PROCEDE DE CHASSAGE PAR ULTRASONS ULTRASONIC CHASSING PROCESS
Demande correspondante Corresponding request
La présente demande revendique la priorité de la demande européenne N° EP 15173943.0 déposée le 25 juin 2015 au nom de l'ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE (EPFL), le contenu de cette demande antérieure étant incorporé par référence en son entier dans la présente demande. The present application claims the priority of the European application N ° EP 15173943.0 filed on June 25, 2015 in the name of the Ecole Polytechnique FÉDÉRALE DE LAUSANNE (EPFL), the content of this prior application being incorporated by reference in its entirety in the present application .
État de l'art State of the art
La présente invention concerne le procédé de cbassage par ultrasons, plus précisément une technique d'attachement par brasage et/ou soudage à l'interface entre au moins deux composants résultant de la dissipation contrôlée de l'énergie des ultrasons superposés au mouvement d'au moins un composant. The present invention relates to the method of ultrasound scavenging, more specifically to a technique of soldering and / or soldering at the interface between at least two components resulting from the controlled dissipation of the ultrasound energy superimposed on the movement of least one component.
On connaît, notamment par les documents JP0246675A, JP1024939A, DE9305285UU1, DE102013209407A1, des procédés de chassage analogues pour lesquelles ni diminution de la force de chassage ni augmentation de la tenue mécanique des assemblages chassés ne sont reportés. La tenue mécanique des assemblages chassés avec de tels procédés est assurée par un frottement à l'interface entre les composants. Document JP0246675A, JP1024939A, DE9305285UU1 and DE102013209407A1 disclose similar hunting methods for which neither reduction of the driving force nor increase of the mechanical strength of the driven assemblies are reported. The mechanical strength of the assemblies driven with such processes is ensured by a friction at the interface between the components.
De tels procédés sont notamment utilisés pour l'assemblage de composants sur des cartes électroniques. Pour ces applications particulières, la forte compression de la partie élastique du connecteur électronique nécessaire à son insertion complète rend la superposition d'ultrasons avantageuse durant cette phase du cycle de chassage.Such methods are used in particular for assembling components on electronic boards. For these particular applications, the high compression of the elastic part of the electronic connector necessary for its complete insertion makes ultrasonic superposition advantageous during this phase of the driving cycle.
On connaît, notamment par le document DE 102012211327A1, des procédés de chassage analogues sans augmentation de la tenue mécanique des assemblages chassés. La tenue mécanique des assemblages chassés avec de tels procédés est assurée par un frottement à l'interface entre les composants. Comme on le verra dans la description détaillée, l'expérience contredit cette affirmation dans le cas du chassage par ultrasons. Document DE 102012211327A1 discloses similar hunting methods without increasing the mechanical strength of the assemblies removed. The mechanical strength of the assemblies driven with such processes is ensured by a friction at the interface between the components. As will be seen in the detailed description, the experiment contradicts this statement in the case of ultrasonic driving.
Un tel procédé est notamment utilisé pour l'assemblage de vannes d'injection de carburant. Pour ces applications particulières, la très faible épaisseur de la paroi du manchon de soupape de Pélectro-vanne d'injection direct d'essence rend le chassage de cette pièce sur le corps de la soupape impossible sans la superposition d'ultrasons au mouvement de l'outil de chassage. Such a method is used in particular for assembling fuel injection valves. For these particular applications, the very thin wall thickness of the direct fuel injection valve solenoid valve sleeve makes it impossible to drive this part over the valve body without the superposition of ultrasound to the movement of the valve. hunting tool.
La publication par Csaba Laurenczy, Damien Berlie et Jacques Jacot intitulée "Ultrasonic press-fitttng: a new assembly technique" et publiée dans les actes de la conférence IPAS ayant eu lieu du 16 au 18 février 2014 à Chamonix en France introduit les difficultés liées au procédé de chassage conventionnel et met en évidence la réduction significative de la force de chassage. L'hypothèse d'une réduction du coefficient de frottement en pré- sence des ultrasons est avancée sans démonstration. Comme on le verra dans la description détaillée, l'expérience exécutée depuis cette publication contredit cette hypothèse. The publication by Csaba Laurenczy, Damien Berlie and Jacques Jacot entitled "Ultrasonic press-fitttng: a new technical assembly" and published in the proceedings of the IPAS conference that took place from 16 to 18 February 2014 in Chamonix, France introduces the difficulties associated with conventional hunting method and highlights the significant reduction in driving force. The hypothesis of a reduction of the coefficient of friction in the presence of ultrasound is advanced without demonstration. As will be seen in the detailed description, the experiment performed since this publication contradicts this assumption.
Le chassage est une technique d'attachement communément connue et pratiquée pour assembler au moins deux composants sans matériau d'apport externe et sans pièce supplémentaire durant l'entier de la durée de vie des composants et avec la possibilité d'au moins un démontage. Selon le procédé de chassage conventionnel, la tenue
Hunting is a commonly known attachment technique practiced to assemble at least two components without external filler material and without additional parts during the entire lifetime of the components and with the possibility of at least one disassembly. According to the conventional hunting method, holding
mécanique de l'attachement d'au moins deux composants chassés est assurée par le frottement à l'interface entre ces composants. Ce frottement est dû à la différence de dimensions entre le premier composant et le deuxième. Cette différence est souvent appelée interférence ou serrage. Cette interférence engendre une dilatation du composant externe et une compression du composant interne dont la combinaison crée une pression à leur interface. Cette pression est à l'origine du frottement. Mechanical attachment of at least two components driven is ensured by the friction at the interface between these components. This friction is due to the difference in size between the first component and the second. This difference is often called interference or clamping. This interference causes a dilation of the external component and a compression of the internal component whose combination creates a pressure at their interface. This pressure is at the origin of the friction.
Le procédé de chassage conventionnel souffre de plusieurs inconvénients comme par exemple, mais pas seulement, des forces de chassage relativement élevées par rapport aux tenues mécaniques obtenues. Ces forces de chassages élevées ajoutent des fonctions techniques supplémentaires sur les composants souvent coûteuses à réaliser. Ces fonctions servent par exemple à augmenter la limite élastique du matériau d'au moins un composant ou à augmen- ter au moins une des dimensions critiques d'au moins un composant afin de baisser la contrainte mécanique correspondante et d'éviter ainsi les déformations plastiques permanentes de ces composants. The conventional driving method suffers from several disadvantages such as, but not limited to, relatively high driving forces compared to the mechanical strengths obtained. These high driving forces add additional technical functions to the components that are often expensive to produce. These functions serve, for example, to increase the elastic limit of the material of at least one component or to increase at least one of the critical dimensions of at least one component in order to lower the corresponding mechanical stress and thus prevent plastic deformations. of these components.
