FR2698031A1 - Dispositif de honage par le bord. - Google Patents

Abstract

Dispositif de honage à monter sur un outil de honage pour tourner avec lui, qui comprend un corps d'appui (12) avec des surfaces d'extrémité (18, 20) opposées, des surfaces latérales (14, 16) opposées et des surfaces de bord (22, 24) s'étendant entre les surfaces latérales et d'extrémité opposées, et une couche (26) faite d'abrasif comme un matériau super abrasif et d'un liant fixée sur l'une des surfaces latérales et s'étendant le long de celle-ci jusqu'à une surface de bord, de façon à ce qu'un bord de la couche abrasive et la surface de bord adjacente viennent en contact avec la surface de la pièce à honer.

Description

"Dispositif de honage par le bord" Des dispositifs de honage avec de

nombreux types de mandrins, d'ensembles et d'éléments abrasifs ont été mis au point et utilisés pour une gamme étendue d'applications Des dispositifs de honage typiques et connus sont ceux divulgués dans les brevets américains N 02 799 127, 3 216 155, 3 225 496 et 4 651 475 De tels dispositifs de honage assurent la rotation des éléments abrasifs sachant que la surface abrasive de l'élément est en vis-à-vis de la surface du matériau à usiner, en contact direct surface contre surface avec lui Lors de la rotation de l'élément abrasif dans l'alésage du matériau à usiner, la face de l'élément abrasif touche et érode la surface du matériau à usiner et retire de la matière puisqu'il tourne en étant poussé contre cette surface. Les inconvénients des dispositifs de honage connus résultent de la surface relativement grande de l'élément abrasif en contact substantiel avec la surface de l'alésage à honer et les pressions limitées qui peuvent être appliquées

par unité de surface.

De plus, un échauffement induit par les frottements se produit quand les surfaces abrasives tournent pendant

l'opération de honage et cet échauffement augmente sensi-

blement lorsqu'on augmenté la pression de honage et/ou la vitesse de rotation En outre, quand on utilise des abrasifs liés de façon conventionnelle, la surface abrasive ne s'use pas toujours de façon régulière et il est souvent difficile et long de la dresser ou de la rectifier avec précision pour préserver la précision du honage De plus, les déchets produits par l'opération d'abrasion s'accumulent sur la surface abrasive et réduisent l'efficacité de l'élément de

honage Non seulement les éléments abrasifs les plus classi-

ques sont plus épais, ce qui nécessite davantage d'abrasif, mais les frottements et l'échauffement qui en résultent conduisent souvent à un encrassement de la surface de travail

et diminuent encore le rendement.

Un des dispositifs de la technique antérieure qui est parmi les plus pertinents pour la présente invention est divulgué dans le brevet américain n'4 651 475 de Appelby et associés, brevet qui décrit un outil de honage avec une bande abrasive relativement épaisse ( 0,32 cm; 0,125 pouce) fixée à un élément d'appui en bois encore plus épais La bande abrasive est placée de telle sorte qu'une surface de bord, relativement étroite de la, ou des, bande(s) soit en contact avec le matériau à usiner L'outil de honage produit toujours un frottement et un échauffement importants, en particulier si on utilise des vitesses et des pressions de honage

relativement élevées.

La présente invention concerne un dispositif de honage et en particulier un élément abrasif avec des surfaces d'extrémité et des surfaces latérales en vis-à-vis et une surface de bord la plus à l'extérieur qui s'étend jusqu'à proximité des surfaces latérales et d'extrémité, cet élément comportant une couche de matériau dur comme du super abrasif et un liant fixé sur toute la longueur de l'une des surfaces latérales et le long de l'une des surfaces de bord Il est important de remarquer que contrairement aux dispositifs de honage connus, l'élément abrasif de la présente invention se compose d'un élément d'appui avec un mince revêtement de matériau super abrasif et de liant fixé sur l'une de ses surfaces latérales, et parfois sur plus d'une Quand il est utilisé, l'élément de honage de la présente est monté sur un ensemble de honage de telle sorte qu'un bord seulement, et non une face, de la ou des couche(s) super abrasive(s) le long d'un côté de la surface de bord vienne en contact avec la surface à honer Cela permet à l'utilisateur du présent dispositif de honage d'effec-tuer un honage plus économique grâce à de meilleures vitesses d'usure de l'abrasif, tout en permettant l'utilisation de vitesses et de pressions de honage plus élevées, et de produire moins de déchets et d'encrassement dû aux déchets qui s'accumulent sur la surface abrasive et sur la pièce à usiner Comme de plus un bord seulement de la couche abrasive touche la pièce, il est relativement facile de rectifier l'élément de honage quand il en a besoin Ces caractéristiques de l'outil de honage

constituent des améliorations significatives dans la techni-

que.

La présente invention concerne la construction et le fonctionnement de dispositifs de honage par le bord comportant des parties d'appui avec une plusieurs couches de matériau super abrasif placé(es) sur l'élément d'appui de manière à présenter un ou des'bord(s), par opposition à la ou les face(s) entière(s) de la ou des couche(s) abrasive(s), au contact avec la surface à honer La couche de matériau super abrasif et le liant sont fixés sur le matériau d'appui, ou sur des couches précédemment fixées à celui-ci dans le cas de constructions multicouches destinées à augmenter l'épaisseur

du bord de honage en contact avec la surface à honer.

