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Procédé et dispositif pour enlever de la matière d'une pièce à travailler.
La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour enlever de la matière d'une pièce à travailler.
Cette opération consiste ordinairement à tailler un trou ou une cavité dans cette pièce. La pièce à travailler est généralement dure et très cassante, comme par exemple une pièce en verre, en céramique ou en cristaux de différentes espèces, y compris les pierres précieuses. Le procédé s'applique particulièrement au traitement d'alliages durs ou de composés métalliques comme le carbure de tungstène, les alliages d'acier et analogues. D'autres matières peuvent également être traitées.
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L'invention consiste tout d'abord à porter en contact avec la pièce dont on doit enlever de la matière un outil à extrémité obtuse (c'est-à-dire présentant une surface de contact plus grande que le contact d'une ligne ou d'un point) et à faire vibrer l'extrémité de cet outil à une haute fréquence mais à une amplitude faible, en s'écartant et en se rapprochant de la pièce à travailler. Tandis qu'on presse l'outil contre la pièce, on apporte entre 1''extrémité de l'outil et la pièce une matière abrasive en suspension dans un liquide.
On a découvert que, dans cette manière de procéder, le choc de 1-* outil vibrant fait pénétrer dans la pièce à travailler la matière abrasive,ce qui a pour effet d'en arracher de petites particules. On croit que pendant le mouvement de retrait de l'extrémité de l'outil,, l'effet de cavitation (de succion) suffit à faire changer de place les particules abrasives, de manière à ce que, à chaque choc, un coup soit porté en un point nouveau,. On croit que la cavitation est un facteur de cette opération parce que, quand le procédé de l'invention est correctement appliqué,, on peut reconnaître un sifflement ou bruit caractéristique de cavitation.
La capacité de coupe provient du choc d'un grand nombre de particules de matière abrasive contre la pièce à travailler, engendré par les vibrations de l'extrémité de l'outiol. C'est là la source de la force de coupe et il n'est donc pas nécessaire de presser fortement l'outil contre la pièce à travailler. Une pression relativement légère, un peu moins qu'un kilogr. par cm2 par exemple, est généralement suffisante.
On peut utiliser dans certaines circonstances la ro- tation ou un mouvement latéral de l'outil,mais ceci n'est pas nécessaire pour l'exécution du présent procédé, ce qui le distin-
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gue des procédés de forage et de coupage actuellement en usage.
L'extrémité de l'outil est de préférence plate, à arêtes aiguës, et l'ouverture formée dans la pièce à travailler - que ce soit une cavité ou une perforation de bout en bout - par le mouvement graduel de l'outil présente une section correspondante à la forme de ce dernier. L'outil peut être aminci, et dans ce cas une partie du travail s'effectue sur les côtés de l'outil, mais on a trouvé qu'on obtient les meilleurs résultats en utilisant l'extrémité obtuse de l'outil comme surface de coupe principale.
C'est-àdire que la surface de coupe doit être perpendiculaire à - ou diverger fortement de - l'axe du mouvement de vibration à l'intérieur de l'outil,de manière à ce que la composante principale des forees agissant sur les particules abrasives soit appliquée dans le sens de la pénétration de l'outil dans la pièce; Si la surface à entailler est étroite, dans la formation d'une fente par exemple, l'outil doit présenter une arête coupante mince, mais restant toutefois obtuse si on la compare à celle d'un outil à arête aiguisée. De toute manière, la surface de coupe doit avoir sa plus petite dimension plus grande que la diamètre moyen des particules abrasives utilisées.
Quoique la rotation ou le mouvement latéral relatif de l'outil et de la pièce ne soient pas essentiels, ce mouvement peut cependant être employé. Ainsi, si on fait tourner l'outil au cours de l'opération, on obtient une cavité ou un trou rond.
Il est possible également de déplacer la pièce par rapport à l'outil.au cours de l'opération, de manière à travailler une surface plus grande que la surface de l'outil.
L'abrasif employé doit être broyé finement, pour pouvoir le mettre facilement en suspension, et on peut employer l'une ou l'autre des matières abrasives connues, en prenant soin
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de choisir une matière abrasive appropriée à la matière à travailler. On peut citer, par exemple, le carbure de silicium, le carbure de bore, la poudre de diamant, le rouge à polir et d'autres abrasifs.