On connaît, notamment par les documents EP1445670A1, EP1708045A2, EP1850193A1, des constructions du deuxième composant comportant des parties élastiques permettant d'éviter les déformations plastiques permanentes et/ou les ruptures lors du chassage. Le rôle de cette partie élastique est d'autant plus important lorsque le composant est réalisé dans une matière fragile. Document EP1445670A1, EP1708045A2 and EP1850193A1 disclose constructions of the second component comprising elastic parts which make it possible to avoid permanent plastic deformations and / or breakages during driving. The role of this elastic part is all the more important when the component is made of a fragile material.
De telles constructions sont notamment utilisées pour l'assemblage de roues d'horlogerie réalisées dans une matière fragile telle que, le silicium. Le but recherché est la diminution des forces de chassage et donc des contraintes mécaniques. L'utilisation du chassage par ultrasons permet d'atteindre ce même objectif sans modifier ni la construction ni le matériau des composants par la diminution de la force de chassage intrinsèque à l'objet de l'invention. Les forces de chassages élevées typiques du chassage conventionnel nécessitent parfois l'ajout d'opérations supplémentaires coûteuses à la gamme opératoire. Par exemple l'utilisation d'huiles ou de graisses particulières, appliquées sur au moins un composant, permet dans certains cas la diminution des forces de chassages. Ces lubrifiants peuvent avoir un impact négatif sur les opérations de fabrication ultérieures ou nécessiter des opérations de lavage supplémentaires. Such constructions are in particular used for the assembly of watch wheels made of a fragile material such as silicon. The aim is to reduce the driving forces and therefore the mechanical stresses. The use of ultrasound hunting makes it possible to achieve this same objective without modifying the construction or the material of the components by reducing the intrinsic driving force of the object of the invention. The high hunting forces typical of conventional hunting sometimes require the addition of expensive additional operations to the operating range. For example, the use of particular oils or greases, applied to at least one component, makes it possible in certain cases to reduce the driving forces. These lubricants may have a negative impact on subsequent manufacturing operations or require additional washing operations.
Les forces de chassages élevées peuvent endommager ou amener à la rupture au moins un composant. Les composants fragiles, en particulier les pierres horlogères en céramique ou les roues d'horlogerie en silicium, sont particulièrement exposées à ce risque. En cas d'endommagement ou de casse d'au moins un composant, les fonctions assurées par celui-ci peuvent être supprimées et/ou la tenue mécanique diminuée. Dans un tel cas, au moins ce composant doit être remplacé. Cette opération est souvent très coûteuse. High driving forces can damage or break at least one component. Fragile components, especially ceramic watch stones or silicon watch wheels, are particularly vulnerable to this risk. In case of damage or breakage of at least one component, the functions provided by it can be eliminated and / or the mechanical strength decreased. In such a case, at least this component must be replaced. This operation is often very expensive.
La première demande européenne EP 15173943.0 dont la présente demande revendique la priorité discute également de façon détaillée la technique du chassage, ses principes et ses modèles (voir notamment les chapitres 2, 3 et 4 de la description de cette demande antérieure) et il est fait référence à cette discussion par référence dans la présente description. The first European application EP 15173943.0, the present application of which claims priority, also discusses in detail the hunting technique, its principles and its models (see in particular chapters 2, 3 and 4 of the description of this prior application) and it is made reference to this discussion by reference in the present description.
D'un autre côté, l'utilisation des ultrasons comme vecteur d'énergie est connue, comme décrit dans la première demande européenne EP 15173943.0 dont la présente demande revendique la priorité, et il est fait référence à cette discussion par référence dans la présente description (voir notamment le chapitre 5 de la description de cette demande antérieure).
On the other hand, the use of ultrasound as a vector of energy is known, as described in the first European application EP15173943.0 of which the present application claims priority, and reference is made to this discussion by reference in the present description. (see in particular Chapter 5 of the description of this earlier application).
Description sommaire de l'invention Brief description of the invention
Un but de l'invention est de proposer un procédé amélioré par rapport à l'état de la technique. An object of the invention is to provide an improved method compared to the state of the art.
Plus précisément, un but de l'invention et de proposer un procédé de chassage plus performant que ceux connus, qui a un meilleur rendement, nécessite une force de chassage réduite tout en atteignant une meilleure tenue méca- nique des parties assemblées par ce procédé. More specifically, an object of the invention and to propose a hunting method more efficient than those known, which has a better performance, requires a reduced driving force while achieving a better mechanical resistance of the parts assembled by this method.
Selon l'invention, le procédé de chassage par ultrasons est une technique d'attachement entre un premier composant et au moins un autre composant par brasage et/ou soudage à l'interface entre ces composants. According to the invention, the ultrasonic driving method is a technique of attachment between a first component and at least one other component by soldering and / or welding at the interface between these components.
L'invention technique réside notamment dans une application originale et inventive du chassage par ultrasons de composants microtechniques, c'est-à-dire de composants dont au moins une dimension fonctionnelle est inférieure ou égale à environ trois millimètres, comme exemple non-limitatif. Pour cela, le contrôle de la dissipation d'énergie des ultrasons, par exemple par le réglage de l'impédance acoustique de l'interface entre les composants, est nécessaire. Les gains et bonnes propriétés liés à l'objet de l'invention ne sont obtenus que pour une plage d'énergie restreinte, par exemple entre 100 mJ, et dépendante de chaque cas d'application. Ce contrôle très précis est difficile à atteindre pour les dimensions microtechniques. En particulier, les points de brasure et/ou de soudure principale- ment responsables de la tenue mécanique d'un tel assemblage sont obtenus, sans modification dimensionnelle et/ou dégradation esthétique des composants, en augmentant localement la température aux points de contact de l'interface entre les composants grâce à la dissipation contrôlée de l'énergie des ultrasons. The technical invention resides in particular in an original and inventive application of ultrasonic charging microtechnic components, that is to say, components of which at least one functional dimension is less than or equal to about three millimeters, as a non-limiting example. For this, the control of the energy dissipation of the ultrasound, for example by adjusting the acoustic impedance of the interface between the components, is necessary. The gains and good properties related to the subject of the invention are obtained only for a restricted energy range, for example between 100 mJ, and dependent on each application case. This very precise control is difficult to achieve for microtechnical dimensions. In particular, solder and / or solder points mainly responsible for the mechanical strength of such an assembly are obtained, without any dimensional change and / or aesthetic degradation of the components, by locally increasing the temperature at the contact points of the assembly. interface between components through controlled dissipation of ultrasound energy.
