WO2015136228A1 - Procede de realesage d'un arbre comportant un profil complexe - Google Patents

Procede de realesage d'un arbre comportant un profil complexe Download PDF

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WO2015136228A1
WO2015136228A1 PCT/FR2015/050614 FR2015050614W WO2015136228A1 WO 2015136228 A1 WO2015136228 A1 WO 2015136228A1 FR 2015050614 W FR2015050614 W FR 2015050614W WO 2015136228 A1 WO2015136228 A1 WO 2015136228A1
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WO
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shaft
tube
reboring
holding tube
cavity
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PCT/FR2015/050614
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Inventor
Claude Gérard René Dejaune
Bruno BISCATTI
Cyril DOUADY
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Safran Aircraft Engines SAS
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SNECMA SAS
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B35/00—Methods for boring or drilling, or for working essentially requiring the use of boring or drilling machines; Use of auxiliary equipment in connection with such methods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B41/00—Boring or drilling machines or devices specially adapted for particular work; Accessories specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B49/00—Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • B23B49/02—Boring templates or bushings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P6/00—Restoring or reconditioning objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B2226/00—Materials of tools or workpieces not comprising a metal
    • B23B2226/61—Plastics not otherwise provided for, e.g. nylon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C73/00—Repairing of articles made from plastics or substances in a plastic state, e.g. of articles shaped or produced by using techniques covered by this subclass or subclass B29D
    • B29C73/24—Apparatus or accessories not otherwise provided for
    • B29C73/26—Apparatus or accessories not otherwise provided for for mechanical pretreatment
    • B29C2073/268—Apparatus or accessories not otherwise provided for for mechanical pretreatment for drilling holes in the area to be repaired