Contrairement aux dispositifs de honage connus, les disposi-

tifs de honage décrits ici permettent à l'utilisateur d'améliorer les caractéristiques de honage et d'atteindre une bonne durée de vie de l'outil de honage tout en ayant en même temps de bonnes caractéristiques d'usure et une construction facile à dresser pour lui redonner sa précision de honage De

façon importante, l'invention prévoit le montage du disposi-

tif de honage de telle sorte que seuls un ou des bord(s) du matériau super abrasif fixé sur une ou plusieurs surfaces latérales du dispositif vien(nen)t en contact avec la surface de la pièce à honer Cette invention est importante pour l'industrie du honage car elle enseigne une approche du

honage efficace, totalement différente et plus précise.

Le présent dispositif de honage est également bénéfique à cause du contact de surface minimal entre la partie abrasive de l'élément de honage et la surface du matériau à usiner: cela permet d'utiliser des pressions de honage plus élevées, ce qui augmente la vitesse et le rendement du honage; et cela diminue l'accumulation de déchets sur la surface abrasive et sur la pièce à usiner Le contact de surface étroit du bord de la couche abrasive diminue également le temps de dressage ou de rectification

des éléments.

Un principal objet de la présente invention est par conséquent de divulguer la construction et le fonctionnement d'un dispositif de honage ayant une ou plusieurs surfaces latérales d'un élément de honage venant en contact avec la pièce qui sont formées par fixation sur celle-ci d'une couche d'abrasif comme un super abrasif, ledit élément fonctionnant par présentation d'un bord de la ou des couche(s) abrasive(s)

à la surface de la pièce à honer.

Un autre objet est la construction d'une machine de honage qui incorpore un dispositif de honage ne présentant qu'un bord d'une ou plusieurs couche(s) de matériau super

abrasif au contact avec la surface à honer.

Un autre objet est de réaliser un dispositif de honage qui utilise un matériau de honage super abrasif et qui

soit relativement facile à rectifier avec précision.

Un autre objet est de proposer un nouvel élément de honage abrasif que l'on puisse utiliser sur de nombreuses machines de honage existantes sans avoir besoin d'effectuer

des modifications importantes de la machine.

Un autre objet est de permettre aux machines de honage existantes de honer à des pressions de honage plus élevées. Un autre objet est de proposer un dispositif de honage amélioré qui soit relativement peu coûteux à fabriquer

et qui ait une durée de vie importante.

Un autre objet est d'augmenter la plage d'usure et de réglage de l'élément de honage qui utilise un super abrasif. Ces objets et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, apparaîtront à l'homme du métier, s'il

considère la description suivante prise en liaison avec les

dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective agrandie

d'un élément de honage construit conformément aux enseigne-

ments de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective agrandie montrant un autre mode de réalisation de l'élément de honage de la présente invention; la figure 3 est une vue en perspective agrandie, en coupe partielle, montrant un autre mode de réalisation du présent élément de honage; la figure 4 est une vue de bout fragmentaire d'un mandrin comportant un élément de honage de la présente construction placé dans un alésage à honer; la figure 5 est une vue en perspective éclatée d'un ensemble formant mandrin de honage avec un élément de honage conforme aux enseignements dé la présente invention; la figure 6 est une vue en perspective fragmentaire de l'ensemble formant mandrin de honage de la figure 5, ses composants étant assemblés en vue de l'opération; la figure 7 est une vue en perspective d'une partie d'un autre mode de réalisation d'un ensemble de honage comportant un élément de honage construit conformément à la présente invention; la figure 8 est une vue en élévation latérale d'une partie de l'ensemble de honage représenté à la figure 7; la figure 9 est une vue en perspective fragmentaire d'un autre mode de réalisation de l'ensemble de honage représenté à la figure 7; la figure 10 est une vue en coupe, prise suivant la ligne 10-10 de la figure 9; les figures 11 à 17 sont des vues en coupe qui montrent différents autres modes de réalisation du présent dispositif de honage; et la figure 18 est une vue en élévation latérale, partielle et fortement agrandie, qui montre un élément de honage comportant une pluralité de couches de matériau

abrasif fixées sur une de ses surfaces.

Si l'on se rapporte aux dessins en se référant plus particulièrement aux repères numériques, le repère 10 de la figure 1 désigne un élément de honage par le bord construit conformément à la présente invention L'élément 10 comprend

un élément 12 de support ou d'appui, en métal ou en cérami-

que, qui comprend des faces latérales 14 et 16, des faces d'extrémité 18 et 20 et des faces de bord 22 et 24 Une couche abrasive 26, qui contient des particules de matériau abrasif comme un matériau super abrasif et un liant, est

fixée à l'une des faces latérales comme la face latérale 14.

