CH331611A - Procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage et appareil pour l'exécution du procédé - Google Patents
Procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage et appareil pour l'exécution du procédéInfo
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Description
Procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage et appareil pour l'exécution du procédé La présente invention concerne un procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage et un appareil pour l'exécution du procédé. Dans une pièce d'ouvrage supportée rigi dement en plus d'un point, des tensions inter nes sont libérées par suite de l'enlèvement de métal. Si l'on désire effectuer une finition mécanique de la pièce d'ouvrage à un haut degré de précision, il est nécessaire de desserrer les pinces maintenant la pièce, avant d'effectuer les tailles finales de finition pour permettre le mouvement relatif des fibres constituantes de la matière, en relâchant ainsi ces tensions. Les pinces ou mors sont ensuite ramenés en prise et l'opération d'usinage est achevée. Pendant l'usinage de longues pièces minces, telles qu'une aube de turbine ou de compres seur d'un turbomoteur à gaz, par rotation de cette pièce par rapport à un outil coupant rota tif, par exemple une fraise, une meule ou une roue abrasive, il est préférable d'entraîner la longue pièce mince depuis les deux extrémités en serrant ces dernières dans deux mandrins portés par les deux broches porte-pièce co axiales entraînées synchroniquement. Cepen dant, des tensions internes sont libérées dans une pièce de ce genre par suite de l'enlèvement de métal et, avant d'effectuer les tailles finales de finition, il serait avantageux d'être en me sure de libérer une extrémité de la pièce d'ou vrage de la commande, de manière que cette extrémité de la pièce soit libre de se tordre ou de tourner par rapport à l'autre extrémité et de relâcher ainsi les tensions subies. Avant l'achè vement de l'usinage, il serait alors nécessaire de relier de nouveau cette extrémité de la pièce d'ouvrage à la commande dans la nou velle position qui a été prise sans la forcer de revenir à sa position première. Le but de la présente invention concernant un procédé et un dispositif est notamment le relâchement des tensions internés provoquées dans une pièce en cours d'usinage, par exemple par un mécanisme servant à faire tourner la pièce d'ouvrage par rapport à un outil compor tant deux broches porte-pièce coaxiales entrai- nées en synchronisme et qui portent deux mandrins destinés à serrer les extrémités oppo sées de la pièce. Dans le cas de certaines pièces d'ouvrage, il se produit aussi au cours de l'usinage de la pièce, outre les efforts de torsion, d'importants efforts latéraux ; l'invention permet de relâcher les tensions internes provoquées par ces efforts. Lorsqu'on sait au préalable dans quelle direc tion l'extrémité de la pièce d'ouvrage se déplace latéralement lorsqu'elle est libérée, il suffit pour relâcher les tensions de serrer une extrémité de la pièce d'ouvrage dans un man drin ne comportant que deux mors à faces parallèles, les extrémités de la pièce d'ouvrage étant serrées dans les mors dans une position préalablement agencée par rapport auxdits mors, telle que, lors du desserrage des mors du mandrin pour relâcher les tensions, l'extrémité de la pièce d'ouvrage se déplace parallèlement aux faces des mors et, lors de la fermeture de ces derniers, l'extrémité de la pièce d'ouvrage se trouve serrée dans la nouvelle position qu'elle a prise et n'est pas repoussée à sa posi tion première. Cependant, pour tenir compte du cas général dans lequel la direction dans laquelle l'extrémité de la pièce d'ouvrage se déplace pour relâcher les tensions n'est pas connue, des moyens sont prévus pour permet tre le déplacement des mors d'un mandrin en bloc perpendiculairement à l'axe de rotation de la pièce d'ouvrage. L'invention a pour objet un procédé d'usi nage d'une pièce d'ouvrage qui consiste à entraîner la pièce en rotation depuis deux de ses extrémités serrées rigidement, à usiner la pièce tout en maintenant le