Une manière pratique d'obtenir la vibration de l'outil consiste à utiliser un élément pouvant vibrer et présentant des propriétés magnétostrictives connue le nickel, et à faire vibrer cet élément par le phénomène de magnétostriction .
On peut par exemple mettre en vibrations longitudinales suspendues de haute fréquence un élément allongé en forme de tige, supporté dans la région d'un noeud de vibration, et utiliser une des extrémités de cet élément comme un outil, qui, appliqué dans des conditions convenables à une pièce à travailler, produira un travail d'enlèvement de matière.
La matière sur laquelle on travaille est généralement de nature élastique et peut transmettre les vibrations qui lui sont appliquées. Afin d'amortir celles-ci, il est préférable de monter la pièce sur une matière dont les réactions élastiques sont relativement lentes, comparées à la fréquence des vibrations utilisées. On peut utiliser dans ce but un bloc de caout- chouc.
La réalisation du procédé de l'invention sera facilement comprise au moyen de la description suivante qui se rapporte à un appareil destiné à réaliser ce procédé.
Cet appareil est représenté par les dessins annexés, dans lesquels ;
La fig. 1 est une vue schématique en élévation d'un appareil comprenant les caractéristiques de la présente invention.
La fig. 2 est une vue en élévation agrandie,partiellement en coupe,du dispositif de support de l'outil.
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La Fig. 3 est une vue transversale partielle, prise suivant la ligne 3-3 de la Fig. 2.
La Fig. 4 est une vue arrière, prise suivant la ligne 4-4 de la Fig. 2.
La Fig. 5 est une vue partielle en coupe, fortement agrandie, prise dans le même sens que la Fig. 2'et montrant.des détails de la construction du mandrin et du mode d'utilisation.
La Fig. 6 est une vue en coupe agrandie, prise suivant la ligne 6-6 de la Fig. 1.
La Fig. 7 est une vue analogue à une partie de la Fig.
1 et représentant une modification.
La Fig. 8 est une vue en perspective d'une forme d'élément pouvant vibrer.
La Fig;9 est une vue des piècesdémontées d'une autre construction d'élément pouvant vibrer, construction représentée également par les figures 1 et 5.
La Fig. 10 est une vue en perspective des pièces de la Fig. 9, représentées à l'état assemblé.
La Fig. Il est une vue analogue à la Fig. 10, et illustre une modification.
La Fig. 12 est une vue partielle en perspective d'une manière de faire servir l'extrémité de l'élément pouvant vibrer corme outil, et correspond à la construction des figures 1, 2 et 4.
La Fig. 13 est une vue analogue à la Figure 12 et représente une modification.
La Fig. 14 est une vue analogue à la figure 13 et représente une autre modification.
La Fig. 15 est une vue partielle en coupe, prise suivant la ligne 15-15 de la Fig.14.-
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La Fig. 16 est une vue des pièces démontées correspondant à la Fig. 14, et représente une autre modification.
Dans l'appareil choisi ici pour illustrer la présente invention, une table de support 20 ( Fig. 1) pouvant être recouverte de caoutchouc est montée sur un support vertical 21 (Figs. 1 et 6) susceptible de mouvements axiaux de nature à élever ou abaisser la table 20 par rapport à un outil 22 placé au-dessus de celle-ci. La précision du mouvement de la table 20 peut être assurée en donnant au support 21 une section non circulaire, par exemple la section carrée représentée clairement par la Fig. 6, et en munissant ce support d'un coussinet 23 dans lequel le contact de guidage du support 21 est assuré par une série de billes 24 ou d'éléments anti-friction analogues.
Ces billes sont placées en deux ou plusieurs rangées et chaque bille se trouve à l'extrénité intérieure d'une goupille ou support ajustable longitudinalement, paf exemple en munissant la. goupille d'un filetage extérieur correspondant à des trous filetés forés dans le coussinet 23.
Le coussinet 23, faisant partie fixe de l'appareil, est attaché de toute manière, convenable à un cadre fixe ou à une caisse qui n'est pas reproduite en détail et n'est indiquée Que par la ligne pointillée 23 (Fig.l). De préférence cette caisse est munie d'une partie horizontale 26 formant table, munie d'une ouverture plus large que le support 21 et livrant passage à ce dernier.
Pour ajuster la longueur effective du support 21, la partie supérieure de ce dernier peut être munie d'un trou foré axialement, et la table 20 peut être munie demie tige 27, s'éten- da.nt vers le bas dans ce trou, et fixée dans la position choisie
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au moyen d'un écrou de blocage 28.
