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FIG. 10. — TYPE DE TOUR VERTICAL À TOURELLE Tout comme les tours horizontaux, les tours verticaux sont susceptibles de recevoir une tourelle porte-outils. La montée des tours pouvant recevoir quatre ou six pièces à la fois, de façon à éviter cette perte de temps particulièrement préjudiciable. Les outils agissent simultanément sur toutes les pièces montées sur le tour, sauf une; chaque pièce se trouve, par conséquent, à une phase d'usinage différente. Pour préciser, étudions la succession des opérations : l'ouvrier monte une pièce brute sur le mandrin qui ne correspond à aucun outil ; la tourelle tourne autour d'un
correspond à aucun outil ; la tourelle tourne autour d'un axe horizontal et l'outil correspondant à la première opération d'usinage vient travailler la pièce brute, mais, en même temps, les autres outils agissent sur les pièces voisines, chaque pièce étant décalée d'une opération par rapport à sa voisine. Il en résulte que quand l'usinage d'une de ces pièces est terminé, elle peut être enlevée et remplacée aussitôt par une autre pièce brute. Le travail de la machine-outil est, par suite, rendu absolument continu. Les machines à décolleter automatiques sont construites sur le même principe que ces derniers tours, mais, ici,
sur le même principe que ces derniers tours, mais, ici, les pièces brutes sont remplacées par des barres généralement profilées à section ronde, hexagonale ou octogonale. Chaque barre est travaillée successivement par les outils de la tourelle et donne naissance à des pièces décolletées, qui sont ensuite tronquées par un chariot transversal. Ce chariot devant toujours effectuer cette opération au même endroit, ce sont les barres qui tournent autour d'un barillet, alors que la tourelle porte-outils n'exécute que les mouvements d'avance et de recul nécessaires à l'usinage. Le principe de la tourelle est applicable aux divers types de tours ;
la tourelle est applicable aux divers types de tours ; la figure ci-contre représente un tour vertical à tourelle. Machines à percer. — Les perceuses du type ordinaire ne percent qu'un seul trou à chaque passe d'outil. On déplace la pièce de façon à présenter successivement chaque trou à l'action de la mèche ou du foret. Dans la fabrication en série, la position des trous étant la même pour toutes les pièces de même type, on peut utiliser les machines à percer multiples, qui percent jusqu'à quatre-vingts trous en une seule opération (fig. 11). Ces machines comprennent un nombre plus
seule opération (fig. 11). Ces machines comprennent un nombre plus ou moins grand de mèches, actionnées par des arbres, tournant à la même vitesse. Le réglage de leurs positions respectives est rendu possible par l'emploi de joints de cardans simplifiés, constitués généralement par deux rotules à billes. Mais ce réglage est très minutieux, il est surtout assez long et les machines à percer multiples n'ont leur plein rendement que pour des séries de pièces importantes. Pour certaines pièces, le nombre de mèches peut être très supérieur au nombre de trous à usiner ; on pourra, dans ce cas, percer deux
à usiner ; on pourra, dans ce cas, percer deux ou trois pièces à la fois. Au contraire, Pour certains carters, qui comportent des brides dans plusieurs plans différents, il est possible de construire des machines spéciales comprenant trois groupes bien distincts de mèches parallèles, chaque groupe agissant sur une bride différente. Les ateliers Ford qu'on ne saurait se lasser de citer utilisent, pour l'usinage des carters de moteurs, des machines à percer qui percent les trous de quatre brides, perpendiculaires deux à deux, en une seule opération. Machines à raboter. Les machines à raboter employées dans la fabrication en
raboter. Les machines à raboter employées dans la fabrication en série sont du type courant, mais de préférence à table de grandes dimensions. Les pièces à usiner sont placées sur plusieurs files parallèles ; on monte sur la traverse porte-outils un ou plusieurs outils identiques, en face de chaque file. De cette façon, on exécute chaque opération d'usinage sur un très grand nombre de pièces à la fois (fig. 14). Machines à fraiser. — Les machines à fraiser sont, de toutes les machines-outils, celles dont les multiples transformations s'adaptent le mieux à la fabrication en série. En montant plusieurs fraises
mieux à la fabrication en série. En montant plusieurs fraises sur l'arbre de la machine, on peut usiner plusieurs faces d'une même pièce en une seule passe (fig. 12). Or, les fraises à profil constant, grâce au profil compliqué qu'on peut leur donner, sont susceptibles de travailler à la fois une gorge, un congé, une queue d'aronde, etc. Enfin, les fraises à lames rapportées permettent le dressage rapide de larges surfaces. FIG. 12. — MACHINE À FRAISER PERFECTIONNÉE Dressage de deux faces en une même opération au moyen de deux fraises à dents rapportées montées sur l'arbre de la fraiseuse.
