Procédé de fabrication d'un outil à diamants à rectifier, dresser et conformer La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un outil à diamants à rectifier, dres ser et conformer, procédé dans lequel les particules de diamants sont liées par un métal appliqué par galvanoplastie.
On a déjà fabriqué des outils à diamants à recti fier en utilisant une base métallique sur laquelle une couche unique de particules de diamants est liée par un dépôt électrolytique d'un métal. La précision de tels outils est limitée par les variations du dépasse ment des particules abrasives de diamants, et il en résulte un inconvénient sérieux chaque fois qu'il y a lieu de rectifier une meule à un profil de haute pré cision.
Le but recherché par la présente invention est de supprimer ou réduire cet inconvénient.
Le procédé de fabrication selon la présente in vention est caractérisé en ce qu'on colle par voie électrolytique une seule couche de particules de dia mants directement sur un maître-gabarit en utilisant pour cela une couche primaire d'un métal doux et de façon à recouvrir partiellement la couche de dia mants, on lie et recouvre complètement ces parti cules de diamants à l'aide d'une seconde couche mé tallique déposée par voie électrolytique, et on enlève au moins le maître-gabarit et la première couche de collage.
La précision de l'outil est déterminée par la pré cision du maître-gabarit, du fait que les particules de diamants viennent à son contact. Toute variation des dimensions des particules de diamants est absorbée dans la couche de métal déposé par électrolyse.
Pour l'enlèvement du maître-gabarit, on peut avoir recours à un procédé commode quelconque, pourvu toutefois que la méthode choisie n'endom mage ni ne déforme l'outil. Par exemple, un gabarit en aluminium peut être enlevé en le dissolvant avec de la soude caustique, tandis qu'un gabarit formé en un alliage à faible point de fusion peut être enlevé par fusion, mais des procédés purement mécaniques peuvent aussi être utilisés quand cela se révèle plus commode.
Un mode de réalisation de l'invention va mainte nant être décrit uniquement à titre d'exemple et en se référant au dessin annexé, sur lequel La fig. 1 est une coupe d'un maître-gabarit en aluminium, pouvant servir dans la fabrication d'un type d'outil à rectifier ; La fig. 2 est une coupe d'un appareil dans le quel le gabarit en aluminium montré à la fig. 1 re çoit, au cours d'un premier stade du procédé, une couche collée de poussière de diamant ;
La fig. 3 est une coupe d'une petite section du gabarit, à plus grande échelle, montrant la manière dont la poussière de diamant est fixée au gabarit par l'appareil représenté à la fig. 2 ; La fig. 4 est une coupe montrant un stade ulté rieur de fabrication de l'outil à rectifier ; La fig. 5 est une coupe de l'outil à rectifier ter miné, dont le gabarit a été enlevé ; La fig. 6 est une coupe à plus grande échelle d'une partie de l'outil représenté à la fig. 5 ;
La fig. 7 est une vue en perspective de l'outil à rectifier terminé ; La fig. 8 est une coupe d'un second type d'outil à rectifier fabriqué par le procédé selon l'invention ; et la fig. 9 est une coupe partielle d'une meule devant être rectifiée par l'outil représenté à la fig. 8.
En se référant aux fig. 1 à 7, un procédé de fa brication d'un outil à rectifier pour une meule à rec tifier les filets, c'est-à-dire une meule dont la face de travail présente le profil du filetage désiré, consiste à usiner avec précision un maître-gabarit en alumi- nium 10 en lui conférant un profil 10a correspon dant à l'inverse du profil de filetage que devra avoir l'outil à rectifier terminé.
Comme il apparaît à la fig. 2 ; on place le gabarit 10 sur une tuile poreuse 11 en matière céramique et on monte sur ce gabarit un fourreau étroitement ajusté 12, qu'on peut égale ment voir sur cette figure-. On relie le gabarit à une source de courant électrique pour lui permettre de jouer le rôle d'une cathode de cuve électrolytique tandis qu'une tige 13 occupant une position centrale sert d'anode pour l'électrolyse.
Dans le centre du ga barit 10, on installe un lit de diamants 14 ayant la granulométrie désirée, la profondeur du lit étant lé gèrement supérieure à la profondeur du gabarit, et on introduit dans le fourreau 12 du sulfate de cuivre qui constitue l'électrolyte 15 et dont la profondeur est telle que l'électrolyte atteint un niveau très su périeur à celui du lit de diamants 14. L'électrolyte tend à s'infiltrer vers le bas à travers la tuile poreuse et on le recueille dans un bain 16 qu'on installe au- dessous de la tuile et duquel l'électrolyte peut être ensuite récupéré.
On fournit continuellement des nouvelles quantités d'électrolyte au fourreau 12 pour maintenir le niveau dans celui-ci à une valeur sen siblement constante. En fonctionnement de cette cuve électrolytique, le cuivre se dépose par l'action électrolytique sur la cathode, c'est-à-dire en l'occur rence sur le gabarit 10, et au cours de cette action, les particules de diamants qui sont en contact avec le gabarit 10 sont contraintes d'adhérer à celui-ci en formant une couche 17, qu'on peut considérer comme étant réellement collée au gabarit par une mince couche primaire 18 de cuivre déposé. L'épais seur du cuivre ou couche de collage 18 n'a pas be soin de dépasser 50 microns environ.