La table 30 peut être de genre quelconque, mais on pré- fère utiliser une table du type "universal visett qui permet de fixer le travail en toute sécurité et qui peut être orientée avec précision relativement à l'outil 22, et suivant la nature du travail à exécuter.
L'outil 22 est formé à la partie inférieure d'un élément pouvant vibrer 41, monté de façon amovible dans un mandrin de serrage spécial. Ce mandrin est composé, en partie, par un élément 30 en forme de plaque, de préférence en bakélite ou analogue; cette plaque est fixée, par des colonnes 31 par exemple, à une potence de support convenable, qui peut être en métal coulé ou analogue et que nous avons représenté à titre d'exemple par un anneau 33 muni de bras arqués 34 se rejoignant en 35. Cette potence est montée sur une tige verticale 36 faisant partie d'un mécanisme 37 (Fig.l) muni d'un volant de contrôle 38 ou analogue, au moyen duquel la tige 36 (et par conséquent le mandrin et. l'outil) peut être ajustée en sens vertical, et bloquée dans toute position choisie.
Ce mécanisme 37 en lui-même est bien connu et peut, par exemple, appartenir au type de mécanisme utilisé dans les presses-foreuses dans le même but. C'est pourquoi on ne l'a pas représenté en détail, et on comprendra que les pièces fixes de ce mécanisme sont rattachées de toute manière convenable au cadre supérieur fixe de la machine, représenté schématiquement par la lignes pointillée 39.
Dans ses parties essentielles, le présent appareil est donc composé d'une table supportant la pièce à travailler, d'un mandrin approprié pour maintenir un outil et d'un dispositif pour assurer un mouvement relatif de l'outil par rapport à la
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pièce fixée à la table. Sous cet aspect général, l'appareil ressemble à. une presse-foreuse ordinaire ou à une machine simi- laire. Sous d'autres aspects toutefois l'appareil présente certaines caractéristiques nouvelles,en tant que construction et fonctionnement;, qui le rendent propre aux usages spéciaux cites plus haut. Au nombre de ces caractéristiques se trouve 1-'élément vibrant qui engendre les oscillations de haute fré- quence et de faible amplitude.
Différentes formes de cet élément soht représentées par les Figs. 8 à 16 qui sont décrites cidessous.
L'élément pouvant vibrer est dans chaque cas une tige, une bande ou un tube de Michel ou analogue. Un élément de ce genre apparaît sous la forme de bande en 41 dans les figures 1-5, 9, 10 et12, en 40 dans la figure 8, en 42 dans la figure 13, en 43 dans les figures 14 et 15 et en 44 dans lafigure 16. Un élément analogue 45 apparaît dans la Fig.11, mais il affecte ici la forme d'un tube creux.
La partie médiane de cet élément est dans chaque cas muni d'une bride fixée de manière étanche aux liquides. Plusieurs modes de réalisation sont représentés, l'un d'eux par la Fig.8, un autre par les figures 9 et 10.
Dans la. figure 8, la bride 46, qui peut être en métal ou en toute autre matière convenable est soudée ou brasés, ou étroitement fixée d'une autre manière, de façon étanche aux liquides de l'élément vibrant 40. Elle affecte de préférence la forme d'un disque, muni d'abord d'une ouverture convenable pour permettre de glisser la bride sur l'élément 40.
Dans les Figures 9 et 10, cette fixation étanche est réalisée en appliquant d'abord un collier élastique sous tension 47 sur la tige 41, puis en serrant et en comprimant ce collier entre
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deux brides 48 et 49 en forme de disque; ces brides sont séparables et sont maintenues ensemble par des tenons 50 ou des éléments de fixation analogues qui passent à travers des orifices correspondants de forme convenable 51 et 52, percés dans ce but dans les éléments 48 et 49 respectivement. Entre les éléments 48 et 49 se trouve un bourrage de caoutchouc ou une bague 53.
Ce bourrage, comme le collier 47, qui peut également être en caoutchouc ou en matière analogue, établit un bon joint étanche entre la bride dans son ensemble et l'élément vibrant auquel elle est fixée.
Les éléments'48 et 49 sont pourvus d'ouvertures 54 et 55 livrant passage à la tige 41. L'ouverture 55 peut comprendre un élargissement pour y placer le collier 47, et les deux ouvertures 54 et 55 sont un peu plus larges que la tige 41, de manière à ce que le seul point de contact entre celle-ci et la bride soit assuré par l'engagement à friction du collier élastique 47 avec la tige.
