FR2947472A1 - METHOD AND DEVICE FOR MACHINING A PIECE BY ABRASION - Google Patents
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Abstract
Le procédé d'usinage par abrasion d'une pièce (2) non usinable par les moyens conventionnels connus, selon l'invention, comporte les étapes suivantes: - on dispose un pion (3) à une certaine distance de la pièce (2) à usiner, - on entraîne le pion (3) en rotation, - on injecte un liquide abrasif entre le pion (3) en rotation et la pièce (2) pour abraser cette dernière, - on déplace le pion en translation le long de la pièce (2). Grâce au procédé, on peut usiner la pièce de manière précise et reproductible.The abrasive machining method of a non-machinable workpiece (2) by known conventional means, according to the invention, comprises the following steps: - a pin (3) is arranged at a distance from the workpiece (2) to machine, - the pin (3) is rotated, - an abrasive liquid is injected between the pin (3) in rotation and the piece (2) to abrade the latter, - the pin is moved in translation along the piece (2). Thanks to the process, the workpiece can be machined precisely and reproducibly.
Description
Procédé et dispositif d'usinage d'une pièce par abrasion Method and device for machining a workpiece by abrasion
La présente invention concerne l'usinage de pièces et plus particulièrement l'usinage de pièces en matériaux composites à matrice 5 céramique. The present invention relates to the machining of parts and more particularly to the machining of parts made of ceramic matrix composite materials.
Les matériaux composites à matrice céramique sont généralement désignés par leur acronyme anglais CMC, qui signifie "Ceramic Matrix Composite" (pour Composite à Matrice Céramique). Ces matériaux sont formés 10 d'une matrice céramique, par exemple à base de carbone C ou de carbure de silicium SiC, au sein de laquelle s'étendent des fibres d'un matériau présentant de bonnes caractéristiques de résistance en traction pour reprendre les efforts auxquels est soumis le matériau ; la matrice céramique assure la liaison entre les fibres, garantit leur écartement et leur transmet les efforts auxquels est soumise la 15 pièce en matériau CMC. Ceramic matrix composite materials are generally referred to by their acronym CMC, which stands for "Ceramic Matrix Composite" (for Ceramic Matrix Composite). These materials are formed of a ceramic matrix, for example based on carbon C or silicon carbide SiC, within which fibers of a material having good tensile strength characteristics extend to take up the forces. to which the material is subjected; the ceramic matrix ensures the connection between the fibers, ensures their spacing and transmits them the forces to which the piece of CMC material is subjected.
Les matériaux CMC sont notamment utilisés pour la fabrication de pièces à application dans le domaine aéronautique, en particulier pour la fabrication d'aubes, d'anneaux de turbines, de chambres de combustion, de 20 distributeurs, etc. Les pièces en CMC sont abradables (c'est-à-dire qu'elles sont susceptibles d'être abrasées). Les procédés connus d'usinage des pièces en matériau CMC sont le fraisage, la rectification par meulage, la découpe au jet d'eau, la découpe par faisceau d'électrons ou encore l'usinage à ultrasons. CMC materials are used in particular for the manufacture of application parts in the aeronautical field, in particular for the manufacture of blades, turbine rings, combustion chambers, distributors, etc. CMC parts are abradable (that is, they can be abraded). Known processes for machining parts made of CMC material are milling, grinding by grinding, water jet cutting, electron beam cutting or ultrasonic machining.
25 Des problèmes se posent pour l'usinage des pièces formées en matériau CMC, quel que soit le procédé choisi. Les procédés les plus utilisés que sont la rectification et la découpe au jet d'eau soit, sont coûteux, soit ne procurent pas une grande précision d'usinage, ce qui est particulièrement problématique lorsque les pièces sont de formes complexes, d'autant plus dans le domaine aéronautique 30 qui impose des normes avec des tolérances faibles. Par ailleurs, l'utilisation d'un outil tel qu'une meule ou une fraise pour l'usinage d'une pièce en matériau CMC entraîne un encrassement de cet outil, puisque des particules de la pièce en matériau CMC viennent se loger entre les grains du matériau formant l'outil. En outre, la découpe par faisceau d'électrons ou l'usinage à ultrasons sont complexes 35 et onéreux à mettre en oeuvre. Problems arise in the machining of parts made of CMC material, irrespective of the method chosen. The most commonly used processes such as grinding and waterjet cutting are either expensive or do not provide high machining precision, which is particularly problematic when the parts are of complex shapes, all the more so. in the aeronautical field 30 which imposes standards with low tolerances. Furthermore, the use of a tool such as a grinding wheel or a milling cutter for machining a workpiece made of CMC material leads to fouling of this tool, since particles of the workpiece made of CMC material are housed between them. grains of the material forming the tool. In addition, electron beam cutting or ultrasonic machining is complex and expensive to implement.