serrage rigide des deux extrémités et l'entraînement en rotation depuis ces deux extrémités et qui est carac térisé en ce qu'on interrompt l'usinage en cours, qu'on libère une extrémité de la pièce d'ou vrage, tout en maintenant le serrage rigide de l'autre extrémité et l'entraînement en rotation depuis cette autre extrémité serrée, la libération de l'une des extrémités permettant à la pièce d'ouvrage de se déformer et à l'extrémité libé rée de se déplacer sous l'action des tensions développées dans la pièce pendant l'opération d'usinage, ces tensions pouvant ainsi se relâ cher sans qu'on arrête la rotation de la pièce en cours d'usinage, puis qu'on resserre l'extré mité libérée dans sa position déplacée tout en maintenant le serrage rigide de cette autre extrémité et l'entraînement en rotation à par tir de cette autre extrémité serrée et qu'on con tinue l'entraînement en rotation en faisant tourner la pièce d'ouvrage à la fois depuis ladite autre extrémité serrée et ladite extré mité resserrée pour la continuation de l'usi nage. L'invention a en outre pour objet un appa reil pour la mise en oeuvre du procédé qui précède comprenant des dispositifs montés en face l'un de l'autre pour serrer deux des extré- mités opposées de la pièce d'ouvrage, deux broches porte-pièce coaxiales présentant des liaisons d'entraînement avec les dispositifs de serrage de la pièce et des moyens pour faire tourner synchroniquement les broches porte- pièce, qui est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des organes de commande pour fermer et ouvrir sélectivement, pendant la rotation des broches porte-pièce, l'un des dispositifs de serrage de la pièce d'ouvrage et pour débrayer pendant ladite rotation la liaison d'entraîne ment agissant entre ce dispositif de serrage et sa broche porte-pièce. Dans une variante, on dispose un joint universel permettant le déplacement latéral du joint du dispositif de serrage mentionné ci- dessus. Des formes de réalisation du procédé et de l'appareil que concerne l'invention sont décrites, à titre d'exemples non limitatifs, dans ce qui suit, à l'aide des dessins annexés. La fig. 1 est une élévation latérale, en partie arrachée et en partie en coupe, montrant le mécanisme de support et d'entraînement de la pièce d'ouvrage. La fig. 2 est une coupe verticale du man drin supérieur représenté à la fi-. 1. La fig. 3 est une coupe verticale schéma tique d'une variante du mandrin. La construction représentée au dessin com porte un dispositif pour supporter et faire tour ner une pièce d'ouvrage relativement longue et mince, telle que l'ébauche d'une aube de com presseur ou de turbomoteur à gaz, dans une machine-outil, pour fraiser ou meuler cette ébauche. Suivant la fig. 1, une broche porte-pièce supérieure 1 est montée pour tourner dans des paliers convenables 2 et 3 supportés par le bâti 4 de la machine et une broche porte- pièce inférieure 5 est montée coaxialement à la broche porte-pièce supérieure 1 dans des paliers convenables 6 et 7 également supportés par le bâti 4 de la machine. Des roues dentées 8 et 9, entraînées depuis un arbre commun 10, sont clavetées respectivement sur la broche porte-pièce supérieure 1 et la broche porte- pièce inférieure 5, ces broches étant ainsi entraînées en synchronisme. L'extrémité supérieure de la broche porte- pièce inférieure 5 est munie d'un écrou à colle rette 11 destiné à fixer un mandrin 12 sur la broche 5 pour serrer l'extrémité inférieure de l'ébauche à usiner. Une tige 14 coulissant axia- lement est montée dans la broche inférieure 5 pour actionner les mors du mandrin. La broche supérieure 1 est constituée par un manchon dont l'alésage est élargi à l'extré mité supérieure pour former un cylindre 15. Cette extrémité supérieure de la broche 1 est également établie pour recevoir sur elle de façon interchangeable un gabarit 16 et une came 17 pour régler la position de la fraise rotative (non représentée) au cours de l'opéra tion d'usinage. Un manchon porte-mandrin 18 est monté de façon à pouvoir coulisser axialement dans la broche porte-pièce 1 et comporte une extré mité supérieure de plus grand