Procédé pour contrôler le profil d'une pièce et installation pour la mise en oeuvre de ce procédé
I] est souvent malaisé de contrôler la forme de pièces à profil incurvé telles que des aubes de turbine ou de compresseur qui doivent toutefois, pour obtenir des rendements élevés, présenter une grande précision.
La présente invention vise à fournir un procédé permettant le contrôle de telles pièces, qui est caractérisé en ce qu'on forme un moulage de la pièce correspondant à une tranche de celle-ci, en ce qu'on projette des images du contour de ce moulage et d'un profil de référence de la tranche considérée de la pièce, et en ce qu'on compare ces images en vue de contrôler le profil de la pièce.
L'invention comprend également une installation pour la mise en rouvre de ce procédé qui est caractérisée en ce qu'elle comprend un support destiné à soutenir la pièce, au moins un moule présentant deux parois parallèles formées de lames juxtaposées montées à coulissement dans le moule et destinées à être amenées au contact de la pièce pour délimiter une zone de moulage sur celle-ci, des moyens pour remplir le moule d'une matière de moulage, et des moyens de projection permettant de projeter sur un écran l'image du contour du moulage obtenu et d'un profil de référence, en vue de contrôler le profil de la pièce par comparaison de ces images.
Pour former le moulage de la pièce, on utilisera de préférence un alliage métallique à bas point de fusion qui aura, par exemple, l'une des trois compositions suivantes: a) bismuth : 58 0/o, étain : 42 0/0 b) bismuth: 55,5 O/o, étain: 44,5 0/o c) bismuth : 48 0/o, plomb : 28,5 O/o, étain
14,5 0/o et antimoine : 9 o/0.
On peut également employer d'autres matières choisies de manière qu'elles n'affectent ni chimiquement, ni physiquement la pièce à contrôler. I1 est important que la matière de moulage ne présente qu'un retrait minimum et qu'elle ait une température de fusion peu élevée.
Parmi les autres matières de moulage que l'on peut utiliser, on peut citer certaines matières plastiques et des composés à base de poudres métalliques susceptibles de s'agglomérer.
Le choix de la matière de moulage sera déterminé avant tout par le degré de précision que l'on veut obtenir, la possibilité d'une bonne conservation des moulages et leur rigidité.
Pour augmenter la précision du procédé, on peut également chauffer la pièce jusqu'à une température peu inférieure à la température de solidification de la matière de moulage, de manière à compenser au moins partiellement le retrait du moulage par une dilatation préalable de la pièce.
Dans une mise en oeuvre préférée du procédé objet de l'invention, on projette l'image du contour du moulage et celle d'un profil de référence de la tranche moulée de la pièce simultanément et sur un même écran.
Pour procéder à un contrôle complet de la pièce, on peut répéter plusieurs fois l'opération susmentionnée à des niveaux différents correspondant à des tranches parallèles différentes de la pièce, puis projeter successivement les images du contour de chacun des moulages et d'un profil de référence, les projections des différents moulages étant effectuées sur un même écran dans des positions relatives correspondant à celles qu'occupent les moulages au contact de la pièce, afin de permettre de contrôler non seulement la forme des sections de la pièce, mais aussi la position relative de ces différentes sections.
Dans une autre mise en oeuvre préférée, on forme ces différents moulages simultanément au contact de la pièce, on déplace la pièce pour dégager le profil des moulages et on projette tour à tour chacun des moulages dans la position qu'il occupait au contact de la pièce, après avoir retiré les autres moulages afin de dégager le moulage projeté.
A titre d'exemple, quelques mises en ceu- vre particulières du procédé revendiqué seront décrites, en regard du dessin annexé qui représente une forme d'exécution et des variantes de l'installation que comprend également l'invention.
Les fig. 1, 2 et 3 sont des vues, respectivement en élévation, en plan et de profil de cette forme d'exécution avec coupes partielles.
La fig. 4 est une vue à plus grande échelle d'un organe de butée.
Les fig. 5, 6 et 7 sont des vues à plus grande échelle, respectivement en plan, en coupe verticale et de profil, d'un moule que comprend cette forme d'exécution.
Les fig. 8 et 9 sont des vues schématiques, de variantes de l'installation.
La fig. 10 est un détail d'une variante.
La fig. 11 est un schéma d'un dispositif de projection susceptible d'être utilisé dans tous les exemples décrits.
L'installation représentée aux fig. 1 à 3 comprend une plaque de base 1 percée d'une ouverture circulaire 2, qui porte deux guides 3 formant une coulisse dans laquelle est disposé un coulisseau 4 sur lequel est montée une table 6 portant un étau 9 présentant des mâchoires interchangeables 10. Cet étau est destiné à soutenir, par son pied 11, une aube de turbine représentée en 5 que l'on désire contrôler.
La table 6, en forme de secteur, peut pivoter de quelques degrés dans un logement 6' du coulisseau 4 (voir fig. 2), un pignon d'actionnement représenté schématiquement en 7 permettant de régler la position angulaire de la table et des moyens non représentés étant prévus pour la bloquer dans sa position de réglage. Un écrou-croisillon 8 permet également de bloquer le coulisseau 4 sur la plaque de base 1.
La table 6 porte une équerre 13 dans la partie inférieure de laquelle est vissée une vis 12 qui assure le serrage de l'étau 9. Sur cette équerre 13 est montée une plaque 15 dans laquelle est montée à coulissement une tige 14 (voir fig. 4) à l'extrémité de laquelle est disposée une butée 17 montée sur un pivot 16, qui peut ainsi prendre une position inclinée pour soutenir l'aube représentée en 5 dans sa partie profilée. Les positions de la plaque 15 le long de l'équerre 13, et de la tige 14 dans la plaque 15, sont réglables.