Dans un mode d'exécution l'invention concerne un procédé de chassage d'au moins un premier composant dans un deuxième composant en superposant une onde mécanique de fréquence ultrasonique au mouvement d'au moins l'un des composants. De préférence, au moins une dimension fonctionnelle est inférieure ou égale à environ trois millimètres et une méthode de réglage des paramètres de procédés permet le contrôle de la quantité d'énergie dissipée à l'interface entre les deux composants. In one embodiment the invention relates to a method of driving at least a first component in a second component by superimposing a mechanical wave of ultrasonic frequency to the movement of at least one of the components. Preferably, at least one functional dimension is less than or equal to about three millimeters and a method of adjusting the process parameters allows control of the amount of energy dissipated at the interface between the two components.
Dans un mode d'exécution les directions de propagation des ultrasons sont composées d'au moins un mode vibratoire choisi, dont l'une des dites directions est par exemple, mais pas seulement, parallèle au mouvement de l'outil de chassage, perpendiculaire au mouvement de l'outil de chassage et/ou tangentiel à ce dernier. Dans un tel cas, les ultrasons sont définis comme une onde mécanique longitudinale, respectivement radiale et/ou en torsion. In one embodiment, the ultrasound propagation directions are composed of at least one selected vibratory mode, one of whose directions is for example, but not only, parallel to the movement of the driving tool, perpendicular to the movement of the hunting tool and / or tangential to the latter. In such a case, the ultrasound is defined as a longitudinal mechanical wave, respectively radial and / or torsion.
Dans un mode d'exécution, l'énergie des ultrasons est dissipée de manière contrôlée aux aspérités de l'interface en contact entre les composants. De préférence, ce contrôle est réalisé à travers le réglage de l'impédance acoustique aux points de contact de l'interface. In one embodiment, the ultrasound energy is dissipated in a controlled manner to the asperities of the interface in contact between the components. Preferably, this control is achieved through the adjustment of the acoustic impedance at the contact points of the interface.
Dans un mode d'exécution, l'énergie dissipée des ultrasons élève très localement la température de ces points de contacts jusqu'à atteindre au moins la dégradation des propriétés mécaniques de ces points de contact sinon leur fusion. In one embodiment, the dissipated energy of the ultrasound very locally raises the temperature of these contact points until at least the degradation of the mechanical properties of these points of contact or their fusion.
Dans un mode d'exécution, la dégradation des propriétés mécaniques et/ou la fusion des points de contact entre les composants réduit significativement la force de chassage par rapport à un procédé de chassage conventionnel, c'est-à-dire sans superposition d'ultrasons.
In one embodiment, the degradation of the mechanical properties and / or the melting of the contact points between the components significantly reduces the driving force compared to a conventional driving method, that is to say without overlapping ultrasound.
Dans un mode d'exécution, l'augmentation de la température aux points de contacts de l'interface accélère la diffusion locale entre les composants jusqu'à obtenir des points de brasure et/ou des points de soudure sans modification dimensionnelle ni dégradation esthétique des composants, mais avec une augmentation significative de la tenue mécanique de l'assemblage chassé par ultrasons par rapport à un procédé de chassage conventionnel, c'est- à-dire sans superposition d'ultrasons. In one embodiment, the increase of the temperature at the interface contact points accelerates the local diffusion between the components until solder points and / or solder points without dimensional change or aesthetic degradation of the components. components, but with a significant increase in the mechanical strength of the ultrasonically driven assembly compared to a conventional driving method, that is to say without ultrasonic superposition.
Dans un mode d'exécution, l'augmentation de la température aux points de contacts de l'interface augmente la surface de contact réelle entre les composants. L'augmentation de la surface de contact réelle est d'autant plus importante que l'un des matériaux mouille, au sens de la capillarité, ou enveloppe, par exemple mais pas seulement par déformation élastique ou plastique, le deuxième, l'augmentation de la tenue mécanique étant proportionnelle à cette augmentation de la surface de contact réelle. In one embodiment, increasing the temperature at the contact points of the interface increases the actual contact area between the components. The increase of the real contact surface is all the more important that one of the materials wets, in the sense of the capillarity, or envelope, for example but not only by elastic or plastic deformation, the second, the increase of the mechanical strength being proportional to this increase in the actual contact area.
Dans un mode d'exécution, l'augmentation de la surface de contact réelle entre les composants peut créer au moins un serrage mécanique de forme ayant éventuellement les mêmes dimensions que les aspérités de l'interface entre les composants. In one embodiment, increasing the actual contact area between the components can create at least one mechanical shape clamping possibly having the same dimensions as the asperities of the interface between the components.
Dans un mode d'exécution, l'invention concerne l'utilisation d'un procédé tel que décrit dans la présente demande, pour le chassage d'un premier composant dans un deuxième composant. In one embodiment, the invention relates to the use of a method as described in the present application, for driving a first component in a second component.
Le premier composant peut être par exemple, mais pas seulement, une goupille, un axe, un pignon, un pieds-vis, un tenon, un tube, un canon, une pierre horlogère, un palier, un antichoc horloger, une pièce intermédiaire et/ou une autre pièce de l'habillage et/ou du mouvement d'une montre. The first component may be for example, but not only, a pin, an axis, a pinion, a screw-foot, a tenon, a tube, a barrel, a watch-stone, a bearing, a horological shock absorber, an intermediate piece and / or another piece of dressing and / or movement of a watch.
Le deuxième composant peut être par exemple, mais pas seulement, une platine, un pont, une bague, une pièce intermédiaire, une roue d'horlogerie, une planche, un cadran, une aiguille, une maille de bracelet et/ou une autre pièce de l'habillage et/ou du mouvement d'une montre. The second component may be for example, but not only, a plate, a bridge, a ring, an intermediate piece, a watch wheel, a board, a dial, a needle, a bracelet mesh and / or another piece dressing and / or movement of a watch.
Dans un mode d'exécution, l'invention concerne l'utilisation d'un procédé tel que décrit dans la présente demande, pour le chassage autour d'un premier composant d'un deuxième composant. In one embodiment, the invention relates to the use of a method as described in the present application, for hunting around a first component of a second component.
Le premier composant peut être par exemple, mais pas seulement, une goupille, un axe, un pignon, un pieds-vis, un tenon, un tube, un canon, une pierre horlogère, un antichoc horloger et/ou un palier. The first component may be for example, but not only, a pin, an axis, a pinion, a screw-foot, a tenon, a tube, a barrel, a clock stone, a horological shock absorber and / or a bearing.
Le deuxième composant peut être par exemple, mais pas seulement, une platine, un pont, une bague, une pièce intermédiaire, une roue d'horlogerie, une planche, un cadran, une aiguille, une maille de bracelet et/ou une autre pièce de l'habillage et/ou du mouvement d'une montre. The second component may be for example, but not only, a plate, a bridge, a ring, an intermediate piece, a watch wheel, a board, a dial, a needle, a bracelet mesh and / or another piece dressing and / or movement of a watch.