diamètre formant un piston 19 destiné à coulisser dans le cylin dre 15. L'extrémité inférieure du manchon 18 présente un alésage conique 18a dans lequel est destinée à s'emboiter une extrémité 20a de forme conique correspondante d'un mandrin supérieur 20. Ce mandrin est maintenu en place dans l'extrémité du manchon 18 au moyen d'un écrou de serrage 21 portant contre deux pattes diamétralement opposées formées sur le corps du mandrin. Le manchon 18 est également approprié à être bloqué en place par rapport à la broche porte-pièce 1 au moyen d'un manchon conique concentrique et d'un écrou de serrage coopérant 22. Après desser rage de cet organe de blocage, on peut dépla cer le manchon 18 par rapport à la broche porte-pièce 1 pour régler la distance entre le mandrin supérieur et le mandrin inférieur en l'adaptant à des ébauches de longueurs diffé rentes, au moyen de fluide sous pression, tel qu'air comprimé introduit dans le cylindre 15 au moyen d'un canal 23 relié par des orifices transversaux, d'une gorge annulaire usinée dans la surface de la broche 1, d'un presse- étoupe annulaire 24 et d'un obturateur de com mande (non représenté). Le mandrin supérieur 20 mentionné ci-des sus comporte des moyens pour permettre de relâcher les efforts développés dans l'ébauche, qui sont actionnés par abaissement d'un tirant 25 (voir en particulier à la fig. 2) faisant saillie du sommet de ce mandrin supérieur 20. Pour abaisser le tirant 25, une tige de piston tubu laire 26 est montée de façon à pouvoir cou lisser dans le manchon 18. A son extrémité supérieure, la tige 26 porte un piston 27 destiné à coulisser dans un cylin dre 28 formé à l'intérieur du piston 19, tandis que l'extrémité inférieure de cette tige tubu laire 26 est munie d'un bouchon 29 portant une butée 30 destinée à porter sur l'extrémité du tirant 25. La tige de piston 26 est retenue dans sa position supérieure inactive normale au moyen d'un ressort hélicoïdal de compres sion 31 portant à une extrémité sur le dessous du piston 27 et à l'autre extrémité sur un épau lement formé dans l'alésage du manchon 18. Le piston 27 est destiné à être repoussé vers le bas pour produire l'actionnement du tirant 25, par du fluide sous pression introduit dans la partie supérieure du cylindre 28 à tra vers un second presse-étoupe 32, des orifices transversaux comprenant l'orifice 33 percé dans la tige de piston tubulaire 26 et un alé sage axial pratiqué à travers la tête du piston. En se référant maintenant à la fig. 2, on voit que le mandrin supérieur 20 comporte un corps tubulaire principal présentant une extré mité tronconique 20a qui s'emboîte, comme précédemment mentionné, dans un alésage tronconique correspondant 18a de l'extrémité inférieure du manchon 18. Ce corps principal du mandrin 20 présente un alésage cylindrique 34 dans lequel est monté un ressort de com pression hélicoïdal 35. L'extrémité inférieure de l'alésage 34 est fermée par un chapeau vissé 36 et une extrémité du ressort 35 porte sur ce chapeau 36. L'autre extrémité du ressort 35 porte, par l'intermédiaire d'une butée à bille 37, sur la tête d'un manchon de réglage de pression 38, dont le corps coulisse dans un autre alésage de la partie supérieure 20a du mandrin 20. Le tirant 25 précédemment men tionné passe par un alésage axial du manchon 38 et également par un alésage axial du cha peau 36. L'alésage du manchon 38 présente un diamètre un peu plus grand que celui du tirant 25 de forme générale cylindrique, sauf sur une partie se trouvant à l'extrémité supérieure qui présente un taraudage correspondant au file tage de l'extrémité supérieure du tirant 25. L'extrémité supérieure du manchon 38 est éga lement conformée avantageusement à l'exté rieur comme un écrou six pans classique pour permettre de visser le manchon 38 sur le file tage du tirant 25, afin de faire varier la pres sion exercée par le ressort 35 qui, comme décrit ci-après, est la force amenant les mors du mandrin à serrer la pièce d'ouvrage. Un écrou de blocage 39 est prévu pour maintenir le réglage du manchon 38. Les mors du mandrin sont constitués par un mors plein 40 de forme générale