fraises à dents rapportées montées sur l'arbre de la fraiseuse. Par ailleurs, le procédé, décrit plus haut à propos des raboteuses, est applicable aux machines à fraiser. Les usines américaines emploient couramment des fraiseuses dont les dispositions générales rappellent les machines à raboter et qui comportent quatre porte-fraises, usinant à la fois, et avec une remarquable rapidité un grand nombre de pièces. Une autre disposition consiste à fixer les pièces à usiner à la périphérie d'un plateau circulaire de grand diamètre (fig. 13). Chaque pièce passe successivement sous la fraiseuse, puis est remplacée par la pièce suivante. On retire les
puis est remplacée par la pièce suivante. On retire les pièces déjà usinées, et on monte des pièces brutes, sans arrêter la machine qui fonctionne, dès lors, de façon continue. Machines à meuler. — Nous ne voulons pas parler ici des machines à rectifier, destinées à effectuer un travail de grande précision, sur des pièces en acier trempé ne pouvant être attaquées qu'à la FIG. 13. — MACHINE À FRAISER PERMETTANT L'USINAGE CONTINU Les pièces sont montées sur un plateau circulaire de grand diamètre pouvant tourner autour d'un axe vertical. Chaque pièce subit à son tour l’action de la fraise,
Chaque pièce subit à son tour l’action de la fraise, puis elle est remplacée par une pièce brute. Les usines américaines ont créé et répandu l’usage de machines à meuler, susceptibles d’opérer la plupart des opérations d’usinage, en utilisant des meules de divers modèles au lieu d’outils métalliques. Les machines à meuler sont à axe vertical ou horizontal : celles qui sont le plus employées dans la fabrication en série, présentent les mêmes dispositions d’ensemble que les machines à fraiser décrites précédemment. Raboteuse utilisée dans la fabrication en série. On dispose sur la table de la raboteuse plusieurs files de
dispose sur la table de la raboteuse plusieurs files de pièces qui sont usinées ensemble par plusieurs chariots porte-outils montés sur la traverse de la machine. Les pièces sont placées soit sur une table animée d’un mouvement alternatif, soit sur un plateau tournant autour d’un axe vertical. Mais les passes d’usinage étant moins fortes avec une meule qu’avec une fraise, on se sert fréquemment, pour le montage des pièces, d’un dispositif à adhérence magnétique. Il suffit de disposer sous le plateau ou la table porte-pièces des bobines parcourues par un courant électrique et installées de telle sorte que la face
courant électrique et installées de telle sorte que la face supérieure, constitue un pôle d’électro-aimant. Il est toutefois nécessaire d’empêcher le glissement des pièces; on y arrive aisément au moyen de quelques butées appropriées que l’on fixe à l’aide de boulons (voir la figure 16 à la page suivante). Machines à affûter. — Les outils métalliques travaillent d’une façon intense dans la fabrication en série et doivent être affûtés fréquemment. L’emploi des outils à profil constant et à lames rapportées facilite considérablement cette opération, surtout pour les outils de forme compliquée. L’affûtage est réduit au meulage des faces planes dans
compliquée. L’affûtage est réduit au meulage des faces planes dans la plupart des cas (exception faite des mèches, pour lesquelles il existe des machines spéciales d’un fonctionnement parfait). Le seul point délicat de cette opération, qui doit être souvent renouvelée, consiste à donner au taillant des angles de coupe correspondant au rendement maximum. Il a été établi, à cet effet, des machines à affûter qui permettent à un manœuvre d’exécuter correctement ce travail. Ce sont des machines à meuler, à axe horizontal, comportant un support spécial sur lequel on fixe l’outil à affûter (fig. 15). Ce support est orientable dans