Dans un mode d'exécution, l'invention concerne un assemblage de pièces par le procédé de l'invention. Les pièces assemblées peuvent être par exemple celles-mentionnées ci-dessus, dans le cadre de l'horlogerie, mais sans limitation à ce domaine, d'autres assemblages de pièces pouvant faire appel au procédé selon l'invention. In one embodiment, the invention relates to an assembly of parts by the method of the invention. The assembled parts may be, for example, those mentioned above, in the context of watchmaking, but without limitation in this field, other assemblies of parts that can make use of the method according to the invention.
Description détaillée de l'invention Detailed description of the invention
La dissipation de l'énergie des ultrasons aux aspérités de l'interface des composants provoque au moins l'un des effets décrits ci-après :
i. l'augmentation très locale de la température qui amène une dégradation des propriétés mécaniques des aspérités de l'interface entre les composants pouvant aller jusqu'à la fusion d'au moins un des matériaux The dissipation of the ultrasound energy at the asperities of the interface of the components causes at least one of the effects described below: i. the very local increase in temperature which leads to a degradation of the mechanical properties of the asperities of the interface between the components that can go as far as the fusion of at least one of the materials
ii. la diminution de la contrainte dans la dimension orthogonale à la direction de chassage due à la con- traction de la matière perpendiculairement à la direction d'application de la force de chassage (effet de Poisson) ii. the reduction of the stress in the dimension orthogonal to the driving direction due to the contraction of the material perpendicular to the direction of application of the driving force (Poisson effect)
ni. le positionnement stochastique d'au moins un des composants dans une configuration d'énergie minimale durant tout ou partie du cycle de chassage or. the stochastic positioning of at least one of the components in a minimum energy configuration during all or part of the hunting cycle
Des trois phénomènes, l'effet qui semble le plus important est celui de l'augmentation très locale de la température, puisqu'il permet d'obtenir simultanément une diminution significative de la force de chassage (Fig.1.2) et une augmentation de la tenue mécanique (Fig. 1. 3 ). Of the three phenomena, the effect that seems to be the most important is that of the very local increase in temperature, since it makes it possible simultaneously to obtain a significant reduction in the driving force (Fig.1.2) and an increase in the mechanical strength (Fig. 1. 3).
Par analogie aux circuits électriques, la dissipation de l'énergie acoustique intervient aux points d'impédance acoustique élevée. Dans le cas présent, ce sont les points de contact de l'interface trou-composant. A ces endroits, deux changements de propriétés du guide d'onde dissipent de l'énergie: By analogy with electrical circuits, the dissipation of acoustic energy occurs at points of high acoustic impedance. In this case, these are the contact points of the hole-component interface. At these locations, two changes in waveguide properties dissipate energy:
(i) le changement de matériau: de l'acier à roulements de la goupille au laiton de la platine (i) material change: from platinum brass pin bearing steel to
(ii) la réduction de la section du guide d'onde: du diamètre du composant chassé à celui de chaque aspérité de l'interface alésage-composant. (ii) reducing the section of the waveguide: from the diameter of the component driven to that of each roughness of the bore-component interface.
Sur la base de ce modèle simple, il est possible de dissiper de manière contrôlée de l'éner- gie acoustique aux points de contact de l'interface trou-composant. Pour identifier la On the basis of this simple model, it is possible to dissipate acoustic energy in a controlled manner at the contact points of the hole-component interface. To identify the
quantité d'énergie acoustique transmise aux points de contact et la comparer avec le travail de la force de chassage, on établit un bilan énergétique du procédé de chassage par quantity of acoustic energy transmitted to the contact points and compare it with the work of the driving force, an energy balance of the driving process is
ultrasons (Tab.6.2). ultrasound (Tab.6.2).
Des bilans d'énergie typiques du procédé de chassage par ultrasons, on tire une observation importante: l'apport d'énergie acoustique des ultrasons est supérieur, dans certains Typical energy balances of the ultrasonic driving process, we draw an important observation: the acoustic energy input of ultrasound is higher, in some
cas d'au moins un ordre de grandeur, au travail de la force de chassage voir la Fig. 1.1 At least an order of magnitude, when working with the driving force, see Fig. 1.1
qui illustre la mesure de la puissance acoustique Pa (— ) et de l'énergie acoustique Ea (- -) pendant un cycle de chassage par ultrasons. L'expression assisté par ultrasons est la
which illustrates the measurement of the acoustic power Pa (-) and the acoustic energy Ea (- -) during an ultrasonic driving cycle. Ultrasonic assisted expression is the
plus fréquemment employée pour décrire uti procédé d'usinage ou d'assemblage auquel une onde mécanique est superposée. Cette idée d'assistance des ultrasons au procédé de chassage était également à l'origine des travaux de recherche menés. Parce que le rôle des ultrasons dépasse le sens du mot assistance, on utilise l'expression chassage par ul- trasons pour identifier cette nouvelle technique d'attachement. more frequently used to describe a machining or assembly process to which a mechanical wave is superimposed. This idea of ultrasonic assistance to the hunting process was also at the origin of the research work carried out. Because the role of ultrasound goes beyond the meaning of the word assistance, the term ultrasonic hunting is used to identify this new attachment technique.
Les premières expériences de chassage par ultrasons confirment la possibilité de transporter de l'énergie jusqu'aux liaisons responsables de la tenue mécanique des composants chassés. 11 manque cependant une signature permettant de comparer la performance du chassage conventionnel à celle du chassage par ultrasons. C'est pourquoi, on définit une nouvelle signature du procédé de chassage: force de chassage - tenue mécanique ainsi qu'un nouvel attribut: le rendement η (sans unité). The first ultrasonic driving experiments confirm the possibility of transporting energy to the links responsible for the mechanical resistance of the components removed. However, there is a lack of a signature that makes it possible to compare the performance of conventional hunting with that of ultrasound hunting. Therefore, we define a new signature of the hunting process: hunting force - mechanical strength and a new attribute: the efficiency η (without unit).
Pour caractériser la performance du chassage, on introduit une nouvelle signature en pla- çant les expériences dans le plan défini par la force maximale de chassage en abscisse et la tenue mécanique axiale en ordonnée (Fig.1.2). Dans ce plan et pour chaque essai, le rapport des coordonnées η = Ta/Fm définit ce nouvel indicateur η du rendement des procédés de chassage. Cet indicateur est valable aussi bien pour le chassage conventionnel que pour le chassage par ultrasons. To characterize the hunting performance, a new signature is introduced by placing the experiments in the plane defined by the maximum driving force on the abscissa and the axial axial strength on the y-axis (Fig.1.2). In this plane and for each test, the coordinate ratio η = Ta / Fm defines this new indicator η of the efficiency of the driving processes. This indicator is valid for both conventional and ultrasonic hunting.