L'avantage présenté par l'assemblage des figures 9 et 10 sur la construction plus simple de la Fig. 8 provient du fait que le collier 47 n'est pas engagé de manière permanente avec la bande 41, et peut ainsi glisser dans des positions variées dans le sens de la longueur. La position particulière à laquelle la bride est fixée soit par un collier comme en 47, soit au moyen d'un disque fixe comme en 46, dépend de la masse ou du poids de la partie formant outil, ou de l'outil construit à l'extrémité de travail de l'élément vibrant, dans le but de réaliser l'engagement de l'élément vibrant en une région, ou en un point voisin d'une région coïncidant avec un noeud de vibration.
Si on a l'intention d'utiliser de manière interchangeable
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la construction de la fig.8 avec des éléments vibrants construits comme dans les Figs.9 et 10, il peut être préférable d'associer le disque 46 avec un élément en forme de disque 56 et avec un anneau ou bourrage de caoutchouc 57 de façon à obtenir une épaisseur correspondante, puisque c'est l'ensemble de la bride qui sert à engager l'outil dans le mandrin. L'élément 56 comporte une ouverture 58 plus grande que 1'* élément 40,le seul point de contact se trouvant au joint soudé entre le disque 46 et l'élément 40.
Comme on l'a. mentionné plus haut;, une extrémité de l'élément vibrant présente une forme appropriée de manière à former un outil. Dans certaines circonstances, tout élément supplémentaire est superflu, et l'extrémioté même de l'élément vibrant peut servir comme outil et entrer en contact avec la pièce.
Mais, dans la plupart des cas, l'outil pr4sente une surface de section déterminée, de forme et de dimensions différentes de Isolément vibrant et il faut donc recourir à différents moyens pour obtenir le résultat désiré. Par exemple, comme dans les Figs. 1 et 12, la partie outil 22 ( qui est représentée ici avec une section circulaire) est soudée ou brasée comme en 59 à l'extrémioté inférieure de Isolément vibrant 29. Ou, comme dans la fig.
13, un élément analogue 60 peut être soudé ou brasé à l'élément 42, comme en 61, et l'élément 60 peut être muni d'un trou foré longitudinalement 62 pour recevoir l'une des tiges 63, dont chacune porte à son extrémité une partie outil 64. Cette caractéristique permet l'interchangeabilité, chacune des tiges 63 pouvant être fixée solidement à Isolément 60, donc à Isolément vibrant 42 au moyen d'un crou de blocage 65 ou analogue. Ce mode de construction permet également de faire varier effectivement la longueur de l'élément vibrant,
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en faisant pénétrer la tige 63 plus ou moins profondément dans le trou 62.
Une variante de ce mode de construction est illustrée par les Figs. 14 et 15, dans lesquelles un élément 66 est soudé ou brasé, comme en 67, à l'élément vibrant 43, et dans lesquelles l'élément 66 est muni d'une série de trous filetés intérieurement 68 dont chacun est prévu pour recevoir une tige 69 de filet correspondant, portant à sa partie inférieure une partie outil 70.
Comme dans la Fig. 14, les outils 70 peuvent être de formes et de dimensions variées ou choisies, et un, deux ou plusieurs de ces outils peuvent être fixés en même temps à l'élément 66, donc à l'élément vibrant 43. Il faut remarquer que chaque tige 69 est munie d'une bague 71 qui s'appuie solidement contre l'extrémité de l'élément 66 ; ceci est nécessaire pour relier fermement en un sel élément l'outil et l'élément vibrant, un engagement par vis étant insuffisant par lui-même pour obtenir la solidité désirée, vu la faible amplitude des oscillations qui mettent l'élément vibrant 43 en mouvement.
Une autre solution est proposée dans la Fig. 16, dans laquelle un élément 72 est soudé ou brasé, en 73, à l'élément vibrant 44, l'élément vibrnt 72 présentant une série de retraits longitudinaux 74 coopérant avec des retraits correspondants 75 d'un élément complémentaire 76, fixé de façon amovible à l'élément 72 au moyen de tenons 77 ou analogues. Les éléments 72 et 76 solidement fixés l'un à l'autre, déterminent ensemble une série de trous ou ouvertures pouvant recevoir un ou plusieurs outils, comme en 63 et 64 dans la Fig. 13.