L'invention a été développée pour résoudre des problèmes spécifiques aux pièces à usiner en matériau CMC ; elle s'applique donc particulièrement bien à ce type de pièces. Toutefois, la Demanderesse n'entend pas limiter la portée de ses droits à cette seule application et c'est pourquoi l'invention s'applique plus généralement aux pièces composites (par exemple à matrice organique) et plus généralement encore aux pièces destinées à être usinées. The invention has been developed to solve specific problems with workpieces made of CMC material; it therefore applies particularly well to this type of parts. However, the Applicant does not intend to limit the scope of its rights to this single application and that is why the invention applies more generally to composite parts (for example organic matrix) and more generally to parts intended to be machined.
C'est ainsi que l'invention concerne un procédé d'usinage d'une pièce par abrasion, dans lequel: - on dispose un pion à une certaine distance de la pièce à usiner, - on entraîne le pion en rotation, - on injecte un liquide abrasif entre le pion en rotation et la pièce pour abraser cette dernière. Thus, the invention relates to a method of machining a workpiece by abrasion, in which: - a pin is placed at a distance from the workpiece, - the pin is rotated, - it is injected an abrasive liquid between the rotating pin and the piece to abrade the latter.
Grâce à l'invention, le pion sert de support et de moyen d'entraînement au liquide abrasif, qui exerce la fonction d'abrasion. Le pion participe donc indirectement à l'usinage de la pièce par l'intermédiaire du liquide abrasif Le procédé présente ainsi tous les avantages de l'usinage par abrasion, sans en présenter les inconvénients. En particulier, le pion n'étant pas directement utilisé pour l'abrasion de la pièce, il est moins consommé ou encrassé par elle et sa forme reste plus stable, ce qui permet au procédé d'être répétitif avec une bonne constance dans la qualité, seul le liquide étant consommé. Par ailleurs, il est aisé d'adapter le procédé à la pièce à usiner, par adaptation de la nature du liquide abrasif et des différents paramètres qui peuvent être impliqués dans le procédé, au nombre desquels la distance entre la pièce et le pion et donc la pression exercée par le pion sur le liquide et la pièce, la vitesse de rotation du pion, l'éventuelle vitesse de déplacement du pion par rapport à la pièce, la quantité de liquide injectée entre la pièce et le pion, etc. Thanks to the invention, the pin serves as a support and driving means for the abrasive liquid, which performs the abrasion function. The pin thus indirectly participates in the machining of the part by means of the abrasive liquid. The method thus has all the advantages of abrasive machining, without presenting the disadvantages thereof. In particular, since the pin is not used directly for abrasion of the piece, it is less consumed or fouled by it and its shape remains more stable, which allows the process to be repetitive with good consistency in quality. , only the liquid being consumed. Furthermore, it is easy to adapt the process to the workpiece, by adapting the nature of the abrasive liquid and the various parameters that may be involved in the process, including the distance between the workpiece and the pion and therefore the pressure exerted by the pin on the liquid and the workpiece, the speed of rotation of the pin, the possible speed of movement of the pin relative to the workpiece, the amount of liquid injected between the workpiece and the pin, etc.