Le matériau super abrasif et le liant sont fixés sur la face latérale 14 de l'élément d'appui 12 et s'étendent sur toute la longueur de celui-ci jusqu'au bord adjacent 19 de la face de bord 22 Des abrasifs typiques que l'on peut fixer sur l'élément d'appui de cette façon sont les super abrasifs formés par des particules de matériau comme des particules de

diamant ou des particules de nitrure de bore cubique mélan-

gées à un liant On peut également fixer sur l'élément d'appui en métal ou en céramique une pluralité de couches de telles particules super abrasives et de liant Il est également possible de fixer des abrasifs sur les deux surfaces en vis-à-vis 14 et 16 de l'élément de support 12, comme on le verra, mais il est habituellement nécessaire et souhaité de ne fixer des abrasifs qu'à une seule surface, en général la surface qui est orientée dans la direction de rotation de l'élément de honage 10 lorsqu'il est monté sur un

mandrin de honage ou autre dispositif semblable.

Pendant la fabrication, ou suite à l'usure pendant le honage, la surface de l'élément de honage en contact avec la surface de la pièce à usiner se conformera au diamètre de la surface de la pièce à usiner Cela signifie que la surface de bord 36 (figure 2) de l'élément de honage 30 va être modifiée par rapport à celle représentée à la figure 1 pour prendre un état arrondi Le matériau de l'élément d'appui 12

représenté à la figure 1 va se détacher par usure relative-

ment rapidement en laissant le bord de la couche abrasive 26 en contact avec la surface de la pièce afin d'effectuer le honage Après un certain temps de honage, il peut être nécessaire de dresser le bord de la couche abrasive 26 pour maintenir un bord abrasif correct A cause de la minceur de la couche abrasive 26 et du fait que le matériau d'appui est relativement facile à remettre en forme, le dressage du bord

est en général relativement facile à réaliser.

Sur la figure 3, on voit représentée, fortement agrandie, une construction 50 formée par une pluralité d'éléments d'appui 52, 54 et 56 adjacents, comportant chacun une couche 58, 60 et 62 d'abrasif fixée sur une de ses surfaces Dans cette construction, comme dans la figure 1, les couches 58, 60 et 62 s'étendent jusqu'aux faces de bord

64, 66 et 68 des éléments d'appui respectifs 52, 54 et 56.

Cela est effectué de façon à ce que, lorsque la construction est montée sur un ensemble de honage pour tourner avec lui, un bord 58 A, 60 A et 62 A de chaque surface 58, 60 et 62

puisse venir en contact avec la surface de la pièce à honer.

Dans la construction 50, les surfaces 64, 66 et 68 vont également s'arrondir pour former une surface 69 représentée en trait pointillé afin de se conformer au contour de la surface à honer, et pour permettre aux bords abrasifs 58 A, A et 62 A de participer au honage Comme pour d'autres modes de réalisation des présents dispositifs, cela est à opposer aux ensembles de honage plus classiques qui sont faits d'un matériau abrasif comme des particules abrasives liées par un produit vitreux, et dont on présente toute la largeur de la face à la surface à honer Typiquement, un élément abrasif vitrifié aura la forme d'un bloc fixé à un élément d'appui en métal ou autre, et la totalité d'une des surfaces découvertes du bloc va venir en contact avec la surface de la pièce à usiner pour effectuer le honage Il existe également des mandrins de honage qui comportent une couche de super abrasif s'étendant totalement ou presque totalement sur la surface qui vient en contact avec la pièce à usiner, comme les surfaces 22, 36, 64, 66 et 68 des constructions représentées dans les figures 1, 2 et 3 Avec la présente construction, les surfaces de la pièce à usiner sont en contact avec les surfaces d'appui 22, 36, 64, 66 et 68, mais le honage est effectué par un bord d'une ou plusieurs couches de super abrasif Il s'agit là d'une différence importante entre la présente construction et les constructions plus classiques et cela signifie que les présents éléments de honage qui utilisent des super abrasifs sont néanmoins capables de supporter des pressions de honage relativement élevées et, par conséquent, sont capables de honer à des vitesses plus élevées que lorsque l'on effectue le honage avec des éléments abrasifs liés plus classiques et plus épais De plus, il est important de noter que du fait que l'on a seulement un bord mince de la ou des couche(s) abrasive(s) qui est en contact

avec la surface à usiner, il est possible de dresser relati-

vement facilement les présents éléments de honage pour leur redonner un degré élevé de précision de honage, ce qui n'est pas possible avec les éléments de honage plus classiques dont il faut dresser toutes les surfaces et non pas juste les bords Cela est fortement souhaitable en particulier dans une construction qui permet un dressage radial considérable avant de devoir mettre au rebut un élément de honage En d'autres termes, du fait que l'on fixe une couche relativement mince de particules abrasives sur une ou plusieurs faces latérales des présents éléments de honage, on peut continuer à utiliser ces éléments de honage sur une plage radiale importante pour

compenser le mouvement radial ou l'ajustement.

La figure 4 montre un autre mode de réalisation 70 d'un dispositif de honage ou mandrin qui utilise un ensemble 82 de honage venant en contact avec la pièce dans lequel ce

sont les bords des couches abrasives 71, 72 et 73 de l'élé-

ment de honage 83 qui viennent en contact avec la surface de

travail 75 sur la pièce 74 pendant le honage de celle-ci.

