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PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LE PROFILAGE ET LE MEULAGE JUSQU'AU POLISSAGE
DE METAUX.
Le meulage, l'usinage de précision et le polissage de métaux, par exemple d'outils de tours et de fraisage, notamment avec revêtement en métal dur,ont été effectués jusqu'à présent contre des tambours d'émeri ou des meules La modification du profil d'objets de toutes sortes et leur confor- mation pouvaient aussi se faire de cette manière. L'abrasion produite sur ces objets et l'usure des meules ou tambours étaient considérables, de sor- te que les métaux et les meules étaient rapidement usés. Des outils aigui- ses, par exemple de cette.manière mécanique n'étaient jamais .meules d'une ma- nière complètement lisse, mais étaient souvent revêtus de rayures et rainures de meulage qui nuisaient fréquemment à leur utilisation comme outils d'enlè- vement de copeaux.
En outre, ces rainures de meulage obligeaient à changer et réaiguiser souvent les outils. De plus, des crevasses de meulage se pro- duisaient souvent sur des outils ainsi affûtés et les rendaient prématurément inutilisables.
Ces inconvénients sont évités conformément à l'invention, qui a pour objet un procédé d'aiguisage, profilage, usinage de précision jusqu'au polissage de métaux, aciers, outils et métaux durs, qui confère aux métaux dits aiguisés ou meulés une surface complètement- lisse exempte de rayures et fissures de meulage, ainsi qu'une arête coupante. Par les expressions aiguiser, meuler, polir, on n'entendait pas jusqu'à présent désigner les no- tions non encore établies de l'usinage à l'arc électrique qui sont explï- quées ci-après.
L'invention crée des procédés et dispositifs à l'aide des- quels, entre autres, les travaux peuvent être exécutés par un arc électrique, qui est formé entre l'objet métallique à usiner, par exemple un outil, avec ou sans revêtement de métal dur, et un porteur de courant, par exemple un tambour rotatif, mis en mouvement et conducteur du courant électrique. L'arc électrique peut être utilisé sous forme d'arc à courant continu ou à cou- rant alternatif et on a en outre constaté de façon surprenante que les diver- ses sortes de courant agissaient différemment sur l'objet à usiner. La durée d'action est alors considérablement écourtée par rapport à l'usinage méca-
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nique.
En changeant la sorte de courant, la tension, l'intensité de cou- rant et la fréquence, on peut obtenir, avec l'arc produit dans chaque cas, depuis le profilage et l'usinage de dégrossissage jusqu'au polissage de tous degrés de travail désirés sur le porteur de courant avancé vers la pièce d'ouvrage, par exemple sur un seul et même tambour rotatif. En pro- cédant ainsi, on ne peut guère déceler l'usure sur les métaux à usiner et, en particulier, sur le porteur de courant de meulage jusqu'au polissage.
Si l'on utilise des porteurs de courant en alliage métallique, il fau prendre soin que l'alliage ne se décompose pas sous l'action de l'arc élec- trique.. Tous les métaux conducteurs de courant, par exemple le cuivre et, parmi les alliages, notamment ceux du cuivre, tels que laiton, tombak, bron- ze, bronze au phosphore et métaux analogues quant a leur action, se sont mom- trés utilisables comme matières pour ces porteurs de courant. Des tambours d'acier n'ont pas montré jusqu'à présent la capacité d'utilisation attendue.
Mais il parait indiqué de pouvoir rendre également des tambours d'acier et de fer utilisables par un traitement approprié ou des éléments d'alliage.
Le diamètre des tambours métalliques utilisés à titre d'exemples s'est mon- tré jusqu'à présent comme non essentiel, mais il faut que leur vitesse péri- phérique soit maintenue si élevée que l'arc ne puisse pas provoquer d'ef- fets thermiques destructeurs sur le tambour. L'arc peut aussi, à cette fin, être dévié du tambour par un champ magnétique ou être prolongé et contrôlé par soufflage d'air humide, de vapeur d'eau ou d'eau pulvérisée.