Finalement, le procédé de l'invention comporte des caractéristiques à la fois d'un procédé de fraisage et d'un procédé de rectification par meulage. D'un procédé de fraisage car il met en oeuvre un pion entraîné en rotation. D'un procédé de rectification par meulage car la matière est enlevée de la pièce par abrasion. Ainsi, l'utilisation d'un pion rotatif offre au procédé de l'invention une grande précision et une grande maniabilité dans sa mise en oeuvre, tandis que l'abrasion de la pièce peut se faire de manière très progressive, puisque l'action du liquide abrasif, entraîné par le pion, s'exerce tangentiellement à la surface abrasée de la pièce. Finally, the process of the invention has features of both a milling process and a grinding rectification method. A milling method because it implements a pin driven in rotation. A grinding grinding process because the material is removed from the workpiece by abrasion. Thus, the use of a rotary pin provides the process of the invention with great precision and great maneuverability in its implementation, while the abrasion of the part can be done very gradually, since the action abrasive liquid, driven by the pin, is exerted tangentially to the abraded surface of the piece.
Selon une forme de réalisation préférée, on injecte du liquide en continu 5 au cours du procédé, pour garantir la constance de son action sur la pièce. According to a preferred embodiment, continuous liquid is injected during the process, to guarantee the constancy of its action on the part.
Selon une forme de réalisation préférée, le liquide abrasif comporte un liquide avec une suspension de particules d'un matériau abrasif En particulier, les effets du procédé peuvent être adaptés par modification de la nature du 10 liquide, de la granulométrie desdites particules, de leur concentration, de leur dureté, etc. Préférentiellement les particules abrasives utilisées sont réalisées en carbure de bore. According to a preferred embodiment, the abrasive liquid comprises a liquid with a suspension of particles of an abrasive material. In particular, the effects of the process can be adapted by modifying the nature of the liquid, the particle size of said particles, their concentration, hardness, etc. Preferably, the abrasive particles used are made of boron carbide.
De préférence, le pion étant formé dans un matériau présentant une 15 certaine dureté, la pièce étant formée dans un matériau présentant une certaine dureté, le matériau abrasif du liquide abrasif présente une dureté comprise entre la dureté du pion et la dureté de la pièce. On garantit ainsi que le liquide a un effet abrasif sur la pièce mais pas sur le pion et que ce dernier n'est pas consommé, ce qui améliore la reproductibilité stable du procédé dans le temps. 20 Selon une forme de réalisation, le pion est également entraîné en translation le long de la pièce, par exemple d'une façon similaire à celle d'une opération de fraisage conventionnel latéral. Cela permet d'usiner une plus grande surface de la pièce avec le pion, de manière maniable et précise. Le procédé est particulièrement adapté à l'usinage de pièces réalisées en matériaux du type des CMC. Preferably, since the pin is formed of a material having a certain hardness, the piece being formed of a material having a certain hardness, the abrasive material of the abrasive liquid has a hardness between the hardness of the pin and the hardness of the piece. This ensures that the liquid has an abrasive effect on the piece but not on the piece and that it is not consumed, which improves the stable reproducibility of the method over time. According to one embodiment, the pin is also translationally driven along the workpiece, for example in a manner similar to that of a conventional lateral milling operation. This makes it possible to machine a larger surface of the workpiece with the pawn, in a manageable and precise manner. The method is particularly suitable for machining parts made of materials of the CMC type.
L'invention concerne également un dispositif d'usinage d'une pièce par 30 abrasion, comprenant un pion, des moyens de positionnement du pion par rapport à la pièce, des moyens d'entraînement du pion en rotation et des moyens d'injection d'un liquide abrasif entre le pion en rotation et la pièce pour abraser cette dernière. The invention also relates to a device for machining a workpiece by abrasion, comprising a peg, means for positioning the peg with respect to the workpiece, means for driving the rotating peg and means for injecting the workpiece. an abrasive liquid between the rotating pin and the piece to abrade the latter.
35 Le dispositif de l'invention présente les mêmes avantages que le procédé présenté ci-dessus. 25 Selon une forme de réalisation préférée, le dispositif comporte une tige supportant le pion, un châssis supportant la tige et des moyens de positionnement et de fixation de la pièce par rapport au châssis. The device of the invention has the same advantages as the method presented above. According to a preferred embodiment, the device comprises a rod supporting the pin, a frame supporting the rod and means for positioning and fixing the piece relative to the frame.
