfaces les plus lisses et les vitesses d'usinage les plus élevées. On introduit l'électrolyte dans l'intervalle 20 entre l'outil et l'ouvrage à une pression d'environ 24,5 bar3, ce qui donne une vitesse d'écoulement de l'électrolyte de l'ordre de 120 à 150 mètres par seconde. Cet écoulement à grande vitesse assure un enlèvement approprié des produits de réaction de l'opération d'usinage électrochimique. 25 Lorsqu'une quantité relativement importante de matière doit être enlevée de la surface de l'ouvrage, l'outil est avancé vers ce dernier à une vitesse qui est égale à la vitesse d'enlèvement de la matière, tout en maintenant la densité du courant au niveau le plus élevé possible en pratique, compatible avec la capacité 30 de l'outil à laisser passer le courant sans être abîmé. Normalement, la source de courant est montée suivant le mode à tension constante, et de ce fait à mesure que la longueur de l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage varie pendant l'usinage initial de l'ouvrage du fait que ce dernier est ovalisé, le courant varie 35 également. De plus, du fait qu'il peut exister une différence d'obliquité entre l'outil et l'ouvrage, il est essentiel que la densité de courant en tous points de 1'outil soit limitée à une valeur inférieure à celle qui risque d'abîmer l'outil. Après que la surface de révolution de l'ouvrage soit devenue parallèle à 10658 16 2005781 l'outil, on peut augmenter l'intensité totale du courant du fait qu'il existe alors la même densité de courant en travers de toute la face de l'outil. La source de courant peut également être montée suivant le mode à courant constant afin d'enlever une couche uniforme de matière de la sui.-faee de l'ouvrage quelles que soient les caractéristiques de surface ou dsovalisation. Dans ce cas, le courant total peut être limite de telle sorte qu'aucune partie de 13outil ne soit traversée par un courant supérieur à ses caractéristiques de conception. Dans d'autres appliaations, l'outil peut être réglé à une distance prédéterminée de l'ouvrage et rester ensuite immobile pendant que l'ouvrage est usiné, ce qui a pour résultat que la longueur de l'intervalle augmente. Ceci est particulièrement utile pour enlever de petites quantités de matière, par exemple inférieures à 75 microns. Dans ce cas, on peut augmenter la tension à mesure que la longueur de l'intervalle augmente afin de conserver la même densité de courant élevée pendant toute l'opération et obtenir par suite le fini de surface le meilleur possible. Après que l'ouvrage a été usiné aux dimensions voulues, le courant peut être réduit momentanément, c'est-à-dire au moins pendant un tour de l'ouvrage, jusqu'à une seconde valeur inférieure prédéterminée, comprise par exemple entre 233 et 465 ampè-res par cm , pour obtenir une surface usinée d'aspect brillant. Ceci est particulièrement utile avec des matières ferreuses du fait que l'usinage à des densités de courant très élevées laisse un revêtement d'oxyde apparent sur la surface usinée, tandis qu'un usinage effectué entre 233 et 465 ampères par cm laisse une surface exempte d'oxyde. On a trouvé, cependant, que des den- p sités de courant inférieures à environ 233 ampères par cm laissent un revêtement noir sur la surface. Pour cette raison, on coupe brusquement le courant pour arrêter l'opération d'usinage du fait qu'une réduction progressive de courant laisse une ligne noire sur la surface de l'ouvrage. Du fait que l'ouvrage tourne à une vitesse relativement élevée et du fait que la quantité de matière enlevée à chaque tour est de l'ordre de 0,25 micron, une discontinuité de la surface de l'ouvrage résultant de la fin d'application du courant est faible d'une manière correspondante. Dans un mode de réalisation, on utilise un relais monté dans la 69 10658 17 2005781 ligne entre la source de courant et l'outil pour couper brusquement le courant. En utilisant les techniques décrites plus haut, on peut usiner des ouvrages rotatifs suivant le procédé et l'appareil de l'in-5 vention à des tolérances de 2,5 microns ou moins d'un diamètre voulu, et suivant une tolérance d'ovalisation de l'ordre de 1,5 micron ou moins, en obtenant un fini de surface de 0,125 micron, en moyenne arithmétique. Bien que la présente invention ait été décrite pour l'usinage 10 de la surface extérieure d'un palier, il va de soi que les modes opératoires décrits ici peuvent être utilisés pour usiner la surface intérieure de l'élément d'un palier ou d'un élément semblable. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et re-15 présentée qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif, et qu'elle est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. 69 10658 18 2005781 REVENDICATIONS 1. Procédé pour usiner un ouvrage à une dimension finale précise prédéterminée pour y former une surface de révolution présentant un fini de surface lisse, procédé caractérisé en ce qu'il 5 consiste à supporter l'ouvrage sur deux patins espacés l'un de l'autre venant en prise avec la surface de l'ouvrage à usiner, à faire tourner l'ouvrage autour d'un centre de rotation fixe ; à régler les patins de manière à déplacer le centre de l'ouvrage à l'écart du centre fixe de rotation de telle sorte que lorsque 10 l'ouvrage est mis en rotation son centre est poussé positivement vers le centre de rotation ; disposer un outil d'usinage électrochimique au voisinage de l'ouvrage et à l'extérieur des patins espacés l'un de l'autre pour former un intervalle d'une longueur prédéterminée ; envoyer un courant à grande vitesse d'électrolyte 15 dans l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage ; connecter la source de courant entre l'outil et l'ouvrage de telle sorte que l'ouvrage soit anodique par rapport à l'outil pour faire usiner l'ouvrage lorsqu'il tourne en regard de l'outil en déplaçant le centre de l'ouvrage vers le centre de rotation ; en maintenant la 20 valeur de l'intensité du courant.au-dessus d'un premier niveau prédéterminé pour obtenir un usinage rapide de l'ouvrage et un fini de surface lisse ; et faire cesser brusquement le passage du courant lorsque l'ouvrage a été usiné à sa dimension finale prédéterminée. r 25 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil est déplacé vers l'ouvrage à une vitesse qui maintient l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage à la longueur prédéterminée . 