Dans la construction représentée à la figure 4, on voit une partie de l'ensemble 82 de honage mobile radialement qui comprend des dents de crémaillère 88 qui se mettent en prise et sont déplacées par une roue dentée 87 située de façon centrale sur l'axe du corps du mandrin 70 Chaque ensemble de honage 82 a son élément 83 de contact avec la pièce formé par une pluralité d'éléments d'appui 77, 79 et 81 adjacents, une surface de chaque élément d'appui 77, 79 et 81 comportant une couche 71, 72 et 73 de matériau super-abrasif qui lui est fixée comme représenté La construction de la partie venant en contact avec la pièce de l'ensemble de honage 82 peut être semblable à celle de l'élément de honage 50 représenté à la

figure 3.

La face extérieure de l'ensemble abrasif 82 vient en contact avec la surface de travail ou alésage 75 d'une

pièce à usiner 74 Les éléments d'appui 77, 79 et 81 compor-

tent des surfaces de bord 76, 78 et 80 qui viennent en contact avec la surface de travail 75 et qui sont arrondies soit pendant leur fabrication, soit pendant leur utilisation pour se conformer à la forme de la surface 75 de la pièce à usiner En outre, les éléments d'appui individuels 77, 79 et 81 peuvent avoir des hauteurs différentes pour former une construction en quinconce qui oriente les surfaces des bords 76, 78 et 80 pour se conformer au contour de la surface de la pièce à usiner La manière dont sont fixés les éléments de honage aux ensembles de honage peut être un moyen classique pour de tels dispositifs et il est habituellement souhaitable d'avoir les couches abrasives 71, 72 et 73 dans les ensembles situés sur les surfaces orientées vers l'avant des éléments

d'appui 77, 79 et 81 plutôt qu'en sens inverse.

Les figures 5 et 6 montrent une autre forme d'ensemble de honage 90 qui incorpore les enseignements de la présente invention L'ensemble 90 est du type qui peut être installé et utilisé dans de nombreuses constructions de mandrin bien connues comme celles décrites dans les brevets n 2 799 127, 3 225 496 et 4 651 475 de Sunnen Dans cette construction, l'ensemble 90 comprend une partie d'appui 92, habituellement en métal, avec des surfaces biseautées 93 et 94 qui viennent en prise de façon coulissante avec les surfaces biseautées correspondantes 96 et 97 d'un élément formant coin 98 L'ensemble de pierre 90 et le coin 98 sont montés dans une rainure 102 dans un côté du corps 100 du mandrin et lorsque l'élément formant coin 98 est déplacé axialement dans une direction dans la rainure 102, il fait déplacer radialement vers l'extérieur l'ensemble de pierre 90 pour l'amener en contact, sous pression, avec la surface de la pièce à honer A la figure 5, l'ensemble de honage 90 est représenté comme ayant l'une de ses faces latérales 104 il recouverte d'une couche 106 de matériau super abrasif et d'un

liant d'une manière semblable aux constructions décrites ci-

dessus et représentées à la figure 1 L'ensemble de honage 90 est installé dans la rainure 102 du mandrin 100 de honage comme représenté à la figure 6. Une autre construction 110 d'ensemble de honage est représentée dans les figures 7 et 8 et sert à un montage sur des outils de honage comme les outils décrits dans le brevet 4 505 076 de Sunnen Il est important de noter que l'ensemble de honage 110 comprend un élément de honage 114 comportant une fine couche 116 super abrasive fixée à l'une ou aux deux surfaces latérales opposées 112 et 118 de l'élément d'appui 119 Pendant une rotation normale des parties venant en contact avec la pièce de l'ensemble 110 de honage, seule la face de bord 117 et le bord adjacent 111 de la couche

abrasive 116 touchent la surface de la pièce à honer.

L'ensemble de honage 110 peut comprendre un seul élément de honage comme l'élément 114, comme représenté à la figure 7, ou peut comprendre une pluralité de tels éléments de honage montés séparément sur l'ensemble de honage, chaque élément de

honage ayant un ou plusieurs éléments abrasifs comme repré-

senté dans les figures 1 et 3 Selon une autre possibilité, l'élément de honage peut être monté contre une arête de positionnement sur l'ensemble de honage Dans les deux cas, le honage aura lieu grâce à l'action du ou des bord(s) des couches abrasives et l'élément d'appui qui touche la pièce va

s'user pour se conformer au contour de la surface de travail.