Selon une forme de réalisation préférée, le pion est formé en matériau non abradable, c'est-à-dire présentant une bonne résistance à l'abrasion. Le pion n'est ainsi pas abrasé par le liquide abrasif et n'est donc que faiblement consommé par le procédé. According to a preferred embodiment, the pin is formed of non-abradable material, that is to say having a good resistance to abrasion. The pin is not abraded by the abrasive liquid and is therefore only slightly consumed by the process.
Selon une forme de réalisation préférée, le pion est formé en matériau non abrasif On garantit ainsi qu'il n'exerce aucune action directe d'abrasion sur la pièce et que cette fonction est intégralement remplie par le liquide abrasif According to a preferred embodiment, the pin is formed of a non-abrasive material. It thus ensures that it has no direct abrasion action on the part and that this function is completely filled by the abrasive liquid.
De préférence dans ce cas, le pion est formé en diamant, de préférence en diamant monocristallin, qui présente une dureté très importante. Preferably in this case, the pin is formed of diamond, preferably monocrystalline diamond, which has a very high hardness.
Selon une forme de réalisation préférée, le pion présente une surface extérieure lisse. Il est ainsi garanti qu'il n'exerce pas directement de fonction abrasive. Selon une forme de réalisation préférée, le pion est une pièce de révolution autour d'un axe avec une surface extérieure de forme correspondant à une révolution d'une génératrice autour de l'axe du pion. According to a preferred embodiment, the pin has a smooth outer surface. It is thus guaranteed that it does not exert directly abrasive function. According to a preferred embodiment, the pin is a piece of revolution about an axis with an outer surface of shape corresponding to a revolution of a generator around the axis of the pin.
25 Selon une forme de réalisation particulière, la pièce à usiner présentant une surface avec une forme particulière en vue de profil de cette surface, le pion présente une surface de révolution dont la génératrice a la forme de ladite forme particulière de la surface de la pièce. Le pion permet ainsi d'usiner directement la pièce à sa forme finale en vue de profil, sans qu'il soit nécessaire de le déplacer le 30 long de ce profil de la pièce. Si la surface de la pièce présente un tel profil sur une certaine longueur, il suffit alors de déplacer le pion le long de cette longueur pour conférer à la pièce le profil souhaité. Cela permet la mise en oeuvre d'un procédé à la fois plus rapide et plus précis, la forme étant garantie par la forme du pion et l'usinage pouvant se faire en une seule passe. 35 L'invention s'applique particulièrement bien à l'usinage de pièces utilisées dans le domaine aéronautique, pour lesquels les exigences et les normes sont très contraignantes. According to a particular embodiment, the workpiece having a surface with a particular shape in profile view of this surface, the pin has a surface of revolution whose generator has the shape of said particular shape of the surface of the workpiece . The pin thus allows the workpiece to be machined directly to its final shape in profile, without it being necessary to move it along this profile of the workpiece. If the surface of the piece has such a profile over a certain length, then simply move the pin along this length to give the piece the desired profile. This allows the implementation of a process that is both faster and more accurate, the shape being guaranteed by the shape of the pin and machining can be done in a single pass. The invention is particularly applicable to the machining of parts used in the aeronautical field, for which the requirements and standards are very restrictive.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la forme de réalisation préférée du procédé et du dispositif de l'invention, en référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles: - la figure 1 représente une vue schématique de la forme de réalisation préférée du dispositif d'usinage de l'invention ; - la figure 2 représente une vue partielle en perspective d'une aube pouvant être usinée à l'aide d'un dispositif du type de celui de la figure 1 et - la figure 3 représente un pion pouvant être utilisé dans le dispositif de la figure 1 spécifiquement pour l'usinage du pied de l'aube de la figure 2. The invention will be better understood with the aid of the following description of the preferred embodiment of the method and of the device of the invention, with reference to the attached drawing plates, in which: FIG. 1 represents a schematic view of the preferred embodiment of the machining device of the invention; FIG. 2 represents a partial perspective view of a blade that can be machined using a device of the type of that of FIG. 1, and FIG. 3 represents a pin that can be used in the device of FIG. 1 specifically for machining the foot of the blade of Figure 2.
