CA1082464A - Procede et dispositif de polissage - Google Patents

Abstract

- Procédé de polissage d'une surface délimitée par un contour, du type dans lequel en imprime à l'outil de polissage un mouvement alternatif rapide et de faible amplitude par rapport à son support et l'un déplace ce support par rapport à la surface suivant un mouvement dont en change le vecteurvitesse à chaque fois que l'outil atteint le contour, caractérisé en ce que l'en déplace de façon cyclique le support suivant plusieurs vecteure-vitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de l'outil. Application au polissage des moules métalliques de fonderie.

Description

La pr~sen~e lnvention est relative ~ un proc~dé de polis-sage d'une surface d~limit~e par un contour, du type dans lequel on imprime ~ l'outil de polissage un mouvem~nt alternatif raplde et de faible amplitude par rapport ~ son support et l'on d~place ce support par rapport à la surface isuivant un mouvement dont on change le vecteur-vitesse ~ chaque fois que l'outll attelnt le c~ntour. L ' ln~entlon ~' anollque not~mment au pollsis~ge deis moules m~talliques de c~e d'cbjets en mati~re plastique,en verxe ouim~talliq~es.
Dans ceQ proc~d~s connus de ce type, les m~uvements rela-I0 tifs entre l'outil de polissage et la surface ~ polir sont telsque l'oukll ~alaye cette surface sous forme de lignes parall~les entre ellei et soit parallèles 80it perpendiculaires ~ la direction du petlt mouvemen~ alternati de l'outll, un d~calage des lignes 0tant ~ffectué a chaque ~ol0 que le contour est at~eint. Ce ~ode IS de balayage de la pi~ce par l'outil de polissag~, bien ~u'il sQit particulièrement simple à r~aliser, présente le grave lnconvénient que les traces de polissage ne sont pas croisées et que des partl-cules arrachées a la pi~ce ~ polir ont tendance ~ rester pendant un temps excessif sous l'outil de polissage, créant ainsi des rayures de la surface polie.
L'invention a pour but de fournir un proc~dé de polissage permettant d'obtenlr un meilleur é~at de surface de la pièce polle.
A cet effet, elle a pour ob~et un proc~d~ du type pr~cité, aarac-t~ris~ en ce que l'on d~place de façon cyclique le support suivant plusieurs vecteurs-vitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de l'outil.
Gr~ce ~ l'invent$on, il est facile de dép~acer le support, par rapport a la surface, de façon que les traces faites par l'ou-til de polissage se croisent continuellement. Ainsi la pi~ce peutêtre polie sur toute sa surface, par un polissage a traits croisés, ce qui améliore la qualit~ de ce polissage.
L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre d'un tel procédé. Ce dispositif est caractérisé en ce qu'il~ comprend un premier moteur pour déplacer le support de l'ou-til ou la surface suivant une premiere direction, un second moteur -~ pour deplacer le support de l'outil ou la surface suivant une ~;` seconde direction perpendiculaire ~ la première, chaque moteur ~` pr~sentant deux sens de fonctibnnement avec au moins une des deuX

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vitesse réglable, et des moyens pour inverser successivement les deux moteurs lorsque l~outil atteint le contour de la surface.
Comme moteur, on peut envisager des vérins à double effet, chaque v~rin étant associ~ à un distributeur à trois positions et comportant, dans une conduite d~alimentation, un clapet anti-retour et un étranglement réglable montés en parallèle.
En variante, on peut utiliser des équivalents électriques, -ou autres, de tels circuits hydrauliques.
La présent invention est particulièrement dirigée envers un procédé de polissage d~une surface d~limitée par un contour, du type dans lequel on imprime à l~outil de polissage un mouve-ment alternatif rapide et de faible amplitude par rapport à son support et l~on déplace ce support par rapport à la surface suivant un mouvement dont on change le vecteur-vitesse a chaque fois que lloutil atteint le contour, caractérisé en ce que l~on déplace de façon cyclique le support suivant plus de deux vecteurs-vitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de lloutil et les vecteurs-vitesses ont des amplitudes différentes les uns des autres.
La présente invention est aussi dirigée envers un dis-positif de polissage dlune surface délimitée par un contour à -~
~ llaide d~un outil de polissage, comprenant un premier moteur pour r déplacer un support de l~outil ou la surface suivant une première ~ direction et un second moteur pour déplacer le support de l~outil D~, OU la surface suivant une second direction perpendiculaire à la première, chaque moteur présentant deux sens de fonctionnement, ` ce dispositif ~tant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour inverser alternativement les deux moteurs lorsque l~outil -atteint le contour de la surface, et les vitesses de chaque moteur sont différentes, l'une au moins de ces vitesses étant réglable.