La bride de la Fig. 11 a la même construction générale que celles des Figs. 9 et 10, sauf en ce que'les retraits centraux des éléments en forme de disque 78 et 79, correspondant aux
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retraits 54 et 55 de la Fig. 9, sont prévus pour s'adapter au contour circulaire ou autre de l'élément vibrant 45. Le retrait 30 de la fig.ll correspond au retrait 54 de la fig. 9, et est légèrement plus large que l'élément 45, le seul point de fixation de la bride de la Fig.11 à l'élément 45 étant assuré par le col- lier en caoutchouc ou en matière élastique analogue-invisible sur la Fig.ll- qui enserre l'élément 45, et correspond au collier 47 de la Fig. 9.
L'élément vibrant 41, dont l'extrémité outil est repré- sentée dans la Fig.12, et dont le dispositif de bride est visi- ble dans les Figs. 9 et 10, est représenté assemblé au mandrin dans les Figs. 1-5. Se rapportant à la Fig. 5, on observera que la plaque 30 du mandrin est percée d'une ouverture 81 livrant passage à la partie supérieure de Isolément 41. Les dimensions de cette'ouverture 81 permettent à l'élément 41 d'y passer sans que les vibrations soient amorties. A la face inférieure de la plaque 30, l'ouverture 81 s'élargit pour ménager un retrait destiné à recevoir la bride portée pa.r l'élément 41. La base 82 de ce retrait délimite -Lui épaulement annulaire dirigé vers le bas contre lequel vient buter la bride.
Afin de rendre cet as- semblage étanche aux liquides, on interpose entre l'épaulement 82 et la bride 48 une rondelle ou un bourrage 83. La bride est maintenue en position au moyen d'éléments de serrage 84, de toute forme convenable, pouvant être serrés et desserrés par des poignées 85. Les dispositifs de serrage dont font partie les poignées 85 et les pinces 84 sont connus en eux-mêmes et sont portés par la plaque 30 comme on le montre en 86.
On peut em- ployer n'importe quel dispositif de serrage convenable,autre que celui qu'on a représentée permettant d'insérer de bas en haut l'élément vibrant par l'ouverture 81 dans la plaque de mandrin 30, puis de le maintenir en contact étanche avec le
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mandrin par des éléments presseurs, comme les pinces 84 qui prese sent vers le haut contre la bride portée par l'élément vibrant.
Dans le cas où la bride est construite comme dans la Fig. 8, l'élément vibrant est inséré de manière analogue, et les pinces 84 serrent vers le haut contre le disque 56 de la bride, afin de presser ce disque et l'élément 46 contre la rondelle 83.
On établit des joints étanches aux liquides entre l'élément vibrant et la bride qu'il porte, et entre cette bride et le mandrin afin de pouvoir soumettre la partie supérieure ou arrière de l'élément vibrant à l'action refroidissante d'un liquide en circulation qui doit rester dans la partie supérieure de l'élèvement vibrant. Une façon d'obtenir ce résultat consiste à monter une conduite 87 sur la plaque de mandrin 30, comme on le voit clairement sur les Figures 2, 4 et 5. La conduite 87 est notablement plus large que Isolément vibrant 41, et est représentée ici fermée à sa partie supérieure par un bouchon 88 (Fig.2). Près de cette extrémité supérieure, une communication est établie avec un tuyau 69 servant drifice de sortie pour le liquide en circulation.
De préférence, et comme dans la Fig.l, ce tuyau communique avec un tuyau d'écoulement 90 pourvu d'un robinet, et le tuyau 89 est également muni d'un évent 92 pouvant être fermé et ouvert au moyen d'un robinet 93.
A sa partie inférieure, la conduite 87 est dans le prolongement de- et communique avec- l'ouverture 81 de la plaque de mandrin 30. On établit un joint étanche aux liquides, de préférence au moyen de la construction représentée, l'extrémité inférieure de la conduite 87 étant montée sur une plaque plate 94, fixée à la plaque 30 au moyen d'éléments de fixation 95 ou d'éléments analogues. On interpose un joint 96 entre la plaque 30 et la partie marginale¯de Isolément 94, cette partie marginale étant légèrement plus .épaisse .que le corps de Isolément 94, ce qui crée un espace 97 en-dessous de l'élément 94 en
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communication avec 1-'intérieur de la conduite 87.