l’outil à affûter (fig. 15). Ce support est orientable dans trois plans perpendiculaires ; des graduations permettent de définir la position de l’outil d’une façon particulièrement rigoureuse. Le support étant réglé pour un type d’outil, l’ouvrier n’a plus qu’à meuler les faces travaillantes de l’outil jusqu’à obtention de plans parfaits. Machines à mandriner. — Nous dirons un mot, en terminant, d’un type de machine encore assez peu répandu en France, mais qui est cependant susceptible de rendre de très grands services, surtout dans la fabrication en série : nous voulons parler de la machine à mandriner, genre Lapointe. Les fraises,
parler de la machine à mandriner, genre Lapointe. Les fraises, ainsi que nous l’avons exposé au début de cet article, peuvent être considérées comme une succession d’outils montés autour d’un disque. D’ailleurs, les fraises à lames rapportées sont construites exactement de cette façon. Au lieu de monter ces outils sur un disque, montons-les suivant une ligne droite, nous obtenons un mandrin genre Lapointe. Ce mandrin devra toujours être actionné par des moyens mécaniques suivant une direction rectiligne. Chaque « dent » présentera les angles de coupe voulus, pour désagréger le métal de la pièce, et sera légèrement plus faible que
métal de la pièce, et sera légèrement plus faible que la dent suivante, pour que l’usinage soit régulier et progressif (figure 17). La machine à mandriner est constituée simplement par un bâti horizontal dans lequel on fixe la pièce et par un mécanisme assez puissant, qui exerce une traction sur le mandrin pour le forcer à passer dans la pièce et y faire son travail (figure 18). Ce type de machine-outil permet l’usinage des pièces creuses, suivant des profils très compliqués. À titre d’exemple, nous citerons les trains baladeurs utilisés pour les changements de vitesses des voitures et camions automobiles.
pour les changements de vitesses des voitures et camions automobiles. Ce sont, comme chacun sait, des engrenages coulissant sur un arbre à six cannelures. Le trou central de ces trains baladeurs doit donc présenter six rainures, qu’on ne pourrait exécuter qu’en six opérations de longue durée sur une machine à mortaiser d’un type ordinaire. Un mandrin, établi suivant le tracé de la figure 17, permettra d’effectuer cet usinage en une seule passe, d’où un gain de temps et d’argent considérable. Mandrins « Lapointe » en acier spécial constitués par une série de disques à dents à section légèrement croissante, fournissant
série de disques à dents à section légèrement croissante, fournissant un travail rapide. Ces dents présentent les angles de coupe nécessaires à l’usinage, et leur profil correspond exactement à celui de la pièce à obtenir. Cet outillage est promptement amorti et permet une grande précision. Nous avons résumé les modifications qu’a subies l’outillage classique en vue de la fabrication en série, mais lorsque la production d’une usine atteint un chiffre important, les constructeurs américains n’hésitent pas à étudier et à faire construire des machines-outils spéciales pour l’usinage de certaines pièces, — et c’est encore une économie. L’usine Ford — comme
— et c’est encore une économie. L’usine Ford — comme il a déjà été dit dans La Science et la Vie — peut être citée comme exemple à ce point de vue ; une fraction importante de son outillage a été créée uniquement pour l’exécution des pièces d’automobiles de sa fabrication. C’est ce qui lui permet de livrer des voitures au prix de 2.700 francs, à raison de 900.000 châssis par an ; soit 3.000 par jour ouvrable. Il sort donc une voiture toutes les dix secondes des puissantes usines de Détroit. L’emploi de ces méthodes de travail permet de