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D'autres caract~ristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la description qui va suivre; aux dessins anexés, donn~s uniquement à titre d'exemples:
La Fig. 1 est un diagramme schkmatique représentant les directions de déplacement du support de l~outil de polissage par rapport à la surface à polir, dans un procédé conforme à
l~invention;
La Fig. 2 est une vue schématique en plan repr~santant les traces de l~outil de polissage, utilis~ selon le diagramme 10 de la Fig. 1, sur la surface à polir;
La Fig. 3 est une vue schématique d'un circuit hydraulique de commande d'un vérin hydraulique destiné à la mise en oeuvre du procédé de l~invention;
La Fig. 4 est une vue schématique de commande d'un moteur électrique destiné à la mise en oeuvre du procédé de l~invention Suivant l'exemple représenté aux Fig. 1 et 2, l'invention est appliquée au polissage d'une surface 1 à contour 2; cette surface peut être par exemple une surface à peu près plane d'un 20 moule métallique. `
t L~outil de polissage 3, qui est par exemple constitué
d~une petite pierre plane-à bords arrondis, est appliqué avec une pression prédétermin~e sur la surface 1 et est soumis tout d~abord, .::, par rapport à son support (non représenté), à un mouvement alter-~:~ natif de translation, parallèlement ~ cette surface, de faible amplitude et à vitesse rapide. Par ce mouvement alternatif rapide, l~outil de polissage provoque le polissage d~une surface ~ unitaire à peine supérieure à la surface de contact de l~outil de : polissage sur la pièce à polir. La direction de ce mouvement ~ 30 alternatif est représentée par l~axe Y-Y.
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Simultanément, la table 4 portant la pièce à polir est soumise à un mouvement de translation de direction X-X perpendicu-laire à Y_Y, -2a-tandis que le support de l'outi.l est soumis ~ un mouvement de translation de direction Y-Y. Ainsi, l'outil de polissage est d~place sur la surface 1 dans une direction et un sens qui sOnt fonctions des vitesses de d~placement de la table et du support de l'outil suivant leurs axes respectifs: des vitesses de dépla-cement Vx suivant la direction X-X et Vy suivant la direction Y-Y d~flnissent un vecteur-vitesse A indiquant la dir~ction et le sens du deplacement du support de l'outll par rapport ~ la pi~ce ~ polir.
IO De la meme manière, les vecteurs B, C, D représentent la direction et le sens de déplacement correspondant respectlve-ment ~ des couples de vitesses de déplacement (Vx~,V'y), (V'x,V'y) et ~V'x~ Vy), le3 vi~esses.Vx et ~'x co~r~o~dant a d~ d~lace-~ents de s~n-~ OppO~8 et I des vi~esses d~ r~nte~ su~vant 1 I5 ~irection X-XJ ~andis que les vltesses Vy et V'y correspondqnt 3 des d~plaaements de sens opposés et de vltesses différentes suivant la direction Y-Y.
Le polissage de la surface l est effectué tout d'abord . en appliquant l'outil sur un emplacement de départ 5 de la sur-:20 face 1, en lui imprimant son mouvement alternatif ra~ide et.en d~pla~ant son support par rapport a la surface 1, selon le vecteur , A corre~pondant aux vitesses de déplacement Vx, Vy; l'outil crée alnsi une première trace 6. Lorsque l'outil de polissage atteint le contour 2 de la surface 1 (:point 7), on produit un changement ,25 de directi.on et de vitesse du déplacement relatif en modiflant l'une des deux vitesses de déplacement, par exemple ce~le du , support de l'outil : on rèmplace la vitesse Vy par la vitesse V'y sans modifier Vx, de sorte que le déplacement relatif du -~, support de l'outil par rapport ~ la surface 1 a lieu selon le 3a vecte.ur B, l,'outil de polissage créant une seconde trace 8.
Lorsque l'outil atteint de nouveau le contour 2 (point 9), ~ tout en maintenant V'y, on modifie la vitesse de d~placement de :~ la table. portant la pièce, sa vitesse Vx étant chang~e en V'x; le ~, déplacement re.Iatif a alors lieu selon le vecteur C, l'outil de :: 35 poli,ssa,ge créant une trace 10 sur la surface 1.
De même, lorsque l'outil atteint ~ nouveau le contour 2 ' (point 11), on modifie uniquement la vitesse de déplacement du ::~ support de l'outil, sa, vitesse V'y redevenant Vy, de sorte que ' ''. ''' ' '. , :