cylindrique présentant un tenon 40a, s'emboîtant étroite ment dans l'extrémité de l'alésage 34 et égale ment un épaulement 40b destiné à porter con tre la face d'extrémité du corps du mandrin 20. Les surfaces en prise de l'épaulement 40b et la face d'extrémité du corps du mandrin consti tuent en fait des disques de friction d'un embrayage dans lequel le corps du mandrin représente la broche, le ressort 35 est le ressort d'embrayage et le tirant 25 est la tige d'action- nement. L'embrayage ainsi constitué représente une commande dégageable pour le mors plein 40 par le corps du mandrin 20. Le mors plein 40 est maintenu en place par une bague fendue de retenue 41 et un écrou 43. L'extrémité inférieure 25a du tirant 25 présente une section rectangulaire. Cette extrémité inférieure rectangulaire du tirant 25 est destinée à coulisser dans une fente rectan gulaire correspondante pratiquée dans le mors plein 40. Un mors mobile 45, qui comporte un bras de levier 45a s'étendant dans une fente 25b formée dans l'extrémité rectangulaire infé rieure du tirant 25, est monté sur un pivot 44 dans un logement ménagé dans le mors plein 40. L'extrémité inférieure avant 25b se termine par uné rampe diagonale 46 destinée à porter contre un côté du bras 45a. Comme le montre la fig. 2, la poussée de bas en haut du ressort 35 tendant à faire monter le tirant 25, fait basculer, au moyen de cette rampe, le mors mobile 45 autour de son axe 44 et lui fait ainsi serrer l'extrémité de l'ébauche d'aube 13 placée entre lui et le mors plein 40. Lorsque l'extrémité de l'ébauche d'aube a été serrée entre les mors 40 et 45, la continua tion de la poussée produite par le ressort 35 agissant par l'intermédiaire du tirant 25 et du mors mobile 45 repousse le mors plein 40 vers le haut, ce qui a pour effet de pousser les sur faces de l'embrayage venant en prise. La rota tion de la broche porte-pièce supérieure 1 est par conséquent transmise au moyen du man chon 18 et du mandrin 20 aux mors 40 et 45. En fonctionnement, pendant l'usinage d'une pièce d'ouvrage montée dans les mandrins supérieur et inférieur, qui est entraînée en rota tion par ces derniers, lorsqu'on désire relâcher des efforts qui peuvent avoir été développés dans la pièce par l'enlèvement de métal de cette dernière, on actionne une commande, soit à la main, soit automatiquement pendant une course de retour ou inactive de la fraise, pour faire admettre de l'air comprimé ou un autre fluide sous pression dans la partie supérieure du cylindre 28. Comme on l'a précédemment décrit, cela fait déplacer le piston 27 pour abaisser le tirant 25, ce qui relâche l'action de serrage du mors du mandrin et également la pression exercée entre les surfaces d'em brayage. L'extrémité supérieure de l'ébauche ou pièce d'ouvrage est ainsi libérée pour per mettre son mouvement, afin de relâcher les efforts de torsion qui ont été développés dans l'ébauche. La commande causant la distribution du fluide sous pression dans le cylindre 28 est alors de nouveau actionnée pour permettre au piston 27 de revenir à sa position supérieure originelle sous l'action du ressort 31. Le res sort 35 du mandrin 20 produit ensuite un mou vement de retour correspondant du tirant 25, ce qui a pour effet que l'extrémité de l'ébauche est de nouveau serrée par les mors du mandrin dans toute nouvelle position qu'elle a prise, le mors plein 40 tournant si nécessaire par rap port au corps du mandrin 20 à cet effet. La construction décrite ci-dessus est parti culièrement appropriée pour l'usinage des ébau ches d'aube de compresseur ou turbine pour turbomoteur à gaz et, dans cette construction, la commande en rotation principale pour l'ébauche est effectuée par le mandrin inférieur, le mandrin supérieur servant principalement à maintenir l'ébauche. Cependant, on conçoit que l'on peut facilement modifier si on le désire la forme ou constitution des surfaces venant en prise dans l'embrayage pour augmenter ou diminuer l'effet d'entraînement du mandrin supérieur. Le mandrin décrit est approprié à serrer l'extrémité rectangulaire d'une aube de turbine, mais en prévoyant plusieurs mors