Le dispositif servant à la mise en oeuvre du procédé est réalisé de façon que l'un des pôles du circuit est relié au porteur de courant, par exemple le tambour métallique, au moyen de balais ou d'une autre manière, et l'autre pôle est relié-indirectement ou directement à l'objet à "meuler".
L'objet à usiner est amené au commencement, jusqu'à la formation de l'arc, près du porteur de courant mis en mouvement, puis sans détruire l'arc, il est un peu écarté du porteur de courant dans la position de travail. Après quel- ques minutes ou fraction d'une minute, l'usinage'analogue au meulage allant jusqu'au polissage est effectué par l'arc électrique et par exemple l'aigui- sage d'un outil ne produit en ce faisant qu'un enlèvement de matière qui n' est guère mesurable. Sous l'arec il se produit en outre, en dehors de l'ef- fet décrit, également un effet ennoblissant sur la .:texture de la matière de l'outil ce qui se manifeste, entre autres, par la faculté d'utilisation d'une durée allant jusqu'au quintuple des outils aiguisés à l'arc.
On a même con- staté que du métal dur endommagé par meulage mécanique peut être ramené à un état utilisable et qu'en particulier les fines cr.evasses de meulage (cre- vasses capillaires) disparaissent.
Le procédé sera expliqué à l'aide d'un exemple de réalisation de chacun des essais effectués jusqu'à maintenant en utilisant du courant con- tinu et du courant alternatif séparément ou alternativement.
EXEMPLE 1
De l'acier à coupe rapide est aiguisé contre un tambour de laiton d'environ 350 mm de diamètre ayant une vitesse périphérique d'environ 20 m à la seconde dans un arc produit par du courant continu avec une tension de 118 volts et une intensité de 14 ampères. Le pôle positif du circuit est re- lié à l'outil et le pôle négatif au tambour. L'arc est maintenu à une dis- tance de 1 mm du tambour ét une arête coupante nette, sans rayures, et non endommagée est produite avec un temps de meulage d'une minute environ.
EXEMPLE 2
Avec du courant alternatif d'environ 450 volts et 6 ampères en mesurant devant un condensateur intercalé dans le circuit, l'arc fut mainte- nu à environ 2 mm de distance d'un tambour de bronze au phpsphore qui pas- sait à une vitesse d'evnionon 20 m à la seconde devant le métal dur à meuler (acier de coupe rapide revêtu de l'alliage appelé Widia). Il se formait un arc vif qui produisait une arête coupante parfaite sur le métal dur en un
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temps d'usinage net d'environ 45 secondes, L'usure du métal dur ne pouvait guère être décelée Les résultats se montrèrent particulièrement bons lors- que'la pièce était amenée si près du tambour que Parc n'avait qu'environ 1/ 10 mm de longueur.
EXEMPLE 3 Un outil à percer ayant une dureté S2 et 8 est usiné sur un tambour de tombak à une vitesse périphérique de 25 m à la seconde dans l'arc, Des effets différents furent constatés avec des sortes de courants, tension et intensité de courant, différenteso Ainsi, pour 1-'-aiguisage de¯ dégrossis- sage, on fit agir un arc de courant alternatif à 42 volts et 160 ampères pendant environ 3/4 de minute., Après commutation au courant continu de 900 volts et 2,5 ampères, on meula avec précision et netteté pendant environ 1/2 minute. Pour le meulage à blanc et le polissage, on utilisa de nouveau un arc de courant alternatif de 42 volts et 1,5 ampère pendant 10 secondes.
Après ce traitement, l'outil était parfaitement aiguisé avec une usure à pein décelable. De même, sur le tambour,, une usure ou abrasion ne peut être décelée malgré une utilisation quotidienne pendant plusieurs semaines.