Les figures 9 et 10 montrent une autre façon pour monter un élément de honage comme l'élément 126 sur un

ensemble de honage 120 Pour permettre l'utilisation d'élé-

ments de honage minces, par le bord, sur de tels ensembles de honage, les éléments de honage 126 peuvent être initialement fixés à une plaque de base ou adaptateur 128 en vue d'un montage ultérieur dans une rainure 129 formée dans l'élément support 130 de l'ensemble 120 L'adaptateur de base 128 est construit à partir de matériaux métalliques comme de l'acier, des métaux recouverts de nickel phosphoreux ou du zinc et est dimensionné pour s'ajuster dans la rainure 129 en s'étendant sur toute la longueur de l'élément 130 Le moyen de fixation pour fixer l'élément de honage à l'adaptateur de base de cette construction peut comprendre des soudures avec des températures de fusion supérieures à environ 1491 C ( 3001 F) et de préférence comprise entre 2320 C et 2880 C ( 4501 F-5501 F), ou bien il peut être fixé par des colles comme des colles époxydes. Les figures 11 et 12 montrent deux autres modes de réalisation, 150 et 160, du présent élément de honage, également conçues pour être utilisées sur des ensembles de honage traditionnels, dans lesquelles les couches 156 et 166 d'abrasif et de liant sont appliquées sur des éléments d'appui 154 et 164 qui sont respectivement intégrés aux adaptateurs de base 152 et 162 Ces modes de réalisation sont

à opposer aux précédents éléments de honage comme ceux repré-

sentés à la figure 9, dans lesquels l'élément d'appui 126

recouvert de super abrasif était initialement fixé à l'adap-

tateur de base 128 en vue d'une fixation ultérieure à l'ensemble de honage 120 Dans les modes de réalisation 150 et 160, les faces latérales, d'extrémité et de bord des éléments d'appui 152 et 162 sont usinées pour former les parties 154 et 164 résultantes plus étroites sur lesquelles est fixé l'abrasif Les couches de super abrasif et de liant sont alors fixées sur les parties 154 et 164 comme détaillé ci-dessous Les éléments de support de honage en une seule pièce résultants sont relativement simples et peu coûteux à fabriquer Dans la figure 11, la partie support 154 se trouve en un emplacement intermédiaire sur un côté de la longueur de la partie de base 152 de l'adaptateur, alors que, dans la construction de la figure 12, l'élément 164 supportant le super abrasif est placé de telle sorte que la couche de super abrasif affleure, ou presque, avec une face latérale de la

partie de base 162 de l'adaptateur.

Le mode de réalisation 170 représenté à la figure

13 est une construction dans laquelle le composant super-

abrasif 172 est un élément 174 mince, fritté, métallique, semblable à une cale, qui est ensuite fixé à un élément d'appui 178 et ces parties assemblées sont ensuite montées dans une rainure 177 de l'élément de base 176 ou adaptateur dans laquelle elles sont fixées par une colle comme de

l'époxy ou autre ou par une soudure Selon une autre possibi-

lité, la cale 174 peut être fixée à un élément formant

support monobloc représenté dans les figures 11 et 12.

Toutes les couches d'abrasif ou cales telles que représentées sont destinées à être relativement minces, avec une épaisseur inférieure à environ 2,54 mm ( 100 millièmes de

pouce) Quand on utilise des éléments formant cales recou-

verts d'abrasif ou autre, 'cela permet de faciliter la production en grande série des éléments de honage et l'on fixe des longueurs de cales recouvertes à des éléments

d'appui ayant une taille et une forme souhaitée.

Des matériaux typiques utilisés pour les éléments d'appui de la présente invention peuvent être, mais sans être limités à cela, des aciers obtenus à partir du fer allié à des matériaux comme le carbone, le manganèse, le phosphore, le soufre, le silicium, le chrome, le nickel, le molybdène, le cuivre, le niobium, le titane ou le tungstène Des fontes ou des alliages de fonte, des matériaux produits par la métallurgie des poudres comprenant du carbure de titane et du tungstène, des matériaux non ferreux élémentaires ou leurs alliages comme l'aluminium, le nickel, le cuivre, l'étain, le zinc, le cobalt, l'argent, l'or, le titane, le platine, ou des matériaux céramiques peuvent également être utilisés en fonction de la nature et de la dureté des pièces qu'il va falloir honer Le coût, l'usinabilité et les propriétés de

dureté de ces matériaux offrent une plage étendue de sou-

plesse permettant d'adapter les enseignements de l'invention

aux différentes applications de honage L'efficacité d'abra-

sion des éléments abrasifs liés de façon traditionnelle est normalement fonction de l'abrasif, de la liaison utilisée ainsi que de la nature et de la dureté de la pièce que l'on

veut honer Dans la présente invention, la dureté de l'élé-

ment d'appui ou de support, ainsi que les caractéristiques des matériaux abrasifs et des liants utilisés, sont des facteurs importants qui affectent les caractéristiques de honage et la plage d'usure des éléments de honage par le

bord L'utilisation de métaux plus tendres dans les structu-

res de support va donner une usure plus rapide mais peut être mieux adaptée au honage de certains matériaux comme des pièces plus tendres alors qu'un matériau d'appui en métal plus dur peut rainurer ces pièces Les tailles et les types

de particules abrasives sélectionnées sont également impor-

tants Donc, une grande variété d'applications peut être obtenue de façon satisfaisante si on équilibre les propriétés des abrasifs et des matériaux d'appui sélectionnés dans la

construction des présents dispositifs de honage par le bord.