La figure 1.2 illustre la signature {force de chassage, tenue mécanique} . La pente de la droite de régression linéaire des points expérimentaux définit le rendement η d'un procédé de chassage. Figure 1.2 illustrates the signature {driving force, mechanical strength}. The slope of the linear regression line of the experimental points defines the efficiency η of a hunting process.
Les paramètres ont été validés sur 150 essais avec une interférence de 0.010 mm, une The parameters were validated on 150 tests with an interference of 0.010 mm, a
avance de 20 mm s" ' pour des platine en laiton (CuZn39Pb2) une longueur de contact advance of 20 mm s " 'for brass plate (CuZn39Pb2) a contact length
variant de 1.0 mm à 2.9 mm contenant des trous de diamètre 1.002 mm, percé-alésé ranging from 1.0 mm to 2.9 mm with holes diameter 1.002 mm, drilled-bored
avec outil Sphinx 55652 et pour des goupille en acier Ac ClOOCro, d'une longueur de with Sphinx tool 55652 and for Ac ClOOCro steel pin, with a length of
10 mm ayant une rugosité Ra de 0.0001 mm. 10 mm having a roughness Ra of 0.0001 mm.
Cet indicateur η du rendement des procédés de chassage est égal à la pente de la droite de régression linéaire des points expérimentaux. Si cette pente est inférieure à 1, donc η < l, la tenue axiale du chassage est intérieure à la valeur théorique prédite par le modèle de Lamé-Clapeyron-Coulomb. En pratique, c'est toujours le cas pour le chassage con- ventionnel (Fig.7). This indicator η of the efficiency of the hunting processes is equal to the slope of the line of linear regression of the experimental points. If this slope is less than 1, so η <l, the axial resistance of the drive is internal to the theoretical value predicted by the Lamé-Clapeyron-Coulomb model. In practice, this is always the case for conventional hunting (Fig.7).
Par la comparaison de cet indicateur entre le chassage conventionnel et le chassage par ultrasons, on observe que le chassage par ultrasons présente deux avantages remarquables discutés ci-dessous : By comparing this indicator between conventional hunting and ultrasonic hunting, it is observed that ultrasound hunting has two remarkable advantages discussed below:
(i) une réduction drastique de la force de chassage (i) a drastic reduction of the driving force
(ii) une augmentation significative de la tenue mécanique. (ii) a significant increase in the mechanical strength.
En plus des deux questions directrices liées au chassage microtechnique, une nouvelle problématique devient progressivement importante pour l'industrie horlogère: Comment réduire le coût de la non- qualité lié au chassage horloger?
In addition to the two guiding questions related to microtechnology hunting, a new issue is gradually becoming important for the watch industry: How to reduce the cost of non-quality related to hunting watchmaking?
Ce coût de non-qualité est lié d'une part à la grande variabilité de la tenue mécanique et d'autre part à la casse des pierres synthétiques. En particulier, les forces de chassage élevées qui sont typiques du chassage microtechnique endommagent ou provoquent la casse des pierres synthétiques et des roues d'horlogerie en silicium. Chaque pièce endommagée doit être déchassée et remplacée manuellement. Ce coût de non-qualité se chiffre en dizaines de milliers de francs par an pour la branche horlogère. Le chassage par ultrasons permet d'apporter une solution à ce vieux problème horloger. This cost of non-quality is related on the one hand to the great variability of the mechanical strength and on the other hand to the breakage of synthetic stones. In particular, the high driving forces which are typical of the microtechnical driving damage or breakage of synthetic stones and silicon watch wheels. Each damaged part must be untied and replaced manually. This cost of non-quality amounts to tens of thousands of francs per year for the watch industry. Ultrasonic hunting can provide a solution to this old watchmaking problem.
La figure 7 illustre la réduction de la force de chassage en présence d'ultrasons Figure 7 illustrates the reduction of driving force in the presence of ultrasound
Les paramètres ont été validés sur au moins 9 essais avec une interférence de 0.010 mm, une avance de 10 mm s"1 pour des platine en laiton (CuZn39Pb2) une longueur de contact de 1.0 mm contenant des trous de diamètre 1.002 mm, percé-alésé avec outil Sphinx 55652 et pour des goupille en acier Ac ClOOCrô, d'une longueur de 10 mm ayant une rugosité Ra de 0.0001 mm. The parameters have been validated for at least 9 tests with interference of 0.010 mm, an advance of 10 mm s "1 for brass plates (CuZn39Pb2) a contact length of 1.0 mm containing holes of diameter 1.002 mm, perforated bored with Sphinx tool 55652 and for Ac ClOOCrô steel pin, 10 mm long with Ra roughness of 0.0001 mm.
Le chassage par ultrasons est une solution testée à cette problématique universellement constatée dans les manufactures. La réduction de la force de chassage, dans certains cas, d'au moins un ordre de grandeur (Fig.7) permet de diminuer la contrainte mécanique exercée sur le composant, qui peut être fragile, et donc d'éviter sa casse. Ce gain surpasse nettement les gains de quelques pourcents obtenus par les actions d'amélioration continue menées par les manufactures aujourd'hui. Ultrasonic hunting is a tested solution to this problem universally found in manufacturing. The reduction of the driving force, in certain cases, by at least an order of magnitude (FIG. 7) makes it possible to reduce the mechanical stress exerted on the component, which can be fragile, and thus to avoid its breakage. This gain clearly surpasses the gains of a few percent obtained by the continuous improvement actions carried out by the manufacturers today.
Deux mécanismes simultanés amènent à cette réduction drastique de la force de chassage. Le premier mécanisme est une rupture des points de contact entre la paroi de l'alésage et le composant p. ex. mais pas seulement due à une fatigue oligocyclique. Le composant chassé peut être vu comme un marteau- piqueur de fréquence ultrasonique amenant les liaisons à l'interface alésage-composant jusqu'à leur rupture par un phénomène de fatigue cyclique. Le second mécanisme est une dégradation des propriétés mécaniques des matériaux formant l'interface trou-composant. Cet affaiblissement acoustique de l'interface est dû à une augmentation locale de la température (Ham et Broom, 1957, 1962; Dugdale, 1959). Cette forte hausse de la température, localisée uniquement sur les quelques micromètres carrés de la surface de contact réelle de chaque point de contact, est provoquée par la dissipation de l'énergie acoustique des ultrasons au point d'impédance acoustique la plus élevée. Ces deux mécanismes sont responsables de l'importante diminution de la résistance à la déformation du matériau le plus faible, souvent le laiton de la platine ou du pont; et donc responsables de la diminution de la force de chassage. Two simultaneous mechanisms lead to this drastic reduction of the driving force. The first mechanism is a break in the points of contact between the wall of the bore and the component p. ex. but not only due to an oligocyclic fatigue. The driven component can be seen as an ultrasonic frequency jackhammer bringing the links to the bore-component interface until they break through a cyclic fatigue phenomenon. The second mechanism is a degradation of the mechanical properties of the materials forming the hole-component interface. This acoustic attenuation of the interface is due to a local increase in temperature (Ham and Broom, 1957, 1962, Dugdale, 1959). This sharp rise in temperature, located only on the few square micrometers of the actual contact area of each point of contact, is caused by the dissipation of the acoustic energy of the ultrasound at the point of highest acoustic impedance. These two mechanisms are responsible for the significant decrease in the resistance to deformation of the weaker material, often the platinum or bridge brass; and therefore responsible for the decrease of the driving force.