On a constaté qu'une augmentation et une amélioration de l'effet pouvaient être obtenues par d'autres changements de tension et d'intensité par l'utilisation de .différentes sortes de courants, notamment de courant haute fréquence, par variation de la vitesse du porteur du courant, par exem- ple d'une bande métallique, ou de la vitesse périphérique du tambour et des matières à choisir dans chaque cas pour cela. De même, l'enlèvement de mé- tal sur l'objet à usiner peut être variable en allant du meulage de dégrossis- sage jusqu'au polissage, jusqu'à une abrasion à peine décelable. On a ainsi montré que le procédé produit un important enrichissement de la technique.
,Une forme de réalisation d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est représentée, à titre d'exemple indicatif, au dessin annexé,
Le porteur de courant, par exemple un tambour 1 conducteur de courant en métal ou avantageusement en un alliage métallique, est monté sur 1'arbre w du moteur m par 1-'intermédiaire d'un manchon b rationnellement iso- lant.
La bande métallique ou le tambour métallique 1 reçoit par un ou plu- sieurs balais 2 le courant servant à la production de l'arc entre le porteur de courant et l'objet à usiner, le courant étant amené à ce dernier par la connexion fixe 4, de préférence à l'aide d'un support 3' Le courant peut être pris-au réseau à la boite de branchement a et, de là, il peut être ame- né pour le réglage de la tension de travail désirée à un transformateur réglable 3 'survolteur et dévolteur. Le courant peut être dirigé derrière le transformateur 5 au commutateur 6 à différents circuits en passant par divers appareils de transformation de courant .et d'intercommutation (en montage série ou parallèle non représenté également) ainsi,
en passant par le redresseur 7 pour convertir le courant alternatif en courant continu, par le condensateur 8, le générateur de haute fréquence ou le transformateur de fréquence 9 et la résistance de réglage 10 Toutes les formes désirées (tensions, intensités, fréquences) peuvent être données au courant avec ces appareils. Des appareils de mesure non représentés permettent de voir la sorte de courant,la tension, l'intensité, le cas échéant, la fréquence et la résistance dans l'arc, qui sont utilisées dans chaque cas. Un électro- aimant, prévu à proximité du support 3 établi de façon quelconque pour diri- ger l'arc et la buse servant au soufflage de vapeur d'eau, d'air humide ou de brouillard d'eau dans l'arc ne sont pas représentés au dessin pour montrer le dispositif plus clairement.
Le commutateur 11 permet d'envoyer du cou- rant continu ou du courant alternatif par la résistance de réglage. Il est par conséquent indiqué d'amener le courant alternatif du transformateur 5 ou le courant continu par le redresseur 7 directement, ou après avoir passé par d'autres appareils de transformation, au tambour 1 par le conducteur 12 et au support 3 par le conducteur 13 Un support isolé 14', qui peut être dis- posé sur la table isolante 15, est avantageusement prévu, par exemple lors
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de l'aiguisage d'outils de tours ou de fraisage sur le support 14 suivant sa constitution représentée sous forme de porte-outil,, La' table isolante ou le plateau 15 est maintenu par la construction de support 16 qui peut être réalisée de façon quelconque en soio Il est possible,
suivant une autre ré- alisation du procédé, de prévoir d'autres dispositifs de variation et de ré- glage de courante de même qu'il est aussi possible de modifier encore le dispositif électrique. Il peut également être rationnel de mettre l'objet à usiner, par exemple des outils à aiguiser, ou le support mobile de courant à la terre par une phase de courant.
REVENDICATIONS. la Procédé de profilage et de meulage jusqu'au polissage de mé- taux,par exemple de métaux durs, aciersà outils et objets analogues, carac- térisé en ce qu'on utilise un arc électrique qui est produit entre le porteur de courant mis en mouvement et l'objet métallique à usiner.
2 Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suiant la reven- dication 1, caractérisé en ce que le porteur de courant mis en mouvement, entraîné par un moteur, par exemple un bande métallique ou un tambour métal- lique rotatif, et le support pour les objets à usiner sont intercalés dans le circuit de courant continu et/ou de courant alternatif.