Le contrôle de la vitesse d'usure permet également de modifier l'efficacité des particules, la vitesse de retrait

de la matière et la durée de vie de l'élément de honage.

Le mode de réalisation 180 représenté à la figure 14 montre l'utilisation d'une couche super abrasive 182 intercalée entre deux parties de support ou couches 184 et 186 Les deux parties de support 184 et 186 peuvent dans une certaine mesure aider à limiter la vitesse d'usure de la couche super abrasive et peuvent également fournir un support limité à la couche super abrasive, ce qui minimise une perte

prématurée d'abrasif par fissuration ou écaillage.

Les figures 15 et 16 détaillent d'autres modes de réalisation 190 et 200 de la présente invention dans lesquels des couches ou éléments de honage 192 et 193 ou 202 et 203 sont formées par des revêtements super abrasifs appliqués sur des éléments d'appui respectifs 194, 195, 204 et 205, éléments qui sont fixés aux bases 196 et 206 d'adaptateur d'une des façons déjà décrites Les éléments peuvent être placés dans des rainures 198 ou contre des arêtes 208 dans les bases 196 et 206, comme représenté Les emplacements des couches d'abrasif sur les bords d'attaque ou de traîne de l'élément respectif dépendent de l'utilisation de cet élément Tous les différents modes de réalisation permettent une utilisation efficace decette technologie innovatrice et ne nécessitent en général pas la plus petite modification des machines de honage existantes sur lesquelles elles sont utilisées. La figure 17 montre encore un autre mode de réalisation 210, dans lequel une pluralité de parties d'appui 212 et 214 sont intégrées à une base 216 d'adaptateur avec

chacune une couche abrasive 213 et 215 déposée sur elles.

Un procédé pour fiixer des particules abrasives sur

l'élément d'appui est le placage électrolytique ou non-

électrolytique La soudure, le brasage et les colles peuvent également être utilisés Le traitement préféré pour plaquer une couche abrasive sur l'élément d'appui ou cale est accompli en trois étapes ou phases distinctes, comprenant: ( 1) une étape de préplaquage; ( 2) une étape de fixation; et

( 3)une étape de post-plaquage.

On peut utiliser un plaquage électrolytique pour certaines de ces étapes, ou pour toutes, grâce auquel des électrons permettant la réduction métallique sont envoyés par une source de courant électrique continu On peut également utiliser un plaquage sans électrode dans lequel les électrons nécessaires à la réduction métallique sont fournis par une réduction de produits chimiques comme l'hypophosphite de

sodium, le borane de diméthylamine ou le formaldéhyde.

La phase de préplaquage implique le dépôt drune fine couche de métal liant 224 sur l'élément d'appui ou -16 substrat 220, comme représenté à la figure 18 On a constaté que cette étape favorisait l'adhésion pour donner une surface

d'appui aux particules 222 et pour modifier les caractéristi-

ques électrochimiques du substrat 220.

Pendant la phase de fixation, les particules d'abrasif 222 sont positionnées contre la surface à plaquer par utilisation par exemple d'un moyen de retenue extérieur, ou bien par gravité, ou bien par électrophorèse Une mince couche de métal liant 226 approprié est ensuite déposée sur la surface préparée du substrat pour piéger les particules abrasives proches de la surface Une épaisseur de dépôt

d'environ 0,01 pm à environ 200 pm s'est avérée être suffi-

sante dans la plupart des applications pour maintenir en place les particules sur le substrat 220 Comme les ions

métalliques doivent migrer à travers les couches de particu-

les abrasives pendant cette phase du traitement, cette étape de plaquage doit être effectuée relativement lentement pour éviter une polarisation de concentration Cette étape peut

être répétée afin de produire des couches abrasives d'épais-

seur souhaitée ou pour avoir des couches d'abrasifs diffé-

rents. La phase de post-plaquage peut être effectuée à une vitesse plus rapide après que les particules d'abrasif en excès ont été nettoyées et que le moyen extérieur de retenue, si on l'utilisait, a été retiré Le post-plaquage s'effectue avec un liant 228 jusqu'à ce que les particules abrasives soient enrobées dans la mesure exigée par l'application On

peut également utiliser cette phase pour contrôler l'épais-

seur de la couche abrasive appliquée.

Les métaux liants plaqués habituellement utilisés pour cette application comprennent le nickel, le chrome, le cobalt, le fer, l'étain, le cuivre, et des alliages comme le nickel phosphore, le nickel bore, le bronze et le laiton Le nickel s'est avéré avoir les caractéristiques de plaquage et la résistance mécanique les plus souhaitables dans la plupart

des applications.

Les fines couches super abrasives décrites et utilisées présentent des avantages important par rapport aux matériaux de honage plus classiques La présente invention prévoit l'utilisation de couches d'abrasif ayant une épais- seur comprise entre environ 1 m et environ 1,5 mm (entre environ 0,05 millième et environ 60 millièmes de pouce), mais de préférence entre environ 1,5 fm et environ 0,5 mm (environ 0,06 millième et environ 20 millièmes de pouce), bien que

l'on puisse également utiliser d'autres épaisseurs de couche.