de Détroit. L’emploi de ces méthodes de travail permet de réaliser les trois conditions nécessaires d’une bonne fabrication ; la précision, la rapidité et l’économie dans le prix de revient. On ne saurait trop attirer l'attention de nos industriels français sur l'importance qu'a pour l'avenir de leurs maisons cette question de l'outillage. Pour faire rapidement fortune actuellement dans la mécanique il n'y a rien de tel que de s'adonner à la fabrication d'une spécialité en vue de laquelle on crée une série de machines adaptées uniquement à la production de certaines pièces en série. Le jeune ingénieur qui s'installe d'après
certaines pièces en série. Le jeune ingénieur qui s'installe d'après ces principes n'attendra jamais la commande et sera uniquement occupé à développer son outillage pour répondre aux demandes, chaque jour de plus en plus nombreuses de ses clients. On doit s'attendre à voir disparaître les ateliers dits de mécanique générale, qui livraient péniblement de petites séries d'objets fabriqués au moyen de machines-outils surannées. JEAN OERTLÉ. VUE D'ENSEMBLE D'UN LABORATOIRE COMPORTANT UNE INSTALLATION SPÉCIALE POUR L'ESSAI DES TUBES À RAYONS X. Le tube à essayer est placé sur un support spécial au milieu de la pièce; dans le fond, à droite,
au milieu de la pièce; dans le fond, à droite, se trouve la cabine où se tient l'opérateur. Les parois de cette cabine sont recouvertes de plomb. À gauche, est disposée la glace dans laquelle on peut suivre, par réflexion, les résultats de l'opération. Quand il s'agit de tenter un essai à régime élevé, on recouvre d'un volet de plomb la vitre à travers laquelle on fait l'observation directe. LA CURIEUSE INDUSTRIE DES AMPOULES RADIOLOGIQUES Par Fernand BARBERIN PUISQU'il y a des ampoules de radiologie, avant la guerre, nous n'étions pas absolument tributaires de l'industrie allemande, mais cela n'en valait
pas absolument tributaires de l'industrie allemande, mais cela n'en valait guère mieux. Nous ne comptions alors, en effet, que deux fabricants en France; tous deux furent mobilisés dès le début des hostilités et leurs usines furent fermées; du coup l'industrie nationale des tubes à rayons X n'existait plus. Cependant, les besoins du Service de santé, qui avait à installer et à multiplier, sans perte de temps, les stations et les voitures radiologiques, exigeaient une prompte solution du problème. Une seule s'offrait: rappeler les directeurs mobilisés et rouvrir leurs usines. C'est ce qui fut fait. Aussi rapidement que l'on put, on
ce qui fut fait. Aussi rapidement que l'on put, on repeupla les ateliers déserts, on ramena à l'établi les ouvriers spécialistes indispensables, on rechercha les matières premières, verre, cristal, cuivre, platine, tungstène; bref, on fit impossible pour remettre en train cette industrie que, par bonheur, nous n'avions pas laissé passer complètement, comme on avait fait malheureusement pour tant d'autres, aux mains de nos ennemis. Les établissements Pilon, dont nous avons déjà eu l'occasion de citer les recherches et les heureux résultats obtenus dans la radiographie des métaux à l'aide de puissants tubes Coolidge, eurent bientôt à fournir la majeure partie
puissants tubes Coolidge, eurent bientôt à fournir la majeure partie du matériel radiologique, non seulement à notre corps chirurgical mais aussi au Service sanitaire des armées alliées. Le développement sans cesse croissant des fronts de combat, l'augmentation du nombre des hôpitaux de campagne, les offensives chaque fois plus violentes et plus meurtrières, rendaient de plus en plus importante la fabrication des tubes à rayons X de formes et de puissances variées. Le rôle de ces tubes, leurs dispositifs, leurs applications nous montrent que leur construction est loin d'être chose simple et aisée. La certitude de bons résultats est, pour ainsi