Une partie de cet espace, en forme de fente, désignée par 98 dans la Fig.4, correspond à une fente analogue 99 ménagée dans la face supérieure de la plaque 30 et ces deux fentes ensemble délimitent un passage d'entrée qui communique en 100 (Fig.2) avec un tuyau,d'arrivage 101. De préférence, ce dernier tuyau communique également avec un tuyau d'évacuation 102 muni d'un robinet.
Grâce à cet arrangement, il est possible, en fermant les robinets 103 et 93, d'introduire de l'eau ou un liquide de refroi- dissement analogue dans le tuyau 101, et de'la faire circuler dans la conduite 87 et par le tuyau de sortie 89,soumettant ainsi de manière continue la partie supérieure de 1'élément vibrant 41 à son action refroidissante. Le joint 96 empêche le liquide de s'échapper de l'espace 97 sous l'élément 94, le joint 85 empêche le liquide de s'échapper à côté de la bride fixant l'élément vi- brant au mandrin, et la fixation étanche de la bride à Isolé- ment vibrant lui-même évite toute fuite au delà du point de support de l'élément vibrant.
Il peut être nécessaireà certains moments, d'effectuer la. vidange du système, ce quon accomplit alors en ouvrant le ro- binet de l'évent 95 et le robinet d'écoulement 103, ce qui per- met à la tota.lité du liquide de s'écouler vers le bas par le tuyau 102.
En refroidissant une partie de Isolément vibrant 41, l'élément tout entier est effectivement refroidi grâce à. sa conduc- tivité caractéristique.
La vibration de Isolément 41 est obtenue, de manière connue par tout circuit électrique et tout générateur convenable.
La seule partie de cette installation électrique illustrée ici est constituée par les deux bobines 104 et 105 montées concentri-
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quement autour de la conduite 87. La bobine 104 est reliée à une source convenable de courant continu, tandis que la bobine 105 est reliée à une source convenable de courant alternatif.
La bobine à courant continu fournit le "biais" nécessaire, et la bobine à courant alternatif produit les impulsions électri- ques successives de haute fréquence qui déterminent la vibration longitudinale de l'élément 41 par magnétostriction. La fréquence de courant alternatif et son amplitude sont choisis en tenant compte de la longueur de l'élément 41, de la fréquence d'os- cillation qu'on souhaite obtenir et de la nature du travail à effectuer. Il est préférable, mais non absolument essentiel d'établir une résonnance entre les vibrations induites et la période naturelle de l'élément vibrant. On obtient les meil- leurs résultats en arrangeant les bobines d'activation.10.4 et 105 aussi près que possible de la partie noeud de l'élément vibrant mais le long de celui-ci.
Sous ce rapport, les dimensions des bobines 104 et 105 de la Fig. 2 sont exagérées. Pour plus de clarté ces bobines n'ont pas été représentées dans le schéma de la Fig.l.
Comme le liquide de refroidissement passant dans la con- duite 87 détermine la condensation de l'humidité sur la paroi extérieure de cette conduite, on doit prendre soin d'écarter suffisamment les bobines 104 et 105 de la conduite, afin d'é- viter que l'humidité éventuelle cause un court-circuit. A titre de précaution, toute la partie supérieure de la machine est placée dans une enveloppe fixée au bâti de la machine. La ligne pointillée 39 de la figure 1 indique la grandeur approximative de l'espace clos.
Cet espace est ventilé de façon constante, et on a représenté à titre d'exemple comment une soufflerie 106 peut être montée dans cet espace clos, de manière à diriger un @
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;et d'air contre la conduite 87, dans la: région des bobines 104 et 105 . cette ventilation a pour effet de réduire la con- densation à l'extérieur de la conduite 87 et sur les bobines, et sert également à augmenter le refroidissement de Isolément vibrant.
On a trouvé utile, vu la grande précision que réclame Inapplication de l'outil à lobjet, et la pénétration de cet outil dans l'objet à mesure de l'enlèvement de la matière,, de fournir un support supplémentaire à la partie inférieure de l'élément vibrant 41, ce qu'on peut réaliser au moyen d'une pince s'engageant a frottement avec Isolement 41 immédiatement derrière 1'extrémité-outil 22. Cette pince peut être consti- tuée par deux éléments 107 et 108 pivotant mutuellement.