En fonction de la composition de l'élément d'appui et des propriétés de dureté du matériau d'appui, l'épaisseur totale de l'élément de honage va varier typiquement entre environ la et environ 5 mm (environ 1 millième et environ 200 millièmes de pouce), mais de préférence se situe dans la

plage comprise entre environ 0,5 mm et environ 3 mm ( 20 mil-

lièmes environ et 120 millièmes de pouce) d'épaisseur pour la plupart des applications Les bords étroits présentés à la surface du matériau à honer confèrent au présent dispositif de honage expliqué ci-dessus, une durée de vie relativement

longue et une facilité à être dressé.

Différents modes de réalisation d'un nouvel élément abrasif de honage par le bord ont été représentés et décrits, dont tous remplissent les objets et avantages recherchés Il

est bien entendu que la description qui précède n'a été

donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif, et que des variantes ou des modifications, ainsi que d'autres applications et utilisations du présent dispositif, peuvent

y être apportées dans le cadre de la présente invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1 Elément de honage à monter sur un ensemble de honage caractérisé en ce qu'il comprend un corps allongé ( 12) avec des surfaces latérales ( 14, 16), d'extrémité ( 18, 20) et de bord ( 22, 24) opposées, une couche ( 26) faite d'un matériau abrasif et d'un liant fixée sur l'une des surfaces latérales s'étendant entre les surfaces d'extrémité et jusqu'à une surface de boid adjacente en formant le long de celle-ci un bord de surface abrasive engageant le travail, et un moyen pour monter l'élément de honage sur un ensemble de honage de façon à ce que le bord de la couche abrasive et la surface de bord adjacente du corps allongé viennent en

contact avec la surface de la pièce à honer.

2 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau abrasif contient un

matériau super abrasif.

3 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche est formée d'un matériau super abrasif qui contient des particules de diamant et le liant. 4 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche est formée d'un matériau super abrasif qui contient des particules de nitrure de bore

cubique et le liant.

Elément de honage selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le corps allongé est fait en acier.

6 Elément de honage selon la revendication 1,

caractérisé en ce que le corps allongé est fait en fonte.

7 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps allongé est fait de produits alliés fabriqués à partir d'une substance métallurgique en poudre. 8 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif a une épaisseur comprise entre environ 1 Sm et environ 1,5 mm ( 0,04

millième-60 millièmes de pouçe).

9 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif a une épaisseur comprise entre environ 1,5 Sm et environ 0,5 mm

( 0,06 millième-20 millièmes de pouce).

Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif et le liant contiennent une pluralité de couches de particules

super abrasives et un liant.

11 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif et le liant sont un élément fritté ( 174) semblable à une cale et il y a un moyen pour fixer l'élément en forme de cale à une

surface latérale du corps allongé.

12 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif et le liant sont appliqués sur une bande de métal et il y a un moyen pour fixer la bande de métal à une surface latérale du

corps allongé.

13 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau abrasif et le liant sont fixés au corps allongé par une opération de

plaquage.

14 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le liant est choisi dans le groupe formé par le nickel, le chrome, le cobalt, le fer, l'étain, le cuivre, le nickel-phosphore, le nickel-bore, le laiton et

le bore.

Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé par une pluralité de corps allongés adjacents, dont chacun a une couche der matériau abrasif et un liant fixés à une de ses surfaces, et un moyen pour monter les corps en contact de surface à surface, de sorte qu'un bord de chaque couche de matériau abrasif et les surfaces de bord du corps adjacent viennent en contact avec une surface de la

pièce à honer.

16 Elément de honage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un second corps allongé est fixé à la couche de matériau abrasif sur le côté opposé de la couche

par rapport audit corps précité.

17 Elément de honage à monter sur un ensemble de mandrin pour tourner avec lui, qui comprend un corps allongé ayant des surfaces d'extrémité, des surfaces latérales et des surfaces de bord opposées, un moyen pour monter l'élément sur un mandrin de honage de sorte que la rotation du corps avec le mandrin amène l'une des surfaces de bord opposées à se déplacer sur une surface de la pièce à honer, et une couche faite de particules de matériau super abrasif mélangées à un liant, fixée sur l'une des surfaces latérales opposées du corps, et s'étendant le long de celle-ci jusqu'à proximité de ladite surface de bord, ce qui fait qu'un bord de la couche de matériau super abrasif mélangé au liant vient en contact

avec la surface d'une pièce à honer.

18 Elément de honage selon la revendication 17, caractérisé en ce que la surface de bord du corps qui touche et se déplace sur la surface de la pièce est mise en forme

pour épouser le contour de la surface de la pièce à usiner.

19 Dispositif de honage par le bord à installer sur un mandrin pour tourner avec lui pendant le honage de

surfaces de pièces à usiner cylindriques, le mandrin compor-

tant un moyen déplaçable pendant le honage pour maintenir le dispositif de honage en contact sous charge avec la surface de la pièce à usiner, caractérisé par la construction du dispositif de honage qui comprend un élément en forme de bloc

avec des surfaces d'extrémité opposées, des surfaces latéra-

les opposées s'étendant entre les surfaces d'extrémité, et des surfaces de bords opposées s'étendant entre les surfaces latérales et d'extrémité, l'une des surfaces de bord venant en contact avec une surface de la pièce à usiner pendant le honage de celle-ci, et une couche faite de particules de matériau super abrasif et d'un liant fixé sur l'une des surfaces latérales opposées et s'étendant le long de celle- ci jusqu'à proximité de ladite surface de bord de sorte qu'un bord de ladite couche et la surface de bord viennent en contact avec la surface d'une pièce à usiner pendant le

honage de celle-ci.