mobiles, le mandrin peut être adapté pour ser rer des pièces d'ouvrage présentant d'autres sections. Une variante du mandrin est représentée à la fig. 3, dans laquelle la construction est analogue à celle représentée à la fig. 2. Cepen dant, le tirant ou tige d'actionnement 25' est muni, près de son extrémité inférieure, d'un joint universel, constitué par une tête cylindri que 47 retenue librement dans un logement 48. Au-dessous du joint, l'extrémité 25d du tirant présente une section rectangulaire et coulisse dans un trou rectangulaire du mors plein 40'. Le mors plein 40' présente un épaulement 40b' qui porte à friction contre la face d'extrémité du corps du mandrin 20' pour former un embrayage à friction. Le mors mobile 45', bas culant dans le mors plein 40' au moyen de l'axe 44' comporte un bras 45a', qui s'étend dans la fente 25b' de l'extrémité inférieure rectangulaire du tirant 25' et qui est destiné à attaquer la face diagonale 46'. Le fonctionnement du mandrin modifié est le même que celui du mandrin représenté à la fig. 2, sauf que le joint permet aux mors de flotter librement dans toutes les directions laté rales en relâchant ainsi les efforts de torsion lorsqu'on le désire. Il est évident que les expressions supé rieur et inférieur n'ont été utilisées dans ce qui précède que' pour des raisons de com- modité, car il n'est pas indispensable que l'axe de rotation des broches porte-pièce soit verti cal dans la forme de réalisation représentée de l'invention. En outre, on entend par tensions internes les forces qui prennent naissance dans la pièce, du fait de l'hétérogénéité de l'alliage dont elle est constituée, afin d'assurer l'équi libre de sa texture. Ces tensions internes, lors qu'elles sont libérées par enlèvement de métal pendant l'usinage, provoquent la déformation de la pièce.
Claims (1)
- REVENDICATION- I Procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage qui consiste à entraîner la pièce en rotation depuis deux de ses extrémités serrées rigide ment, à usiner la pièce tout en maintenant le serrage rigide des deux extrémités et l'entraî nement en rotation depuis ces deux extrémités, caractérisé en ce qu'on interrompt l'usinage en cours, qu'on libère une extrémité de la pièce d'ouvrage (13) tout en maintenant le serrage rigide de l'autre extrémité et l'entraînement en rotation depuis cette extrémité serrée, la libéra tion de l'une des extrémités permettant à la pièce d'ouvrage de se déformer et à l'extrémité libérée de se déplacer sous l'action des tensions développées dans la pièce pendant l'opération d'usinage,ces tensions pouvant ainsi se relâcher sans qu'on arrête la rotation de la pièce en cours d'usinage, puis qu'on resserre l'extrémité libérée dans sa position déplacée tout en main tenant le serrage rigide de cette autre extrémité et l'entraînement en rotation à partir de cette autre extrémité serrée et qu'on continue l'en traînement en rotation en faisant tourner la pièce d'ouvrage à la fois depuis ladite autre extrémité serrée et ladite extrémité resserrée pour la continuation de l'usinage.REVENDICATION II Appareil pour la mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1, comprenant des dispositifs montés en face l'un de l'autre pour serrer deux des extrémités opposées de la pièce d'ouvrage, deux broches porte-pièce coaxiales présentant des liaisons d'entraînement avec les dispositifs de serrage de la pièce et des moyens pour faire tourner synchroniquement les bro ches porte-pièce, caractérisé en ce qu'il com prend en outre des organes de commande (25 ou 25', 26, 27), pour fermer et ouvrir sélective ment, pendant la rotation des broches porte- pièce, l'un des dispositifs de serrage (40, 45 ou 40', 45')de la pièce d'ouvrage et pour débrayer pendant ladite rotation la liaison d'entraîne ment agissant entre ce dispositif de serrage et sa broche porte-pièce (1). SOUS-REVENDICATIONS: 1. Procédé suivant la revendication I dans lequel les extrémités opposées de la pièce d'ou vrage sont serrées dans des dispositifs de ser rage disposés en face l'un de l'autre, entraînés synchroniquement à partir de broches porte- pièce ayant des liaisons de commande avec les dispositifs de serrage, caractérisé en ce qu'on libère l'une des extrémités de la pièce d'ouvrage (13) en ouvrant les dispositifs de serrage (40, 45 ou 40', 45') qui la serrent, qu'on débraye la liaison d'entraînement entre le dernier dispositif de serrage (40, 45 ou 40', 45')et sa broche porte-pièce (1), qu'on resserre ensuite l'extré mité libre de la pièce d'ouvrage dans sa posi tion déplacée en refermant ce dernier dispositif de serrage (40, 45 ou 40', 45') sur l'extrémité libérée et qu'on rembraye la liaison d'entraîne ment de ce dernier dispositif de serrage (40. 