L'é- lément 107 est porté par 1''extrémité inférieure d'un support 109 fixé à la plaque de mandrin 30, et la pince 108 pivote sur Isolément 107 en 110, avec un ressort à lame qui l'entraine dans la position "fermé" représentée dans la Fig.4.
Les sur- faces de la pince peuvent présenter toute configuration conve- nable: on a représenté à titre d'exemple Isolément 107 muni d'une saillie en V 112, à l'intérieur de laquelle se trouve une épaisseur de caoutchouc ou analogue qui s'appuie contre un coté de l'élément vibrant 41 en deux points espacés,, l'élément
108 étant muni d'une projection doublée de la même matière, qui s'appuie élastiquement contre le côté opposé de Isolément
41 dans la région de l'axe de celui-ci. Cette pince élastique absorbe les vibrations, c'est-à-dire qu'elle n'affecte pas les vibrations longitudinales libres de l'élément 41, mais sert au mieux à fournir un support supplémentaire ¯à l'élément 41, en évitant son balancement ou son déplacement latéral.
Les éléments 107 et 108 sont de préférence en. métal, ce . qui permet de monter de manière convenable un élément élastique
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de contact 113 sur l'un d'eux, de préférence sur l'élément 108, comme dans la Fig. 2. Cet élément de contact ou tâteur appuie contre l'élément vibrant 41, reliant celui-ci à la terre afin d'éviter l'accumulation indésirable de charges électriques sur l'élément 41.
Afin de maintenir l'uniformité dans le travail, et pour permettre à l'opérateur de régler de façon effective l'apport d'énergie dans le but dobtenir des conditions d'efficience maxima, il est nécessaire de pouvoir déterminer facilement en tous temps l'amplitude des vibrations. Pour atteindre ce but, on a trouvé satisfaisant d'utiliser un dispositif piézo- électrique 114, dont l'aiguille 115.est prévue pour établir le contact avec l'élément vibrant 41. Le dispositif 114 peut être de tout type convenable, bien connu en lui--même, comme le "cristal pick-up-" qu'on utilise dans les phonographes pour enregistrer ou reproduire les disques.
Il peut être porté par un support 116 fixé à la plaque de mandrin 30 (Fig.2), de manière pivotante, comme par les pivots 117 pour permettre de mettre le dispositif en contact avec Isolément vibrant 41 ou de l'en éloigner. Ce dernier peut être muni d'une petite ouverture dans laquelle on monte une cheville en bakélite ou en caoutchouc, et on peut disposer un ressort (non représenté) afin de presser élastiquement le dispositif 114 dans la position de contact représentée dans la Fig. 3, dans laquelle 1*aiguille 115 repose contre la cheville 118.
Une connexion électrique est établie, en 119, entre le dispositif 114 et uh dispositif indicateur convenable (non représenté) donnant l'amplitude des vibrations longitudinales de Isolément vibrant 41. En d'autres termes, le dispositif 114 est sensible, par l'intermédiaire de l'aiguille 115, aux vibrations microscopiques de Isolément 41, et traduit
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celles-ci en impulsions électriques lisibles au moyen du dispo- sitif indicateur.
Il est intéressant de remarquer que ces impulsions électriques produites en synchronisme avec les vibrations mécroscopiques peuvent être utilisées non seulement pour indiquer l'am- plitude de ces vibrations, mais peuvent en outre alimenter le générateur électrique stimulant le vibrateur. Ces impulsions, renvoyées au générateur,convenablemen phasées et amplifiées peuvent servir à régler la force des vibrations microscopiques, dans une certaine limite;, automatiquement et indépendamment de la charge du vibrateur.
Comme on l'a noté plus haut, 1''effet d'enlèvement de matière par l'outil 22 est produit par l'action de la matière abrasive soumise aux oscillations ou vibrations de haute fréquence Cette matière abrasive, sous forme d'une suspension liquide peut être apportée de manière continue à la surface de travail par un tuyau 120 (Fig.1, et la table 20 est de préférence munie à ses bords d'une rigole 121 qui recueille cette suspension et la dirige vers un tuyau 122.
Dans une construction légèrement modifiée, représentée clairement dans la Fig. 7, un tuyau d'écoulement correspondant 123 conduit la suspension dans un réservoir 124, dont le contenu est agité constamment par un agitateur 125e et qui est muni d'une pompe rotative 126 qui renvoie la suspension par letuyau 127 vers la région de travail. Ce système de circu- lation présente un grand avantage,en ce sens qu'il alimente con- tinuellement en abrasif frais, la région d'enlèvement de matière, et lave en même temps cette région, facilitant ainsi l'élimination des fines pa.rticules de matière détachées de la pièce.