En utilisant de nouveau le gabarit 10 comme cathode, on dépose par galvanoplastie une couche secondaire épaisse de nickel 19 au sommet de la mince couche en cuivre 18 de sorte que les parti cules de diamants formant la couche 17 sont ferme ment liées les unes aux autres à leurs extrémités éloignées du gabarit 10, par ladite couche en nickel 19. L'épaisseur de la couche en nickel est d'environ 3,17 mm.
Une fois que le gabarit en aluminium 10 a été muni des couches successives de diamants 17, de cuivre 18 et de nickel 19 qui sont liées à ce gabarit comme il est représenté à la fig. 3, on enlève le ga barit du système électrolytique et on le place comme indiqué à la fig. 4 sur un noyau central en acier 20 présentant un alésage 21. On verse dans l'espace an nulaire 22 ménagé entre la couche en nickel 19 et le noyau central 20 un liant 23 à base de résine époxy chargée de poudre métallique. Une fois que le liant 23 a fait prise, on élargit l'alésage 21 du noyau 20 et on le meule au diamètre requis se con formant rigoureusement et concentriquement à la pé riphérie du gabarit en aluminium 10.
On enlève ce gabarit 10 en commençant par éliminer sa majeure partie par usinage et en dissolvant la partie restante avec de la soude caustique. Cette opération laisse un outil de rectification qu'on voit sur les fig. 5 et 7, et d'autre part comme il apparaît à la fig. 6, les par ticules de diamants protubèrent toutes de la couche de nickel 19 de la même distance.
En dernier lieu, on soumet l'outil à l'action de l'acide chlorhydrique dilué pour enlever la couche de cuivre 18 et, si l'on désire, une partie de la couche en nickel 19. L'outil est prêt à servir et peut être monté sur une machine à rectifier les filets, sur la même broche que l'outil usuel de formage par écrasement ou à la place de cet outil.
Dans le second mode de réalisation de l'inven tion, il s'agit d'observer une côte de 12,7 microns au cours d'un meulage des cannelures sur des pièces en acier. On commence par meuler ces pièces sur une machine de meulage de surface et après cela on place un outil à rectifier fabriqué par le procédé de l'invention à une extrémité du banc de la machine de telle sorte qu'à chaque fois que cela se révèle néces saire, la meule puisse être amenée le long du banc de la machine jusque vers l'outil qui est désigné par la référence d'ensemble 24 à la fig. 8.
Pour fabriquer cet outil on a utilisé un maitre-gabarit en aluminium (non représenté) dont le profil est celui qui est né cessaire pour la meule 25 (fig. 9), c'est-à-dire un profil précis et inverse de celui de la cannelure sur les pièces en acier à usiner. Une couche 26 de parti cules abrasives de diamants 46 (granulométrie com prise entre 425 et 369 microns) est collée, comme dans le premier mode de réalisation, à la surface du gabarit en aluminium, en utilisant ce dernier comme cathode dans la cuve électrolytique et en le re couvrant de cuivre à travers un lit de particules de diamants non agglomérées pendant une durée suf fisante pour obliger la couche 26 à adhérer au gaba rit.
Comme précédemment, la couche primaire de cuivre (non représentée) est d'une épaisseur de l'ordre de 50 microns seulement, l'épaisseur exacte n'étant pas d'une importance critique. On fixe les particules de diamants au gabarit de manière que les pointes coupantes finales aient une forme vraie et se conforment donc à la forme exacte de la meule requise 25. En utilisant de nouveau le gabarit d'alu minium comme cathode, on dépose par galvano plastie une couche secondaire épaisse en nickel 27 et on lie de cette façon les particules de diamants au sein de cette couche, dont l'épaisseur est d'environ <B>3,17</B> mm. On enlève le gabarit en aluminium, la couche de cuivre et éventuellement une partie de la couche de nickel 27 comme dans le premier mode de réalisation.
On monte ensuite l'outil dans un bloc d'acier 28 avec interposition d'un lit 29 de résine époxy chargée de poudre métallique et du type fai sant prise à froid.
Dans les deux modes de réalisation ci-dessus, on a parlé d'un maître-gabarit en aluminium mais on pourrait utiliser un autre métal soluble dans les al calis ou encore un métal fusible dont le point de fusion est suffisamment bas pour permettre son en- lèvement ultérieur sans effet fâcheux sur l'outil à rectifier, ou enfin le gabarit pourrait être fait en une matière plastique métallisée.
Le procédé qui a été illustré par la description de deux formes de réalisation, présente l'avantage de faciliter la fabrication d'outils à diamants à rectifier, dresser ou conformer dont la précision de profil est d'au moins supérieure à 25,4 microns et dans la plupart des cas est meilleure à 12,7 microns.