Definitions

  • the field of the invention relates to the machining processes of a shaft made by different calibration heads when the profile to be produced is complex, that is to say that it comprises variations in diameters.
  • the method of the invention relates, more particularly, to a reboring of a workpiece, such as a shaft, when the latter has already been bored and that the minimum mechanical tolerances have not been maintained during this first bore.
  • a bottle shape can be made, the latter corresponds to an evolution of the bore diameter having a profile similar to that of a bottle.
  • FIG. 1 represents an example of such a shaft profile 10 with a zone 1 1 in which the evolution of the internal diameter of the shaft 10 has angles and variations that are difficult to control during machining and particularly during of the final operation consisting in the finishing of the recess of the shaft 10.
  • machining heads may be used, the latter commonly referred to as "recessing" heads or finishing heads.
  • the final machining of the shaft requires going out and returning from the calibration head of the cutting tools according to the shape of the definition of the part.
  • the control of the cutting tools, their inputs / outputs and the choice of these are parameters that can be configured and programmed according to the profile to be machined.
  • the finishing operations are sensitive because they are carried out over a large bore length, denoted "LA" in FIG. 1, of the shaft 10. This constraint imposes a great precision in the handling of the calibration or finishing head and stability of the head during this operation.
  • FIG. 2 represents the EP U tolerance margins on the thickness of material to be machined in zone 1 1. This margin must be generally less than one millimeter.
  • the invention solves the aforementioned drawbacks.
  • An object of the invention relates to a method of reboring a shaft to be drilled, said shaft comprising a hollow cavity extending along a longitudinal axis, said method comprising the following steps:
  • One advantage of the invention is that it makes it possible to recover rejected and non-compliant drilled shafts after a control of the tolerance thresholds.
  • the method of the invention makes it possible to take back such parts by reboring them thanks to the method of the invention.
  • the method of the invention therefore reduces the number of drilled parts having a complex boring profile and thus reduces manufacturing costs.
  • the stages of injection and hardening of the resin use a resin having a hardness greater than one predefined threshold for maintaining and guiding a finishing head in a drilling position during machining of the shaft.
  • the holding tube is made of steel and its thickness is between 1 and 10 mm.
  • the introduction of the tube comprises the following steps:
  • a first endpiece is supported and fixed on a plate by means of a mandrel, the first end piece forming a means for fixing the tube and a plug at one end of the shaft.
  • a second endpiece comprises axial openings for the passage of injection nozzles between the outer surface of the holding tube and the inner wall of the cavity of the shaft.
  • the second endpiece comprises:
  • Another object of the invention relates to a guide assembly of a holding tube inserted into a shaft to be drilled, said guide assembly comprising two end pieces adapted to cooperate on the one hand with each end of said shaft and on the other hand with the ends of the holding tube, said end pieces allowing the holding tube to be held in parallel or coaxially with the longitudinal axis of the shaft, a first end being fixed to a plate to maintain a bore direction and a second end piece to comprising a plurality of openings, said openings opening into a first cavity located between the outer surface of the holding tube and the inner wall of the cavity of the shaft, said openings being adapted to the passage of injection nozzles.
  • One advantage is to provide a simple assembly to implement the single piece formed by the tube ensures a reformed guide to bore the tree.
  • the orifices in the second endpiece that allow the injection of a resin can be simply made without the complicated machining of new specific tips requiring expensive design.
  • the first endpiece is secured to the plate by means of a mandrel.
  • the second endpiece comprises vent holes opening into the first cavity.
  • the tube comprises an anti-adherent coating to the product injected into the first zone.
  • Figure 1 a shaft having a hollow cavity having a complex profile to be drilled
  • FIGS. 2 an enlargement of a portion of the tree to be drilled in which the changes in diameter are similar to the profile of a bottle;
  • ⁇ Figures 3 a pre-calibration operation from the bore of the shaft with a gauging head that plant growing
  • ⁇ Figure 4A a material injection operation in the drilled cavity of the shaft having a nonconformity vis-à-vis a set of bore to be complied with according to the method of the invention
  • FIG. 4B a second end cap having openings for the passage of injection nozzles for performing the method of the invention
  • Figure 4C a front view of the second end cap comprising openings for the injection nozzle passage
  • Figure 5 an operation reboring according to the method of the invention succeeding in the injection operation
  • Figure 3 shows an exemplary case of a pre-calibration tree configuration.
  • the shaft is machined to provide a pre-calibration diameter 19 by means of a calibration head 20 to allow a finishing operation with a finishing head.
  • the guide assembly of the invention aims to provide means for taking a bore of a shaft 35 by a resin injection controlled in said shaft having undergone a first bore.
  • One objective is to reform the cylindrical cavity 19 forming a guide channel for a calibration head and a finishing head.
  • FIG. 4A shows an embodiment of a guide assembly of the invention comprising a tube 2 made of steel wire 2 to 3 mm which is mounted centered on two end pieces 30, 34 at each end of the tube 32.
  • the outer surface of the holding tube 32 comprises an anti-adherent coating to the injection product 33 which may be for example a resin.
  • the guide assembly of the invention comprises a first tip 30 stepped with a centering in the diameter of the shaft 35.
  • the shoulder is formed on a plate 38 by means for example of a mandrel 301 which allows to fix the tip 30 to the plate 38.
  • the first tip 30 may be selected expandable to provide maneuverability of the guide assembly.
  • the guide assembly of the invention comprises a second endpiece 34 also centered in the pre-calibration diameter of the shaft 35.
  • This second endpiece 34 must also center the holding tube 32 arranged substantially coaxially with the shaft 35.
  • the second endpiece 34 comprises a first portion 340 shown in more detail in Figure 4B.
  • the first part 340 includes a tubular profile whose diameter is substantially less than the pre-calibration diameter.
  • This first portion 340 of the second endpiece 34 is intended to be engaged in the shaft 35.