En référence à la figure 1, un dispositif 1 d'usinage par abrasion d'une pièce 2 comporte un pion 3, d'axe A, monté sur une tige 4 s'étendant également selon l'axe A et elle-même supportée par un châssis 5. On peut encore désigner le pion 3 par l'expression de tête rotative 3. La tige 4 est susceptible d'être entraînée en rotation (comme schématiquement représenté par la flèche 6 sur la figure 1) par des moyens d'entraînement en rotation, non représentés et comportant ici un moteur électrique, montés sur le châssis 5 ; la tige 4 entraîne alors en rotation le pion 3 qui lui est solidaire. Le dispositif 1 comporte par ailleurs des moyens non représentés de positionnement et de fixation de la pièce 2 par rapport au châssis 5, de manière connue de l'homme du métier. With reference to FIG. 1, a device 1 for abrasive machining a workpiece 2 comprises a pin 3, of axis A, mounted on a rod 4 also extending along the axis A and which is itself supported by a frame 5. The peg 3 can also be designated by the expression rotating head 3. The rod 4 can be rotated (as schematically represented by the arrow 6 in FIG. 1) by drive means in rotation, not shown and here comprising an electric motor, mounted on the frame 5; the rod 4 then rotates the pin 3 which is secured thereto. The device 1 also comprises means not shown for positioning and fixing the part 2 relative to the frame 5, in a manner known to those skilled in the art.
Le dispositif comporte par ailleurs tous les éléments d'un centre (ou dispositif) d'usinage traditionnel (moteurs, capteurs de position, unité de traitement, etc.) ; il n'est pas nécessaire de les décrire précisément dans la mesure où leur structure et leur fonction sont bien connues de l'homme du métier qui, pour mettre en oeuvre le dispositif et le procédé de l'invention, pourra utiliser un centre d'usinage traditionnel qu'il adaptera pour qu'il comporte les moyens spécifiques aux dispositif et procédé de l'invention. The device also comprises all the elements of a traditional machining center (or device) (motors, position sensors, processing unit, etc.); it is not necessary to describe them precisely to the extent that their structure and function are well known to those skilled in the art who, to implement the device and method of the invention, can use a center of traditional machining that it will adapt to include the specific means to the device and method of the invention.
Le pion 3 est une pièce de révolution autour d'un axe A, c'est-à-dire une pièce qui présente une surface extérieure dont la forme est la forme générée par une révolution d'un segment de droite ou de courbe, dénommée génératrice, autour de l'axe A. Le pion 3 de la figure 1 est de forme cylindrique ; sa génératrice est donc une droite parallèle à son axe de révolution A. The pin 3 is a piece of revolution about an axis A, that is to say a piece which has an outer surface whose shape is the shape generated by a revolution of a segment of line or curve, called generator, about the axis A. The pin 3 of Figure 1 is cylindrical; its generator is a straight line parallel to its axis of revolution A.
Le dispositif 1 comporte par ailleurs des moyens d'injection d'un liquide abrasif entre le pion 3 et la pièce 2, comprenant en l'occurrence un système d'injection avec une pompe et une buse 7 d'injection de ce liquide. Le liquide peut ainsi être injecté à l'interface entre le pion 3 et la pièce 2, comme schématisé par la flèche 8 sur la figure 1. The device 1 further comprises means for injecting an abrasive liquid between the pin 3 and the piece 2, in this case comprising an injection system with a pump and a nozzle 7 for injecting this liquid. The liquid can thus be injected at the interface between the pin 3 and the piece 2, as shown schematically by the arrow 8 in FIG.
Le liquide abrasif comporte en l'espèce de l'eau (qui est le "liquide de base" ou solvant de la solution de liquide abrasif) mélangée à du carbure de bore (qui est le soluté de la solution) ; le carbure de bore est le matériau ou agent abrasif du liquide. Cette solution d'eau mélangée à du carbure de bore a un effet abrasif lorsqu'elle est frottée à un matériau dit abradable, c'est-à-dire susceptible d'être abrasé. The abrasive liquid in this case comprises water (which is the "base liquid" or solvent of the abrasive liquid solution) mixed with boron carbide (which is the solute of the solution); boron carbide is the abrasive material or agent of the liquid. This water solution mixed with boron carbide has an abrasive effect when it is rubbed with a material said to be abradable, that is to say capable of being abraded.