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le déplacem~nt relati~ a lieu selon le vecteur D, lloutil de polissage créant une trace 12.
De nouveau, lorsque l'outil atteint le contour 2 (point 13), la vitesse de déplacement de la table reprend sa valeur Vx, celle du support de l~outil restant Vy, de sorte que le déplacement relatif du support de l~outil a de nouveau lieu selon le vecteur A, l'outil créant une nouvelle trace 14 parallèle à la trace 6. -~
Le polissage se poursuivant de la même façon, on obtient successivement les traces 15, 16, 17, 18, respectivement avec les vecteurs-vitesses ~, C, D, A, et ainsi de suite.
On choisit les valeurs de Vx, Vy, V~x et V~y en Eonction de la forme et des dimensions du contour 2 de fa~on que le point 13 ne coincide pas avec le point 5 de départ. L'outil polit ainsi progressivement toute la surface 1 de la pièce, avec des traces ~ui se croisent, ce qui assure un très bon polissage. ED effet, 1a variation de la valeur ~bsolue de Vx et Vy avec la direction du déplacement donne au croisement du trait un caractère aléatoire produisant un eEfet statistique très favorable à la qualité du poli.
Si l~opérateur constate, en bout d'un certain temps, qu~une partie de la surface 1 échappe à llaction de lloutil, il modifie l'une des vitesses Vx, Vy, V'x et V'y pour corriger ceci.
,~ Il est à noter qulen choisissant des vitesses Vx, Vy, V~x, Vly non nulles, les déplacements relatifs du support de l~outil ont toujours lieu obliquement par rapport à la direction du mouvement alternatif rapide de translation de lloutil de polis- -sage, de sorte que les particules, notamment métalliques, arrachées à la surface de la pièce à polir peuvent facilement sl~vacuer sans rouler sous lloutil de polissage, ce qui évite llapparition de rayures sur la surface polie. Si l'on a, en eEfet, comme dans les procédés classiques, un seul déplacement relatif parallèle à la direction de vibration de lloutil, une ':

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particule métallique arrachée va d~crire plusieurs mouvements oscillatoires avant de sortir de la surface de contact entre la pièce et l'outil. La course d'oscillation est ~aible et sa vitesse est importante, alors que le mouvement d'entrainement du : support est à vitesse relativement mod~r~e; la particule arrachée va donc repasser plusieurs fois sur la meme trace, d~où un risque de marquage tr~s important. Si l'on a, ~galement suivant la technique antérieure, un seul déplacement ~, , ' " '' .