et aisée. La certitude de bons résultats est, pour ainsi dire, inconnue dans cette industrie spéciale qui tient à la fois de l'industrie du verre et de l'industrie électrique, mais reste surtout dans le domaine du laboratoire. De deux ampoules absolument semblables, établies l'une et l'autre avec le même soin scrupuleux, pour la fabrication desquelles on aura employé les mêmes matériaux, qui, toutes deux, auront été faites par le même ouvrier, l'une pourra, à la dernière période des essais, être parfaite et l'autre ne rien valoir, du fait d'un imperceptible défaut que l'œil le plus vigilant, la main la plus
défaut que l'œil le plus vigilant, la main la plus experte n'auront pu découvrir. Il en sera, de ces deux ampoules, comme de ces deux céramiques qui, faites de même matière, décorées par le même artiste avec les mêmes couleurs, seront, au sortir du même four et de la même cuisson, l'une un chef-d'œuvre, l'autre un objet malvenu et sans valeur. La fabrication des ampoules radiologiques est donc œuvre délicate qui vaut qu'on la suive et qu'on l'examine de près. Elle demande des matières de première qualité; des ouvriers habiles, experts, consciencieux; une surveillance constante et sévère; des essais longs,
experts, consciencieux; une surveillance constante et sévère; des essais longs, méticuleux et, aussi, dangereux. Un tube à rayons X ordinaire se compose d'une boule de verre dans laquelle on a fait le vide et à l'intérieur de laquelle sont fixées les électrodes, c'est-à-dire la cathode, l'anode, appelée aussi anticathode, et, en général, une anode supplémentaire. L'anticathode, s'échauffant d'une façon assez importante, est, le plus souvent, refroidie par un radiateur composé soit par des ailettes ou, mieux, par un réservoir d'eau. Ce dispositif sert à absorber les calories développées à l'anticathode et à les transporter à l'extérieur du tube pour les
et à les transporter à l'extérieur du tube pour les éliminer plus facilement dans l'air. LE "SIFFLET" Gaine de verre dans laquelle se loge l'anticathode. Si nous passons au fonctionnement, nous voyons que les rayons X sont produits de la façon suivante : on sait que le passage d'une décharge électrique entre les électrodes d'un tube à rayons X n'est rendu possible que par la présence d'électrons dans le tube. Une des causes générales de production des électrons, celle utilisée dans les tubes ordinaires dont nous allons décrire la construction, est le bombardement de la cathode par les ions positifs
est le bombardement de la cathode par les ions positifs qui proviennent de l'ionisation des gaz du tube et sont mis en mouvement par le champ électrique, car le vide du tube n'est pas tel qu'il n'y reste un nombre appréciable de molécules gazeuses. Quand on fait passer le courant dans le tube, ces molécules gazeuses sont attirées avec une grande vitesse sur la cathode, et c'est cette multitude de bombardements qui engendre les électrons dont nous avons parlé plus haut. Ceux-ci ont la propriété de partir, de l'endroit d'où ils sont émis, perpendiculairement à la surface de ce point
ils sont émis, perpendiculairement à la surface de ce point de départ, de telle sorte que, la surface d'émission des électrodes étant concave comme, par exemple, le miroir d'un projecteur, ces électrons sont concentrés en un faisceau qui vient bombarder l'anticathode en un seul point central. C'est de ce bombardement que naissent les rayons X qui, passant à travers le verre de l'ampoule, servent à la radiologie. La pénétration des rayons X ainsi produits dépend essentiellement de la vitesse des projectiles cathodiques à leur arrivée sur l'anticathode. Cette vitesse dépend elle-même de la différence de potentiel entre les électrodes et