En l'espèce, la surface extérieure du pion 3 est lisse ; le pion 3 en tant que tel n'a donc aucun effet abrasif et c'est le liquide abrasif entraîné par le pion 3 qui a un effet abrasif sur la pièce. La dureté de l'agent abrasif du liquide abrasif est en l'espèce comprise entre la dureté de la pièce 2 et la dureté du pion 3. Ainsi, le liquide a un effet abrasif sur la pièce 2 mais pas sur le pion 3. In this case, the outer surface of the pin 3 is smooth; the pin 3 as such has no abrasive effect and it is the abrasive liquid driven by the pin 3 which has an abrasive effect on the piece. The hardness of the abrasive agent of the abrasive liquid is in this case between the hardness of the part 2 and the hardness of the pin 3. Thus, the liquid has an abrasive effect on the part 2 but not on the pin 3.
25 Le pion 3 est en l'espèce en diamant. Ce matériau présente l'avantage d'une grande dureté, ce qui lui permet de ne pas être affecté et donc pas consommé par son contact et frottement avec le liquide abrasif Il s'agit de préférence d'un diamant monocristallin, ce type de diamant présentant une dureté plus importante encore que les diamants polycristallins (qu'il est néanmoins 30 également possible d'utiliser). The pin 3 is in this case diamond. This material has the advantage of a high hardness, which allows it to not be affected and therefore not consumed by its contact and friction with the abrasive liquid It is preferably a monocrystalline diamond, this type of diamond having a greater hardness than polycrystalline diamonds (which it is nevertheless possible to use).
Le procédé d'usinage va maintenant être décrit, en référence à sa mise en oeuvre avec le dispositif de la figure 1. The machining process will now be described, with reference to its implementation with the device of FIG.
35 Le pion 3 est positionné à une certaine distance de la surface à usiner de la pièce 2. Cette distance est déterminée par l'homme du métier et constitue l'un des paramètres du procédé car elle détermine, en fonction de la nature et quantité20 de liquide abrasif injecté, la pression du liquide entraîné entre la surface extérieure du pion 3 et celle de la pièce 2. The pin 3 is positioned at a distance from the work surface of the workpiece 2. This distance is determined by those skilled in the art and constitutes one of the parameters of the process as it determines, depending on the nature and quantity of the workpiece. injected abrasive liquid, the pressure of the liquid entrained between the outer surface of the pin 3 and that of the part 2.
Le moteur est mis en marche, entraînant ainsi la tige 4 et donc le pion 3 en rotation. Le système d'injection est également mis en marche pour injecter du liquide abrasif sur la surface à usiner de la pièce 2. Le liquide est ainsi entraîné entre le pion 3 en rotation et la surface à usiner de la pièce 2. The engine is started, thus driving the rod 4 and thus the pin 3 in rotation. The injection system is also started to inject abrasive liquid on the workpiece surface of the workpiece 2. The liquid is thus driven between the pin 3 in rotation and the workpiece surface of the workpiece 2.
Ainsi, on forme une pellicule de liquide abrasif sur la pièce 2 et on entraîne le liquide entre le pion rotatif 3 et la pièce 2, ce qui a pour conséquence l'application d'un effet abrasif sur la surface de la pièce 2 en regard de la surface du pion 3 entraînant le liquide, l'effet abrasif étant exercé par le liquide abrasif Autrement dit, le pion 3 étant en vis-à-vis de la pièce 2 au niveau d'une interface entre eux séparant l'espace en deux demi-espaces E1, E2 et le pion 3 tournant, du côté de la pièce 2, d'un demi-espace E1 vers l'autre E2, le liquide abrasif est injecté dans le demi-espace E1 dans lequel la surface extérieure du pion 3 se rapproche dans son mouvement de la pièce 2 pour passer vers l'autre demi-espace E2 ; ainsi, le pion 3 entraîne bien le liquide abrasif le long de la pièce, d'un demi-espace E1 vers l'autre E2 ; du point de vue de la pièce 2, le liquide est entraîné tangentiellement à sa surface et exerce donc un effort d'abrasion tangentiel à sa surface. Le pion 3 exerce par ailleurs une certaine pression sur le liquide et la pièce 2, perpendiculairement à la surface abrasée de cette dernière ; l'effort d'abrasion exercé par le liquide sur la pièce 2 est notamment fonction de la valeur de cette pression combinée à l'entraînement tangentiel. Thus, a film of abrasive liquid is formed on the part 2 and the liquid is entrained between the rotating pin 3 and the part 2, which results in the application of an abrasive effect on the surface of the piece 2 opposite of the surface of the pin 3 driving the liquid, the abrasive effect being exerted by the abrasive liquid In other words, the pin 3 being opposite the part 2 at an interface between them separating the space in two half-spaces E1, E2 and the pin 3 rotating, on the side of the part 2, a half-space E1 to the other E2, the abrasive liquid is injected into the half-space E1 in which the outer surface of the pion 3 moves in its movement from the room 2 to move to the other half-space E2; thus, the pin 3 effectively drives the abrasive liquid along the part, a half-space E1 to the other E2; from the point of view of the part 2, the liquid is driven tangentially to its surface and thus exerts a tangential abrasion force on its surface. The pin 3 also exerts a certain pressure on the liquid and the piece 2, perpendicular to the abraded surface thereof; the abrasion force exerted by the liquid on the part 2 is in particular a function of the value of this pressure combined with the tangential drive.