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 30 la surface frontale de l'outil est sensiblement perpendiculaire à une ligne allant de l'outil au centre de l'ouvrage lorsque ce dernier a été usiné à ses dimensions finales. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur du premier niveau prédéterminé du courant est supérieure 2 35 à 465 ampères par cm . 5. Appareil pour usiner un ouvrage à une dimension finale précise et pour y former une surface de révolution présentant un fini de surface lisse, appareil caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen servant à fâire tourner l'ouvrage autour d'un centre de 69 10658 19 2ÔÔS781 rotation fixe ; un moyen servant à supporter la surface de l'ouvrage qui est usiné en des emplacements espacés lfun de l'autre, le moyen venant en prise avec la surface étant disposé de manière à déplacer le centre de l'ouvrage à l'écart du centre de rotation 5 fixe pour pousser positivement l'ouvrage pendant qu'il est mis en rotation vers le moyen en prise avec sa surface ; un outil d'usinage électrochimique monté à l'extérieur des patins espacés l'un de l'autre sensiblement perpendiculairement à la ligne suivant laquelle se déplace l'ouvrage et qui est disposé initialement de 10 manière à former un intervalle d11 une longueur prédéterminée depuis l'ouvrage ; un moyen servant à déplacer l'outil dans l'ouvrage à une vitesse qui maintient cette longueur prédéterminée essentiellement constante ; un moyen envoyant un courant à grande vitesse d'électrolyte à l'intervalle entre l'outil et l'ouvrage ; et un 15 moyen servant à fournir du courant électrique à l'outil et à l'ouvrage de telle sorte que l'ouvrage est anodique par rapport à l'outil afin d'enlever d'une manière électrochimique de la matière de l'ouvrage lorsque ce dernier tourne en regard de l'outil. 6. Appareil suivant la revendication 55 caractérisé en ce que 20 l'outil d'usinage électrochimique présente une surface frontale essentiellement plane disposée à peu près perpendiculairement à une ligne partant de l'outil et allant au centre de l'ouvrage lorsque ce dernier a été usiné à ses dimensions voulues. 7. Appareil suivant la revendication 6, caractérisé en ce que 25 l'outil d'usinage électrochimique comprend de plus un bord de finition droit disposé de manière à ce qu'il se trouve sur une ligne s'étendant de l'outil jusqu'au centre de l'ouvrage. 8. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouvrage est le chemin de roulement d'un palier, l'outil présen- 30 tant une surface frontale essentiellement plane, et la dimension de l'outil transversalement par rapport à la direction de rotation de l'ouvrage étant telle qu'il forme un bombement sur le chemin de roulement pour améliorer sa capacité de support de charge. 9. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que 35 le moyen servant à faire tourner l'ouvrage comprend un mandrin magnétique comportant une partie lisse venant en prise avec l'ouvrage pour permettre à ce dernier d'être maintenu afin de tourner tout en glissant sur la partie qui est en prise avec lui, le moyen servant à supporter l'ouvrage comprenant deux patins espacés l'un 69 10656 20 2Ô0S781 de l'autre qui sont réglés de manière à déplacer le centre de l'ouvrage qui est usiné, ces patins étant réglés de manière à déplacer le centre de l'ouvrage à l'écart du centre de rotation pour pousser positivement l'ouvrage vers le moyen venant en 5 prise avec sa surface lorsque l'ouvrage est mis en rotation et par suite le déplacer vers l'outil d'usinage électrochimique à mesure que le diamètre de l'ouvrage devient plus petit. 10. Appareil suivant la revendication 5a caractérisé ea ce que l'outil d'usinage présente une surface frontale essentielle- 10 ment pleine pour usiner l'ouvrage, cet outil comprenant de plus un isolant entourant cette surface frontale et disposé dans le même plan que celle-ci ; le moyen servant à fournir l'électrolyte comprenant un canal d'électrolyte isolé formé dans l'outil présentant un orifice de sortie de même longueur que la surface fron-15 taie et dans le même plan que celle-ci,de telle sorte qu'un courant à grande vitesse d'électrolyte est contraint de s'écouler en travers de toute la surface de l'outil et entre l'outil et l'ouvrage pour former un trajet pour le passage du courant électrique et pour dissiper la chaleur produite pendant l'opération 20 d'usinage électrochimique et enlever les produits de réaction produits pendant cette opération. 11. Appareil suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le moyen servant à fournir le courant électrique comprend une source de courant à tension variable qui est essentiellement 25 exempte d'ondulations, et dont la variation de tension est inférieure à un demi pour cent de crête à crête.