elle-même de la différence de potentiel entre les électrodes et de la pression du gaz dans le tube. Pour des pressions de l'ordre de grandeur de la pression atmosphérique, les électrons entraînés par le champ sont constamment gênés par leurs collisions avec les molécules gazeuses et ne peuvent prendre une vitesse suffisante. De là vient la nécessité de raréfier le gaz du tube. Les molécules étant alors moins nombreuses, les collisions deviennent plus rares pour un même électron, le libre parcours des électrons augmente, et, par suite aussi, leur vitesse. Telles sont, rapidement résumées, les conditions générales du fonctionnement des
Telles sont, rapidement résumées, les conditions générales du fonctionnement des tubes à rayons X, dans lesquels le vide n'est pas poussé tout à fait à l'extrême. Pendant le fonctionnement d'un tel tube, il tend à se produire une disparition progressive des molécules gazeuses, tant du fait des collisions dont nous venons de parler que par suite d'une absorption par les parois et les électrodes. Alors la pression diminue et le tube se vide de lui-même pendant la marche. Cette absorption entraîne deux conséquences importantes : 1° l'émission cathodique diminue, le tube devient plus résistant et l'intensité du courant plus faible
tube devient plus résistant et l'intensité du courant plus faible : l'intensité du faisceau de rayons X décroît ; 2° la résistance du tube augmentant, la différence de potentiel à ses bornes devient plus grande ; la vitesse des électrons augmente alors et le faisceau de rayons X devient plus pénétrant. Ainsi, la quantité et la qualité du rayonnement se modifient simultanément par le seul fonctionnement du tube. Continue-t-on l'expérience dans ces conditions, le tube finit par se vider à tel point que la décharge refuse de passer à l'intérieur, même pour d'énormes différences de potentiel entre les électrodes. Introduit-on,
même pour d'énormes différences de potentiel entre les électrodes. Introduit-on, au contraire, un peu de gaz par le régulateur, l'intensité et la pénétration du rayonnement subissent des modifications en sens contraire des précédentes, et toujours simultanées. C'est donc pour obtenir un certain équilibre que l'on est obligé d'avoir, sur les ampoules radiologiques dont nous parlons, l'appareil dit régulateur. Une autre cause de variation peut encore se manifester. Lorsque le tube fonctionne à grande intensité, les électrodes s'échauffent notablement ; elles peuvent dégager des gaz. Alors la pression dans le tube augmente, le faisceau de rayons devient plus intense et moins
augmente, le faisceau de rayons devient plus intense et moins pénétrant. Pour éviter ce dégagement de gaz difficile à corriger, les anticathodes sont, soit munies de radiateurs pour éliminer la chaleur par conductibilité, soit disposées pour éliminer cette chaleur par radiation. En définitive, les tubes ordinaires ont un régime qui se modifie de lui-même par leur seul fonctionnement. Pour empêcher ce régime de s'écarter trop d'une moyenne déterminée, une surveillance assidue est nécessaire. Le platine, l'iridium et le tungstène, métaux à point de fusion très élevé, sont employés pour accroître la résistance de l'anticathode. Comme nous l'avons dit plus haut,
la résistance de l'anticathode. Comme nous l'avons dit plus haut, on refroidit celle-ci soit par des ailettes, soit par une certaine masse d'eau enveloppante. C'est la construction d'un des types adoptés par le Service de santé militaire que nous allons décrire, à partir seulement de la série des opérations constructives, laissant de côté celles qui ont tout spécialement trait à la constitution du verre et au soufflage des ballons. L'ouvrier choisit d'abord avec soin les différents tubes de verre de dimensions différentes qui doivent servir à constituer le modèle définitif et complet ; puis il prend un ballon dont le