Le gain observé d'un facteur deux à dix, est largement supérieur au ratio entre les coefficients de frottement statique μ et cinétique μ0. La valeur généralement acceptée de ce ratio est comprise entre 1 et 3 pour le chassage microtechnique. Contrairement à la conclusion de nombreuses publications, la réduction de la force de chassage n'est donc pas due à une diminution du coefficient de frottement. En par- ticulier aux dimensions microtechniques, où la définition même de ces coefficients et les valeurs de ceux-ci sont remises en causes (Chap.4.2 de la demande prioritaire).
Si la réduction de la force de chassage peut paraître surprenante a priori, l'augmentation de tenue mécanique est un résultat plus attendu. En effet, on a justifié l'utilisation des ultrasons comme vecteur d'énergie dans le but d'augmenter la tenue mécanique des assemblages chassés. Comment le chassage par ultrasons rend-il possible de multiplier par dix la tenue mécanique des assemblages chassés ? The gain observed by a factor of two to ten is much greater than the ratio between the coefficients of static friction μ and kinetic μ 0 . The generally accepted value of this ratio is between 1 and 3 for microtechnical hunting. Contrary to the conclusion of many publications, the reduction of the driving force is therefore not due to a decrease in the coefficient of friction. In particular, the microtechnical dimensions, where the very definition of these coefficients and the values of these are called into question (Chap.4.2 of the priority request). If the reduction of the force of hunting can seem surprising a priori, the increase of mechanical strength is a more awaited result. Indeed, it has been justified the use of ultrasound as energy vector in order to increase the mechanical strength of the assemblies hunted. How does ultrasound hunting make it possible to multiply by ten the mechanical strength of the assemblages driven?
La tenue mécanique des assemblages chassés par ultrasons est multipliée par la création de points de brasure et/ou de soudure entre la paroi du trou et le composant par dissipation de l'énergie acoustique des ultrasons aux points de contact de l'interface. The mechanical strength of ultrasonically driven assemblies is multiplied by the creation of solder and / or solder points between the wall of the hole and the component by dissipation of the acoustic energy of the ultrasound at the contact points of the interface.
La dissipation de l'énergie ultrasonique aux points de contact de l'interface trou-composant est à l'origine de l'augmentation de la tenue mécanique des assemblages chassés par ultrasons. L'augmentation très localisée de la température provoquée par cette dissipation d'énergie acoustique favorise la croissance de la surface de contact réelle entre la paroi du trou et le composant. Cette augmentation de surface s'explique par une plastification drastiquement augmentée. Cette plastification avancée est elle-même due à une résistance à la contrainte radiale diminuée par la dégradation des propriétés mécaniques du matériau le plus faible à cette température. Pour les composants métalliques tels que mais pas seulement les goupilles, pieds-vis, tenons, tubes, aiguilles, mailles du bracelet et autres pièces de l'habillage, un second mécanisme simultané augmente la tenue mécanique des assemblages chassés par ultrasons. La diffusion intermétallique est très nettement favorisée par l'augmentation de température. La création de points de brasure et/ou soudure est ainsi catalysée. The dissipation of the ultrasonic energy at the contact points of the hole-component interface is at the origin of the increase in the mechanical strength of the assemblies driven by ultrasound. The very localized increase in temperature caused by this dissipation of acoustic energy promotes the growth of the actual contact surface between the wall of the hole and the component. This surface increase is explained by a drastically increased plasticization. This advanced plasticization is itself due to a resistance to radial stress decreased by the degradation of the mechanical properties of the weakest material at this temperature. For the metal components such as but not only the pins, feet-screws, tenons, tubes, needles, bracelet stitches and other parts of the cladding, a second simultaneous mechanism increases the mechanical strength of assemblies expelled ultrasonically. The intermetallic diffusion is very clearly favored by the increase of temperature. The creation of brazing points and / or welding is thus catalyzed.
La Figure 13 représente des Boites à moustaches illustrant l'effet du type de composant sur le rendement η du chassage Figure 13 shows boxes with whiskers illustrating the effect of the type of component on the efficiency η of the hunt
Les paramètres ont été validés sur 96 essais avec une interférence de 0.010 mm, une avance de 2 mm s" ' pour des platine en laiton (CuZn39Pb2) une longueur de contact variant de 1.0 mm à 2.9 mm contenant des trous de diamètre 1.002 mm, percé-alésé avec outil Sphinx 55652 et pour des goupille en acier Ac C100Cr6, d'une longueur de 10 mm ayant une rugosité Ra de 0.0001 mm. The parameters were validated on 96 tests with an interference of 0.010 mm, an advance of 2 mm s " for brass platinum (CuZn39Pb2) a contact length ranging from 1.0 mm to 2.9 mm containing holes with a diameter of 1.002 mm, drilled-bored with Sphinx tool 55652 and for Ac C100Cr6 steel pin, 10 mm long with Ra roughness of 0.0001 mm.
Pour des essais de principe, sans optimisation des paramètres du procédé de chassage par ultrasons, l'indicateur η prend la valeur η =0.6 pour le chassage conventionnel et η = 2.4 pour le chassage par ultrasons (Fig.1.2). Donc à composants, paramètres de procédé et force de chassage identiques, les composants chassés par ultrasons ont une tenue mécanique quatre fois supérieure à ceux d'un chassage conventionnel. For tests of principle, without optimization of the parameters of the ultrasonic driving process, the indicator η takes the value η = 0.6 for the conventional driving and η = 2.4 for the ultrasonic driving (Fig.1.2). So with identical components, process parameters and driving force, the ultrasound-driven components have a mechanical strength four times higher than those of a conventional drive.
Par ses deux avantages remarquables, le procédé de chassage par ultrasons offre plusieurs opportunités uniques d'innovations et d'améliorations. By its two remarkable advantages, the ultrasound hunting process offers several unique opportunities for innovation and improvement.