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perpendiculaire ~ la direction de vibration de l'outil, pour évi-ter une superposition de la trace, il faut donner au déplacement une vitesse notable, si~non on n'aura peut être pas la superposi-tion exacte, mais une quasi-superposition, et le risque de rayure S demeure. L'utillsation des deux déplacements simultanes selon X-X
et Y-Y,donnant une r~sul~ante de vitesse sup~rieure ~ chacune des vitesse~ composantes ~ermet de r~du~ le rlsque de #uFerposi~lon tout en g~rdant des vitesses él~mentaires plus faibles.
La commande automatique des déplacements de la table IO porte-pi~ce 4 et du 9upport de l'outil est facilement r~alisable hydrauliquement ou électriquement, car chaque objet est déplac~
dans un sens a un vitesse donn~e (Vx~ Vy) et dans l'autre sens à
u~e autre vites~s donn~ ~V'X~ V'y).
Ainsi, la ~ig. 3 repr~sente un sch~ma hydraulique d~
IS commande d'un vérin assurant un tel d8placement, qoit pour la table 4, soit pour le support de l'outil. Ce circult hydraulique comporte un v~rin de commande à cylindre 19 et piston 20 déliml-tant deux chambres 21-22. La chambre 21 communique par un conduit 23 avec un orifice de sortie 24a d'un distributeur 24 ~ trois positions; la chambre 22 communique avec l'autre orifice de sortie 24b du distributeur 24 par l'intermédiaire d'un dispositif 25 se composant, en parall~le, d'un clapet anti-retour 25 laissant pas-ser le fluide dans le sens de circulation du distributeur 24 vers la chambre 22, et d'un étranglement régla~le 27 cr~ant une perte de charge dans le circuit hydraulique lorsque le clapet 26 est fermé. Une source de fluide sous pression ~ est reliée à l'entrée c du distributeur 24, tandis que la sortie 24d de ce dernier est reliée à un bac de décharge.
Lorsque le distributeur 24 met en communication respecti-vement l'entrée 24c avec l'orifice 24b et la sortie 24d avecl'orifice 24a, le fluide est amené sous pression par le clapet 26 dans la chambre 22 du vérin, Ie fluide de la chambre 21 pouvant 9' ~ évacuer facilement par le conduit 23 vers le bac de décharge.
Ceci correspond ~ un déplacement relativement rapide de l'objet associé au vérin 19-20 dans le sens Fl, soit Vx ou V'y de la Fig.l.
Quant, au contraire, le distributeur 24 met respectivement en communicat~on l'entr~e 24c avec l'orifice 24a et la sortie ~`~ 24d avec l'orifice 24~, le fluide est amené sous pression dans la l~ chambre 21 du vérin tandis que la chambre 22 se vide par passage , .

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S Il est prévu un tel circuit de commande pour la table 4 et un circuit analogue pour le support de l'outil. Les deux distrl-buteurs sont commandés p~r un d~tecteur de proximit~ ~non repr~-sent~) solidaire de l'outil de polissage et indiquant l'arrlvée de l'outil sur le contour 2 de la surface 1 de la ~i~ce a polir.
I0 Ce d~tecteur, par des moyens ~vidents pour le spécialiste et no~
- representés, inverse successivement la position d'alimentation des deux distributeurs. Cecl fournlt très slmplement les quatre ~ecteux~-vltes4~s A, B, C ~t D de 1~ Fl~. 1, Ta Fig. 4 mont~e comment on peut r~mp~a-r la aomman~
IS llydraullque ci-dessus par une commande électrique ! 1~ s~ppor~ de l'outil et la table 4 ~tant déplacés par des moteurs 61ectrl~ues.
Chaque moteur ~lectrique 28 est alimenté par une source de tenslon ~lectrique continue 29 par l'intermédiaire de deux interrupteurs 30-31 ~ deux positions et ~ action simultanée. Les plots 30a et 31a de ces interrup~eurs sont reliés respectivement aux bornes de la source de tension électrique continue, soit par exemple la borne "plus" pour le plot 3Qa et la borne "moins" pou~ le plot 31a. D'autre part, le plot 30a est relié directement au plot 31b '' de l'interrupteur 31, tandis que le plot 30b est reli8 au plot ''25 31 par une résistance'réglable ou rhéostat 32. Ainsi, lorsque les interrupteurs 30 et 31 sont teIs qu'ils relient respectivement les plots 3Qa et 31a au moteur, celui-ci est alimenté directement sous l~at'i~ns-lon fournie'par la source 29 de tension électrique continue.' Par contre, lorsque les plots 30b et 31b sont relié~ au /~30 moteur, le moteur est aliment~, avec une inversion du sens d'ali-''mentatlon, par l'intermédiai're de la résistance électrique 32, qui 'labaisse la tension aux bornes du moteur. Il y a donc inversion du 'sens de rotation du moteur 28 et diminution de la vite'sse par diminution de 'la tension aux bornes du moteur. Il suffit donc que '35 les interrupteurs 30-31 soient commandés pour assurer le change-ment du sens de'déplacement et le changement de la vitesse de .
l'objet associé. ?~ ' ' Le parallèle entre les Fig~ 3 et 4 appara~t clairement bt les remarques présent~es au sujet de la Fig. 3 s'appliquent à la ,,: :, , .
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Fig 4. Les deux exemples de commande indiqués ci-dessus montrent qu~il est facile de mettre en oeuvre le proc~dé quel que soit le type d~entrafnement des pièces en mouvement. Bien entendu, quelle que soit la source d~énergie utilisee, on peut pr~voir une possibilité de réglage de llénergie débit~e pour permettre de régler non seulement V'x et Vy, mais également Vx ~t V'y.
Bien que, dans l~exemple décrit, c~est la table 4 portant la pièce qui est soumise à un mouvement de translation ;
10 de direction X-X tandis que c'est le support de l~outil qui est : .
soumis au mouvement de translation de direction Y-Y, il est pos- ~ ~:
sible, sans sortir du cadre de l'invention, d~intervertir ces i ;~:
mouvements, c~est-à-dire que le support de l~outil soit soumis ~ , au mouvement de translation de direction X-X et la table au ~ `
mouvement de translation de direction Y-Y. Il est meme possible ~ ~ .
de soumettre la table ou le support de l~outil ~ l~ensemble des : : .
deus: mouvements, chacun des mouvements pouvant etre cré~ séparé- . ;
ment au moyen de dispositiis tels que décrits dans les exemples des Flg. 3 et 4. ~:
Il est clair que l~invention s~applique également au :
: polissage de surfaces non planes et non métalliques.