La plaque de base 1 porte également un support 18 constitué par deux montants verticaux 19 reliés par une entretoise supérieure 20 qui sert d'appui à deux colonnes verticales 24 sur lesquelles est monté un coulisseau 23 dont la position en hauteur peut être réglée au moyen d'une tige filetée 21 sur laquelle est vissé un poulet 26 qui prend appui sur l'entretoise 20 (voir fig. 3).
Ce coulisseau 23 porte un moule 22 représenté isolément et à plus grande échelle aux fig. 5, 6 et 7, qui comprend un corps formé de deux demi-boîtiers creux 22' et 22", assemblés par des vis, dans lequel sont montées deux parois mobiles parallèles 27 et 27' formées de lames juxtaposées 28 montées à coulissement sur des tiges de guidage 29 et qui sont séparées, au voisinage de leur extrémité postérieure, par une paroi centrale 22"' du moule. Les extrémités antérieures 28' des lames passent par une ouverture du moule et les parois 27 et 27' avancent hors du moule ou reculent dans ce dernier selon que de l'huile sous pression est introduite derrière les lames, dans la chambre 30, ou devant ces dernières, dans les chambres 31 comprises entre les lames 28 et le corps du moule.
Sur sa face antérieure, le moule présente en outre deux étriers mobiles 50 qui sont appliqués sur la face antérieure du corps 22. Ces étriers présentent deux rainures parallèles dans lesquelles viennent se loger les extrémités antérieures 28' des lames 28 qu'ils recouvrent.
La position de ces étriers sur le corps 22 est réglée de manière qu'ils enserrent latéralement l'aube 5, comme représenté à la fig. 5, et lorsque la pression est établie dans les chambres 30, les lames 28 non retenues par les étriers avancent et viennent buter par leur extrémité antérieure contre la face latérale de l'aube 5, les parois 27 et 27' formées par les lames 28 délimitant ainsi une mince zone de moulage horizontale sur l'aube 5, zone limitée latéralement par les étriers 50.
En injectant une matière de moulage dans l'intervalle 33 du moule, par un conduit d'alimentation 33', on obtiendra un moulage de l'aube 5 correspondant à une tranche horizontale de celle-ci.
Une fois le moulage durci, on retire le coulisseau 4 et l'aube 5 qu'il supporte, de manière à dégager le bord antérieur du moulage disposé dans le moule 22 et à découvrir en même temps l'ouverture 2 de la plaque de base et, pour contrôler le profil de l'aube, on projette, par des moyens non représentés, l'image du contour du moulage et celle d'un profil de référence de la tranche considérée de l'aube, en vue de comparer ces images.
On pourra procéder notamment comme indiqué schématiquement à la fig. 11. Une source lumineuse 42 assure la projection sur un écran 43 du contour du moulage disposé dans le moule 22 de l'installation, par l'intermédiaire de miroirs 44, 45 et 46. Dans l'installation représentée aux fig. 1 à 7, la source lumineuse 42 sera disposée sous l'appareil et le rayon lu- mineux sera dirigé sur le moulage par l'ouverture 2 prévue à cet effet dans la plaque de base 1, par l'intermédiaire d'un dispositif de mise au point 41. D'autre part, l'image d'un profil de référence 47 de la tranche de l'aube moulée sera projetée simultanément sur le même écran 43 par l'intermédiaire d'un miroir 48.
Par un choix approprié des dispositifs optiques employés, il est possible d'obtenir que les deux images soient projetées à la même échelle, généralement un fort agrandissement, de sorte qu'on peut relever facilement toute différence entre le profil du moulage, qui correspond à celui de l'aube, et le profil de référence.
Après nettoyage du moule, et réglage de la position en hauteur de ce dernier, l'opération peut être répétée pour différentes sections de l'aube, en changeant le profil de référence, s'il y a lieu.
Dans la variante représentée schématiquement à la fig. 8, le moule 22 de l'appareil comprend cinq parois mobiles 27 de sorte que l'on peut obtenir en une seule opération quatre moulages distincts correspondant à quatre tranches horizontales superposées de l'aube 5. La matière de moulage est injectée sous pression dans le moule à partir d'un réservoir représenté schématiquement en 34.
Pour comparer ces moulages à des profils de référence, on utilise un appareil de projection construit sur le principe représenté à la fig. 11, mais complété par un dispositif de support des moulages perfectionné représenté schématiquement à la fig. 10.
Ce dispositif de support comprend des tiroirs superposés et mobiles 35 dans lesquels seront disposés les différents moulages obtenus, et un arbre 37 pourvu de cames 36 qui, lors de la rotation de cet arbre, avancent successivement les différents tiroirs en vue de la pro jection du moulage qu'ils contiennent. Le dispositif comprend en outre un mécanisme de mise au point 39-40, qui assure automatique- ment un déplacement de l'optique 41 lors de la rotation de l'arbre 37.
Dans une variante, le dispositif représenté à la fig. 10 pourrait être monté directement sur le dispositif de moulage représenté à la fig. 8, les tiroirs 35 étant constitués par des moules indépendants, tel que celui représenté aux fig.
5 à 7, susceptibles d'être avancés ou reculés par l'arbre à came, une fois les moulages effectués et l'aube retirée.
Dans la variante représentée à la fig. 9, des moules 22 et 22', simples ou à plusieurs compartiments, sont disposés de part et d'autre de l'aube 5. Les pressions exercées sur l'aube lors du moulage s'équilibrent ainsi.
Dans une variante non représentée l'installation peut également comprendre un support de pièce qui permette de tourner l'aube de 180e autour de son axe, en vue de contrôler ses deux faces.