Dispositif selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que ladite couche est faite de particules choisies dans le groupe formé par un diamant naturel ou synthétique et

le nitrure de bore cubique monocristallin ou polycristallin.

21 Dispositif selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que le mandrin comprend un moyen pour monter une

pluralité de dispositifs de honage par le bord semblables.

22 Dispositif selon la revendication 19, caracté-

risé en ce qu'une pluralité d'éléments semblables en forme de bloc, comportant chacun au moins une surface latérale opposée avec une couche faite de matériau super abrasif et d'un liant fixée sur celle-ci, et un moyen pour monter la pluralité d'éléments en forme de bloc sur le mandrin de façon adjacente les uns aux autres de sorte que la surface de bord de chacun de ladite pluralité d'éléments en forme de bloc vienne en

contact avec la surface de la pièce à honer.

23 Dispositif selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que le bord de chacun des éléments en forme de bloc de ladite pluralité épouse le contour de la surface de

la pièce à honer.

24 Mandrin de honage allongé pouvant tourner autour d'un axe de rotation, comprenant un moyen pour y monter au moins un ensemble de honage, caractérisé par la construction de l'ensemble de honage qui comprend une partie de corps allongée apte à être montée sur le mandrin de honage pour tourner avec lui autour de l'axe de rotation, le corps ayant des surfaces latérales opposées et une surface de bord qui s'étend entre elles et qui est positionnée sur le mandrin pour venir en contact avec une surface à honer, et une couche de matériau super abrasif et un liant fixée sur l'une des surfaces latérales opposées du corps allongé, un bord de ladite couche fixée s'étendant jusqu'à ladite surface de bord

pour venir en contact et honer la surface qu'elle touche.

Mandrin de honage selon la revendication 24, caractérisé en ce que ladite couche de matériau super abrasif et le liant contient une pluralité de couches de particules

super abrasives et un liant.

26 Mandrin de honage selon la revendication 24, caractérisé en ce que le mandrin comprend un moyen pour

déplacer radialement l'ensemble de honage en cours d'opéra-

tion. 27 Mandrin de honage selon la revendication 26, caractérisé en ce que le mandrin de honage comprend une rainure allongée le long d'un côté et l'ensemble de honage est monté dans la rainure, une surface au moins formée sur le dispositif de honage suivant un angle aigu par rapport à l'axe du mandrin et un élément formant coin placé dans la rainure en étant adjacent au dispositif de honage, ledit élément formant coin ayant une surface en contact de surface à surface avec la surface correspondante faisant un certain angle sur le dispositif de honage pour déplacer le dispositif

de honage radialement par rapport au mandrin lorsque l'élé-

ment formant coin est déplacé axialement dans un sens dans la rainure. 28 Mandrin de honage selon la revendication 24,

incluant une roue dentée montée pour s'étendre substantielle-

ment le long de l'axe du mandrin de honage, des engrenages à crémaillère avec des dents pour venir en prise sur la roue dentée, un moyen de honage s'étendant entre les paires de crémaillères alignées comprenant un élément de support, et un moyen sur l'élément de support pour monter l'ensemble de honage, caractérisé par le fait qu'il comprend un élément de honage allongé monté sur l'ensemble de honage, ledit élément de honage incluant une partie d'appui avec des surfaces latérales opposées et une surface de bord qui s'étend entre elles, la surface de bord venant en contact avec une surface à honer, et des particules de matériau super abrasif et un liant fixés sur l'une des surfaces latérales de lrélément de

honage allongé et s'étendant jusqu'à la surface de bord.

29 Mandrin de honage selon la revendication 24, comprenant une bande de métal sur laquelle sont fixés la couche de matériau super abrasif et un liant, et un moyen pour fixer la bande de matériau métallique au corps allongé avec un bord de la couche de matériau super abrasif et de liant qui s'étend jusqu'à proximité de ladite surface de bord. 30 Procédé de fabrication d'éléments abrasifs à installer sur des mandrins dé honage ou autres comprenant un élément allongé avec des surfaces latérales opposées et une surface de bord s'étendant entre elles le long d'un côté au moins de celui-ci, le procédé comprenant une première étape de préplaquage d'au moins une surface latérale de l'élément avec une substance qui favorise l'adhésion sur celui-ci, et une seconde étape de fixation sur ladite surface latérale de particules de substance abrasive, et une troisième étape consistant à post-plaquer la couche de particules abrasives sur les particules fixées précitées après avoir d'abord nettoyé les particules abrasives en excès jusqu'à ce que les particules post-plaquées soient noyées jusqu'à une valeur souhaitée.