Le pion 3 peut par ailleurs être entraîné en déplacement le long de la surface à usiner de la pièce 2, comme représenté schématiquement par la flèche 9. Le pion 3 se déplaçant de l'amont vers l'aval, il est entraîné en rotation de sorte à ce que sa surface en rotation se déplace, du côté de la pièce 2, de l'aval vers l'amont, tandis que le liquide abrasif est injecté à l'interface entre le pion 3 et la pièce 2 du côté aval du pion 3. The pin 3 can also be driven in displacement along the surface to be machined of the part 2, as represented diagrammatically by the arrow 9. The pin 3 moving from upstream to downstream, it is driven in rotation of so that its rotating surface moves, on the side of the part 2, from downstream to upstream, while the abrasive liquid is injected at the interface between the pin 3 and the part 2 on the downstream side of the pawn 3.
Le procédé d'usinage par abrasion permet d'obtenir un usinage de grande précision, puisqu'un pion 3 peut être déplacé le long d'une pièce 2 de manière très précise. Par ailleurs, l'utilisation d'un pion lisse 3 en combinaison avec un liquide abrasif confère un caractère très fin à l'abrasion. La pièce 2 présente donc un très bon état de surface dans la zone qui a été usinée par abrasion, c'est-à-dire que la pièce 2 présente un très bon état de finition. L'effet abrasif étant exercé par le liquide et non pas directement pas le pion 3, ce dernier n'est pas ou que peu abîmé ou consommé par la mise en oeuvre du procédé. Le procédé est d'autant plus régulier et reproductible qu'il est possible d'alimenter en continu en liquide abrasif la zone à abraser, pour que la quantité de liquide par unité de surface soit constante au cours du temps. The abrasion machining method makes it possible to obtain high precision machining, since a pin 3 can be moved along a part 2 very precisely. Moreover, the use of a smooth pin 3 in combination with an abrasive liquid gives a very fine character to abrasion. Part 2 thus has a very good surface condition in the area that has been machined by abrasion, that is to say that the part 2 has a very good finish. The abrasive effect being exerted by the liquid and not directly the pin 3, the latter is not or only slightly damaged or consumed by the implementation of the method. The process is all the more regular and reproducible that it is possible to continuously feed the abrasive zone with abrasive liquid so that the quantity of liquid per unit area is constant over time.