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Il est également av<-,nta,geu: 1cîbnregistrer micrométiiquement le degré de pénétration de loutil 22 dans la pièce au cours du .travail. On réalise de préférence cet enregistrement au moyen
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d'un indicateur de déplacement linéaire comportant une tige de commande, et au moyen d'un élément formant butée pour cette tige, un de ces deux éléments étant fixé au mandrin, T'autre à la table de support. Ainsi, dans la figure 1, dans laquelle le mandrin est fixé au bâti tandis que la pièce se déplace par rapport à l'outil, on a représenté un indicateur de mouvement linéaire 128, monté sur un support 129 fixé de manière convenable, avec sa tige de commande 130 en contact libre avec la table de support 20, comme en 131.
L'indicateur peut être ajusté sur le support 129, de manière à pouvoir faire entrer la tige de commande en contact avec la table pour une position déterminée de la table par rapport à l'outil. Ainsi, quand la table se déplace vers le haut au cours du travail d'enlèvement de matière, ce mouvement d'élévation est indiqué micrométriquement par l'indicateur 128. On peut ainsi obtenir et régler de façon précise la pénétration de l'outil dans la pièce.
On peut évidemment utiliser un dispositif inverse, en faisant porter par la table de support la partie indicateur, et en faisant buter la tige commande contre une butée solidaire du mandrin ou d'une partie fixe du bâti.
Les moyens réglables prévus pour maintenir avec précision un contact déterminé maximum entre l'outil et la pièce constituent une des caractéristiques principales de l'invention. Ces moyens sont clairement représentés par la Fig.l, et sont essentiellement constitués par un élément presseur pouvant se mouvoir élastiquement sous l'influence du poids seul, associé à des moyens propres à faire varier le poids de cet élément presseur. On a représenté à titre d'exemple un élément presseur 132, pesant vers le haut contre le support 21. Cet .élément est monté sur une tige 133 qui peut pivoter en 134 et en 135, respectivement, sur des leviers rallèles 136 et 137 prenant appui en 138 et en 139 et pivotant
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respectivement en 140 et en 141 sur un support 142 portant un plateau 143.
Un levier de commande pivote sur le bâti en 145, et son extrémité intérieure 146 presse vers le haut contre le support 142 ou contre le plateau 143.
On alourdit le levier 144 de manière à ce que, en position normale, il pousse vers le haut plateau 143, entraînant ainsi l'élément presseur 132 vers le bas, et permettant à la table de support de rester dans une position inférieure.
Si on élève le levier 144 afin d'écarter la partie 146 du plateau 143, les poids 147 entrent en jeu pour élever Isolément presseur 132 avec une quantité de force fixe soumis à un maximum.
En somme, l'élément presseur peut se mouvoir élastiquement sous l'influence du poids seul, et le plateau 143 permet d'en varier le poids actif. Quand l'élément 132 s'élève, il élève la table 20, et la pièce qui y est placée, en contact de travail avec l'outil 22. La pression de contact ne peut, en aucun cas dépasser le poids (147) qu'on a déterminé et appliqué avec précision, et cette pression déterminée est maintenue pendant toute l'opération. TJne fois le travail achevé-., on abaisse le levier 144, entraînant ainsi Isolément presseur vers le bas et permettant à la table 20 d'occuper sa position inférieure.
Ce mécanisme rend possible d'appliquer à Isolément presseur 132 des quantités choisies et précises de force, et ce réglage précis de la pression entre l'outil et la pièce présente une importance particulière,pa.rce quon a trouvé qu'il existe une pression optimum pour laquelle le travail s'effectue avec une efficience maximum., cette pression dépendant de la nature de l'outil, des vibrations qui lui sont communiquées et de la nature de la pièce travaillée. On préfère Inaction du poids, mais l'élément presseur
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132 peut évidemment être actionné par la, force 'd'un ressort réglable, à condition de pouvoir déterminer et régler cette force avec une précision convenable.
De même, les parties du dispositif peuvent être dessinées d'une autre manière, l'outil se déplaçant par rapport à une table immobile. Il faudrait dans ce cas monter le dispositif de support de l'outil, soit la potence 32, d'une manière analogue à celle qu'on a représenté ici pour la table.