Avec la diminution significative de la force de chassage, le chassage par ultrasons rend possible le chassage de goupilles plus longues sans augmenter leur diamètre et sans risquer
leur flambage. Parce que la force de chassage est réduite, les contraintes résiduelles introduites dans la platine ou le pont sont également ré- duites. Cela peut également permettre de chasser des planches minces sur des pignons et /ou de s a i gu i l le s sur de s can on s sans risquer de les m arque r ou d e le s déformer plastiquement. Avec une diminution de la force de chassage d'un facteur deux à dix, le chassage par ultrasons permet également d'obtenir des tenues mécaniques idoines sans casser les pierres synthétiques et donc de diminuer significativement le coût de non-qualité. With the significant decrease in driving force, ultrasonic driving makes it possible to drive longer pins without increasing their diameter and without risking their buckling. Because the driving force is reduced, the residual stresses introduced into the deck or deck are also reduced. It can also be used to drive thin boards over gables and / or to sew on them without damaging them or deforming them plastically. With a reduction of the driving force by a factor of two to ten, ultrasonic hunting also makes it possible to obtain appropriate mechanical properties without breaking the synthetic stones and thus to significantly reduce the cost of non-quality.
Avec une augmentation de la tenue mécanique, le chassage par ultrasons rend par exemple possible le chassage de goupilles plus courtes pour une même tenue mécanique. La miniaturisation des montres en est ainsi facilitée. Avec une tenue mécanique jusqu'à cinq fois supérieure à celle d'un chassage conventionnel, le chassage par ultrasons p. ex. mais pas seulement de goupilles devient une méthode de production économiquement et techniquement concurrente au rivet ag e , au vissage et/ou à la soudure laser p . e x . pour l'assemblage des mailles du bracelet et/ou d'autres assemblages du mouvement ou de l'habillage d'une montre. With an increase in mechanical strength, ultrasonic driving makes it possible, for example, to drive shorter pins for the same mechanical strength. The miniaturization of watches is thus facilitated. With a mechanical strength up to five times higher than that of conventional hunting, ultrasound hunting p. ex. but not only pins becomes a production method economically and technically concurrent with rivet e, screwing and / or laser welding p. e x. for assembling the links of the bracelet and / or other assemblies of the movement or the cladding of a watch.
Le chassage par ultrasons permet également de diminuer l'interférence sans diminuer la tenue mécanique des pierres synthétiques. Cette diminution de l'interférence apporte une solution à la casse systématique de ces composants fragiles et permet de réduire sensiblement le coût de non-qualité. Référence est également faite au chapitre 6 de la demande prioritaire EP 15173943.0 dont la présente demande revendique la priorité, et ce chapitre 6 est incorporé par référence dans la présente description. Ultrasonic hunting also reduces interference without reducing the mechanical strength of synthetic stones. This reduction in interference provides a solution to the systematic breakage of these fragile components and significantly reduces the cost of non-quality. Reference is also made to Chapter 6 of priority application EP 15173943.0 of which this application claims priority, and this chapter 6 is incorporated by reference in the present description.
Le procédé de chassage pat- ultrasons selon la présente invention rend possible la réduction de la force de chassage par le biais de l'un des phénomènes physiques décrits ci-dessus ou d'une combinaison de ceux-ci. L'expérience montre une diminution de la force de chassage d'au moins un ordre de grandeur en présence d'ultrasons (Figure 7). Ce gain d'un facteur 5 ou plus est largement supérieur au ratio entre les coefficients de frottement statique et cinétique. La valeur généralement acceptée de ce ratio est comprise entre 1 et 3 pour les cas d'application de cette invention. La réduction de la force de chassage n'est donc pas due à une diminution du coefficient de frottement, en particulier aux dimensions microtechniques ou la définition même de ce coefficient et les valeurs de celui-ci sont remises en causes. The ultrasonic driving method of the present invention makes it possible to reduce the driving force by means of one of the physical phenomena described above or a combination thereof. The experiment shows a decrease in the driving force of at least an order of magnitude in the presence of ultrasound (Figure 7). This gain of a factor of 5 or more is much greater than the ratio between the coefficients of static and kinetic friction. The generally accepted value of this ratio is between 1 and 3 for the cases of application of this invention. The reduction of the driving force is therefore not due to a decrease in the coefficient of friction, in particular microtechnical dimensions or the definition of this coefficient itself and the values thereof are challenged.
La réduction de la force de chassage lors du chassage par ultrasons permet de de diminuer la déformation élastique due à l'élasticité d'au moins un composant. L'effet d'hystérèse est ainsi moins grande ce qui permet un positionnement relatif entre les composants plus précis et plus répétable. Pour les raisons décrites précédemment, ces gants en précision ne sont pas dus à une diminution du coefficient de frottement. The reduction of the driving force during ultrasonic driving makes it possible to reduce the elastic deformation due to the elasticity of at least one component. The hysteresis effect is thus smaller which allows a relative positioning between the components more accurate and more repeatable. For the reasons described above, these precision gloves are not due to a decrease in the coefficient of friction.
La réduction de la force de chassage obtenue en appliquant le chassage par ultrasons rend possible la suppression de l'utilisation de lubrifiants ou de revêtements de surface prévus pour obtenir le même effet. The reduction of the driving force obtained by applying ultrasonic driving makes it possible to eliminate the use of lubricants or surface coatings intended to obtain the same effect.
L'expression "assisté par ultrasons" est la plus souvent employée pour décrire un procédé d'usinage ou d'assemblage auquel une onde mécanique est superposée. Cette idée d'assistance des ultrasons au procédé de chassage était également à l'origine des travaux de recherche et de développement ayant menés à l'invention. Cependant l'apport d'énergie des ultrasons est supérieur au travail de la force de chassage. Dans certains cas d'application du procédé décrit par ce brevet, l'énergie des ultrasons est supérieure au travail de la force de chassage d'au moins un
ordre de grandeur. Parce que le rôle des ultrasons dépasse le sens du mot assistance, l'expression chassage trasons est employée pour identifier le procédé décrit dans ce brevet d'invention.
The term "ultrasonically assisted" is most often used to describe a machining or assembly process to which a mechanical wave is superimposed. This idea of ultrasonic assistance to the hunting process was also at the origin of the research and development that led to the invention. However the energy supply of the ultrasounds is superior to the work of the driving force. In some cases of application of the method described by this patent, the ultrasound energy is greater than the work of the driving force of at least one magnitude. Because the role of ultrasound goes beyond the meaning of the word assistance, the term hunting claw is used to identify the method described in this patent.
Pour obtenir une brasure ou une soudure, les composants doivent être de préférence, mais pas nécessairement, métalliques. Les liaisons crées entre les composants par l'augmentation locale de la température provoquée par la dissipation de l'énergie des ultrasons aux pointe de contact de l'interface est rendue possible mêmes entre métaux réputés non soudables. To obtain solder or solder, the components should preferably, but not necessarily, be metallic. The bonds created between the components by the local increase of the temperature caused by the dissipation of the ultrasound energy at the contact point of the interface is made possible even between metals deemed non-weldable.