Différents paramètres peuvent être modifiés pour optimiser le procédé et/ou l'adapter en fonction de la nature de la pièce 2 à usiner et/ou du rendu souhaité. Les principaux paramètres sont, entre autres, les suivants: - la nature du matériau constituant le pion 3 et donc sa dureté ; - l'état de surface du pion 3 (plus ou moins rugueux) ; - la nature du liquide de base utilisé pour la fabrication du liquide abrasif ; - la quantité de liquide injectée entre le pion 3 et la pièce 2 ; - la nature de l'agent abrasif du liquide abrasif ; - la granulométrie de l'agent abrasif du liquide abrasif et sa concentration dans le liquide ; - la distance entre le pion 3 et la pièce 2 et donc la pression appliquée sur 20 la pièce 2 par le pion 3 ; - la vitesse périphérique de rotation du pion 3 ; - la vitesse d'avancement du pion rotatif 3 le long de la pièce 2 et - la nature des déplacements auquel est soumis le pion 3. Different parameters can be modified to optimize the process and / or adapt according to the nature of the workpiece 2 to be machined and / or the desired rendering. The main parameters are, among others, the following: the nature of the material constituting the pawn 3 and therefore its hardness; the surface state of the pin 3 (more or less rough); the nature of the base liquid used for the manufacture of the abrasive liquid; the quantity of liquid injected between the pin 3 and the piece 2; the nature of the abrasive agent of the abrasive liquid; - the granulometry of the abrasive agent of the abrasive liquid and its concentration in the liquid; the distance between the pin 3 and the piece 2 and therefore the pressure applied to the piece 2 by the pin 3; the peripheral speed of rotation of the pin 3; the speed of advance of the rotating pin 3 along the piece 2 and the nature of the displacements to which the pin 3 is subjected.
25 La forme de la pièce 2 une fois usinée dépend, d'une part de la forme du pion 3, d'autre part de la trajectoire qu'il parcourt le long de la pièce 2. Selon la forme à usiner, le pion 3 peut rester immobile par rapport à la pièce 2. The shape of the workpiece 2 when machined depends, on the one hand on the shape of the peg 3, on the other hand on the path that it travels along the workpiece 2. According to the shape to be machined, the peg 3 can remain motionless with respect to piece 2.
Selon une forme de réalisation particulière, la pièce à usiner présentant 30 une surface avec une forme particulière en vue de profil de cette surface, le pion 3 présente une surface de révolution dont la génératrice a la forme de ladite forme particulière de la surface de la pièce 2 en vue de profil. According to a particular embodiment, the workpiece having a surface with a particular shape in view of the profile of this surface, the pin 3 has a surface of revolution whose generator has the shape of said particular shape of the surface of the room 2 in profile view.
Un exemple de cette forme de réalisation est décrit en référence aux 35 figures 2 et 3, pour l'usinage d'une aube 2a ; plus précisément, il s'agit d'usiner une aube 2a comportant un pied 2b dit en "sapin", c'est-à-dire dont la surface latérale présente, en vue de profil, une forme incurvée avec au moins deux changements de courbure. Ce type de pied d'aube est bien connu de l'homme du métier de motoriste aéronautique. Sur la figure 3 est représenté un pion 3 présentant une surface extérieure de forme spécialement agencée pour l'usinage du pied 2b en sapin de l'aube 2a. Ainsi, ce pion 3 présente une surface extérieure générée par la révolution, autour de l'axe A du pion 3, d'un segment de génératrice présentant la même forme que le profil du pied 2b de l'aube 2a, à savoir une forme incurvée avec deux changements de courbure, comme on le voit sur la figure 3. An example of this embodiment is described with reference to Figures 2 and 3 for machining a blade 2a; more specifically, it involves machining a blade 2a having a foot 2b said "fir", that is to say whose lateral surface has, in profile, a curved shape with at least two changes of curvature. This type of dawn foot is well known to those skilled in the aeronautical engine industry. In Figure 3 is shown a pin 3 having an outer surface of form specially arranged for machining the foot 2b fir of the blade 2a. Thus, this pin 3 has an outer surface generated by the revolution, around the axis A of the pin 3, a generator segment having the same shape as the profile of the foot 2b of the blade 2a, namely a shape curved with two changes of curvature, as seen in Figure 3.
Avec un pion 3 présentant la même forme que le profil du pied 2b de l'aube 2a, il est possible d'usiner le pied 2b en une seule passe du pion 3, le pion 3 étant simplement déplacé selon une trajectoire rectiligne parallèle au pied et abrasant ce dernier pour lui donner, en vue de profil, la forme de sa génératrice. With a pin 3 having the same shape as the profile of the foot 2b of the blade 2a, it is possible to machine the foot 2b in a single pass of the pin 3, the pin 3 being simply moved along a rectilinear path parallel to the foot and abrading the latter to give it, in profile, the shape of its generator.
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