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Claims (8)

Les réalisations de l'invention au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué sont définies comme il suit:

1. Procédé de polissage d'une surface délimitée par un contour, du type dans lequel on imprime à l'outil de polissage un mouvement alternatif rapide et de faible amplitude par rapport à
son support et l'on déplace ce support par rapport à la surface suivant un mouvement dont on change le vecteur-vitesse à chaque fois que l'outil atteint le contour, caractérisé en ce que l'on déplace de façon cyclique le support suivant plus de deux vecteurs-vitesses ayant des orientations différentes, ces orientations étant toutes obliques par rapport au mouvement alternatif de l'outil et les vecteurs-vitesses ont des amplitudes différentes les uns des autres.

2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise quatre vecteurs-vitesses.

3. Procédé suivant la revendication 2, dans lequel on déplace simultanément le support suivant une première direction et la surface suivant une second direction perpendiculaire à la première, caractérisé en ce que l'on change alternativement de sens les déplacements du support et ceux de la surface.

4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que, pour chacune des deux directions, on effectue un déplace-ment a une première vitesse et le déplacement opposé à une secon-de vitesse différente de la première.

5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'une des deux directions est celle du mouvement alternatif de l'outil.

6. Dispositif de polissage d'une surface délimitée par un contour à l'aide d'un outil de polissage, comprenant un premier moteur pour déplacer un support de l'outil ou la surface suivant une première direction et un second moteur pour déplacer le support de l'outil ou la surface suivant une second direction perpendicu-laire à la première, chaque moteur présentant deux sens de fonc-tionnement, ce dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour inverser alternativement les deux moteurs lorsque l'outil atteint le contour de la surface, et les vitesses de chaque moteur sont différentes, l'une au moins de ces vitesses étant réglable.

7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé
en ce que chaque moteur est un vérin à double effet associé à un distributeur à trois positions et comportant une première conduite d'alimentation directe et une deuxième conduite d'alimentation dans laquelle sont montes en parallèle un clapet anti-retour et un étranglement réglable.

8. Dispositif suivant la revendication 6, caractérise en ce que chaque moteur est un moteur électrique comportant deux circuits d'alimentation de sens opposes à partir d'une même source de courant continu, l'un de ces circuits comprenant une résistance réglable.