45 ou 40', 45') avec sa broche porte-pièce (1). 2. Appareil suivant la revendication II, caractérisé en ce que les organes de commande '25 ou 25', 26, 27) sont actionnés par fluide sous pression et en ce qu'il comprend des moyens (32, 33) pour conduire du fluide au dispositif de commande pendant la rotation des broches porte-pièce. 3.Appareil suivant la revendication II, caarctérisé en ce que la liaison d'entraînement entre l'un (40, 45 ou 40', 45') des dispositifs de serrage de la pièce d'ouvrage et sa broche porte-pièce (1) comprend un embrayage (20, 40b ou 20', 40 b') permettant de débrayer la liaison d'entraînement. 4. Appareil suivant la sous-revendication 3, caractérisé en ce que les organes de com mande (25 ou 25', 26, 27) comprennent une tige d'actionnement d'embrayage (25 ou 25') pouvant être actionnée pour embrayer ou débrayer l'embrayage (20, 40b ou 20', 40 b'), puis fermer et ouvrir l'un desdits dispositifs de serrage (40, 45 ou 40', 45') de la pièce d'ou vrage. 5. Appareil suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la tige d'actionnement d'embrayage (25 ou 25') est monté de façon à pouvoir coulisser coaxialement à la broche.porte-pièce (1) qui entraîne le dispositif de serrage de la pièce d'ouvrage (40, 45 ou 40', 45') prémentionné. 6. Appareil suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'un ressort (35) pousse constamment la tige (25 ou 25') d'actionnement de l'embrayage pour embrayer l'embrayage (20, 40b ou 20', 40b') et fermer l'un (40, 45 ou 40', 45') des dispositifs de serrage de la pièce d'ouvrage. 7.Appareil suivant la sous-revendication 6, caractérisé en ce que les organes de com mande (25 ou 25', 26, 27) comprennent un piston à mouvement alternatif (27) disposé co- axialement à la broche porte-pièce (1), cette broche entraînant l'un (40, 45 ou 40', 45') des dispositifs de serrage de la pièce, le piston étant mobile pour déplacer la tige (25 ou 25') d'actionnement de l'embrayage contre l'action du ressort (35), ce qui débraye l'embrayage (20, 40b ou 20', 40b') et ouvre celui des dispo sitifs de serrage mentionné (40, 45 ou 40', 45'). 8.Appareil suivant la sous-revendication 4, - caractérisé en ce que l'un (40, 45 ou 40', 45') des dispositifs de serrage de la pièce d'ouvrage est constitué par des mors, dont l'un (45 ou 45') est articulé par rapport à l'autre (40 ou 40'), le mors articulé ayant un bras de levier (45a ou 45d) pouvant être attaqué par la tige (25 ou 25') d'actionnement de l'em brayage. 9. Appareil suivant la sous-revendication 8, caractérisé en ce que le bras de levier (45a ou 45a') est attaqué par une rampe (46 ou 46') de la tige (25 ou 25') d'actionnement de l'em brayage. . 10.Appareil suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que la tige (25') d'action- nement de l'embrayage comporte un joint (47, 48) permettant le déplacement latéral du dis positif de serrage mentionné (40', 45').
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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CH331611T | 1955-01-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH331611A true CH331611A (fr) | 1958-07-31 |
Family
ID=4502138
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
CH331611D CH331611A (fr) | 1955-01-21 | 1955-01-21 | Procédé d'usinage d'une pièce d'ouvrage et appareil pour l'exécution du procédé |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH331611A (fr) |
-
1955
- 1955-01-21 CH CH331611D patent/CH331611A/fr unknown
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