La fréquence des ondes mécaniques superposées au mouvement de l'outil de chassage est par exemple, mais pas seulement, supérieure à la limite d 'audition humaine habituellement définie comme égale à 18 kHz. Les fréquences de 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz et 40 kHz sont habituellement utilisées comme fréquences de travail dans les machines de soudage par ultrasons des matières plastiques. Des fréquences supérieures sont également utilisables pour le procédé de chassage par ultrasons. The frequency of the mechanical waves superimposed on the movement of the driving tool is for example, but not only, higher than the human hearing limit usually defined as 18 kHz. Frequencies of 20 kHz, 30 kHz, 35 kHz and 40 kHz are usually used as working frequencies in ultrasonic welding machines for plastics. Higher frequencies are also usable for the ultrasonic driving process.
La commande de l'avance de l'outil de chassage par ultrasons peut être par exemple, mais pas seulement, réalisée au travers d'une boucle d'asservissement en position, d'asservissement en force ou d'asservissement en énergie. Une combinaison de ces trois solutions selon les besoins de l'assemblage des composants est possible. Cette avance peut est comprise dans une plage entre 0.1 mm/s et 300 mm/s selon le cas d'application. The control of the advance of the ultrasonic driving tool can be for example, but not only, performed through a position control loop, force control or energy control. A combination of these three solutions according to the needs of the component assembly is possible. This advance can be in a range between 0.1 mm / s and 300 mm / s depending on the application case.
Une réalisation particulière, mais pas unique, de la solution de l'invention est expliquée plus en détail en se référant aux dessins schématiques ci-après. A particular, but not unique, embodiment of the solution of the invention is explained in more detail with reference to the schematic drawings hereinafter.
La Figure 3 illustre une première étape du procédé de l'invention pour chasser un premier composant (11) dans un second composant (12). Les composants (11, 12) sont positionnés l'un par rapport à l'autre par l'action de l'outil de chassage (15) et/ou sous l'action d'au moins une partie posage (16). Les composants (11, 12) sont principalement maintenus ensemble par une brasure (20) et/ou une soudure (21) créée par la dissipation de l'énergie des ultrasons (18). Cette énergie est transmise par l'outil de chassage (15) qui sert de guide d'ondes et/ou par au moins une partie du posage (16) qui peut également servir de guide d'ondes. Figure 3 illustrates a first step of the method of the invention for driving a first component (11) into a second component (12). The components (11, 12) are positioned relative to each other by the action of the driving tool (15) and / or under the action of at least one setting portion (16). The components (11, 12) are mainly held together by a solder (20) and / or a solder (21) created by the dissipation of the ultrasound energy (18). This energy is transmitted by the driving tool (15) which serves as a waveguide and / or at least a part of the setting (16) which can also serve as a waveguide.
La Figure 4 illustre la dissipation de l'énergie des ultrasons (18) est très locale. Cette énergie est dissipée aux aspérités (14) de l'interface (13) entre les composants (11, 12) et qui sont en contact. Les dimensions des aspérités et les propriétés acoustiques des matériaux sont notamment utilisées pour calculer l'impédance acoustique utilisée pour le réglage contrôlé de la dissipation de l'énergie des ultrasons. Figure 4 illustrates the dissipation of ultrasound energy (18) is very local. This energy is dissipated at the asperities (14) of the interface (13) between the components (11, 12) and which are in contact. The dimensions of the asperities and the acoustic properties of the materials are notably used to calculate the acoustic impedance used for the controlled adjustment of the dissipation of the ultrasound energy.
La Figure 5 illustre les forces et les moments de force agissant entre un premier composant (10) et un second composant (20) à l'interface (30) trou-composant selon le modèle de Lamé-Clapeyron-Coulomb. Figure 5 illustrates the forces and moments of force acting between a first component (10) and a second component (20) at the hole-component interface (30) according to the Lamé-Clapeyron-Coulomb model.
La Figure 6 illustre l'interface (30) trou-composant, y. c. les aspérités (50) entre un premier composant ( 10) et un second composant (20) à l'interface (30) trou-composant. Figure 6 illustrates the hole-component interface (30), y. vs. the asperities (50) between a first component (10) and a second component (20) at the hole-component interface (30).
La Figure 7 illustre (courbes du bas) la réduction de la force de chassage en présence d'ultrasons pour les paramètres validés suivants : une interférence de 0.010 mm, une avance de 10 mm s-1 pour des platine en laiton (CuZn39Pb2) une longueur de contact de 1.0 mm contenant des trous de diamètre 1.002 mm, percé-alésé avec outil Sphinx 55652 et pour des goupille en acier AcC100Cr6, d'une longueur de 10 mm ayant une rugosité Rade 0.0001 mm.
La Figure 8 illustre par des boîtes à moustaches illustrant l'effet du type de composant sur le rendement du chassage et les gains du chassage par ultrasons pour les paramètres validés suivants : une interférence de 0.010 mm, une avance de 2 mm s-1 pour des platine en laiton (CuZn39Pb2) une longueur de contact de 1.0 mm contenant des trous de diamètre 1.002 mm, percé-alésé avec outil Sphinx 55652 et pour des goupille en acier Ac ClOOCr6, d'une lon- gueur de 10 mm ayant une rugosité Ra de 0.0001 mm. Figure 7 illustrates (bottom curves) the reduction of the driving force in the presence of ultrasound for the following validated parameters: an interference of 0.010 mm, an advance of 10 mm s -1 for brass platinum (CuZn39Pb2) a contact length of 1.0 mm containing 1.002 mm diameter holes, drilled-bore with Sphinx tool 55652 and for AcC100Cr6 steel pins, length 10 mm with Rade roughness 0.0001 mm. Figure 8 illustrates box plots illustrating the effect of component type on hunting performance and ultrasonic driving gains for the following validated parameters: interference of 0.010 mm, advance of 2 mm s -1 for brass plate (CuZn39Pb2) a contact length of 1.0 mm containing 1.002 mm diameter holes, drilled-bore with Sphinx tool 55652 and for ClOOCr6 steel pins, 10 mm long with roughness Ra of 0.0001 mm.
Les modes d'exécution de la présente invention sont donnés à titre d'exemple illustratifs et ne doivent pas être considérés comme limitatifs. Des variations sont possibles en faisant notamment appel à des moyens équivalents. Les modes d'exécution peuvent également être combinés entre eux.
The embodiments of the present invention are given by way of illustrative example and should not be considered as limiting. Variations are possible by using in particular equivalent means. The execution modes can also be combined with each other.