  • a second portion 343 forms a holding end forming a stop which prevents the second endpiece 34 from fully sinking into the shaft 35.
  • the second endpiece 34 further comprises a plurality of vent holes 342 and a plurality of orifices 341, also referred to in the present invention as "openings", sized for the passage of injection nozzles 36. vent 342 and the orifices 341 are best shown in FIGS. 4B and 4C.
  • the injection nozzles 36 shown in Figure 4B allow the injection of a product 33 which may be advantageously a resin.
  • the injection nozzles 36 can be inserted by means of an injector 360 into each orifice of the second nozzle 34.
  • Each injection nozzle 36 can release the resin longitudinally inside the shaft 35 by being moved by pulling from a position close to the first nozzle 30 to a position substantially close to the second nozzle 34.
  • the injection nozzles 36 were previously arranged inside the shaft 35.
  • the resin 33, as shown in Figure 4A is then injected towards the bottom of the shaft 35 vis-à-vis the position of the injector while controlling a longitudinal movement of the injection nozzles 36.
  • the injection nozzles 36 can move from the first nozzle 30 to the second nozzle 34 when pulled by the injector 360.
  • the second endpiece 34 comprises axially four axially extending vent holes and four orifices also extending axially for the passage of four injection nozzles 36.
  • the vent holes 342 and orifices 341 may according to one embodiment, as illustrated in FIG. 4C, be alternated all around a circumference of the first part 340 of the endpiece 34.
  • the holding assembly can be mounted and fixed on a horizontal plate 38 to facilitate the injection of the resin in the vertical position.
  • the holding assembly makes it possible to reconstitute the geometry of the shaft 35 before the calibration operation.
  • the shaft 35 will return to the geometry it had before finishing previously failed after the resin has cured around the holding tube 32.
  • the holding tube 32 can then be removed to reconstitute a guide means. longitudinal of a calibration / finishing head.
  • the guide assembly advantageously comprises the injector 360 and the injection nozzles 36.
  • the guide assembly comprises neither injector nor injection nozzles 36.
  • the guide assembly may comprise a second nozzle 34 adapted to cooperate with an injector and inserted injection nozzles. in the second end 34.
  • the second endpiece must respect ribs and dimensions of its vent holes and orifices to be compatible with an injector 360.
  • the invention also relates to a method of reboring a tree.
  • the reboring method of the invention aims, in one step, to inject, for example, a resin inside the cavity 37 of a shaft 35 which has already been machined to reconstruct a pre-calibration diameter.
  • the step of injecting a resin 33 is carried out respecting a desired precalibration diameter of the shaft 35 provided by the presence of the holding tube 32 which will be removed after the hardening of the resin 33.
  • the reboring process comprises therefore a preliminary step consisting in the arrangement of a holding tube 32 in the hollow cavity 37 of the shaft 35 while ensuring alignment of the longitudinal axes of the shaft 35 and the holding tube 32. These are rendered coaxial by this preliminary operation.
  • the operation consisting in the arrangement of the holding tube 32 thus also comprises the fixing of the shaft 35 on a plate 38 to hold it stationary during the operation bore.
  • the first end piece 30 serves to keep the tube 32, the shaft 35 and the plate 38 secured using, for example, a mandrel 301.
  • the method of the invention makes it possible to bring the shaft 35 into conformity with the definition by reconstituting the precise inside diameter for guiding the finishing head 51, shown in FIG. 6, called the Reccessing head.
  • the method of the invention makes it possible to achieve the reconstitution of the part, that is to say of the shaft 35, before finishing machining finishing.
  • the method of the invention comprises an injection of a resin 33 to reconstitute the calibration diameter of the shaft 35 which is produced by means of an injector 360.
  • the injector 360 is arranged longitudinally in the continuity of the axis. of the shaft 35 so as to have injection nozzles 36 inserted parallel to this axis.
  • the injected product is easily injectable through the openings of a second nozzle 34.
  • the injection product must, in addition, have a mechanical characteristic of hardness important enough to hold the tool in perfect position during machining.
  • the injection product may be a phenolic or epoxy resin such as an Araldite resin, or some polyamide grades, such as nylon.
  • a holding tube 32 may be made of steel with a fabric of a few millimeters. Such a holding tube allows good resistance to the injected resin and removal of the tube without damage to the inner surface of the cured resin.
  • FIG. 5 shows the shaft 35 held horizontally by the first endpiece 30 and the plate 38 after the withdrawal of the holding tube 32.
  • the shaft 35 thus prepared by the injection of a resin 33 comprises a cylindrical cavity for guiding a calibration head 20. After a first machining or reboring by pushing the calibration head to the first nozzle 30, the finishing of the shaft can be undertaken by means of a finishing head.
  • the method of the invention therefore makes it possible to offer a guide diameter 19, also called a calibration cavity 19 when one considers the cylinder formed by the space released after removal of the holding tube 32.
  • the calibration cavity 19 advantageously provides a guiding function.
  • a machining recovery of the shaft 35 can then be performed by an interior finish comprising a machining of a complex internal profile.
  • FIG. 6 represents the finishing step made from a finishing head 51. Finishing is generally done by reboring pulling the head 51 of the shaft in the direction of the arrow 53, which tends to extract the head of the tree. The cutting tools can then be programmed to perform a complex profile again and re-machine the part to avoid a new rejection.
  • the zone 50 of the cavity of the shaft is made by machining in particular a large part of the resin 33 injected having hardened.
  • An advantage of the holding assembly and the method of the invention is that it allows a compliance to a tree that is no longer within the tolerance of acceptance and is intended to be rejected quality control. It is thus understood that the reboring method of the invention makes it possible to obtain better acceptance rates for the bored shafts. This advantage leads to a reduction in the manufacturing costs of such trees.

Landscapes

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Abstract

Un procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer, ledit arbre (35) comportant une cavité (37) creuse s'étendant suivant un axe longitudinal, ledit procédé comprenant les étapes suivantes : · introduire un tube de maintien (32) dans la cavité creuse (37), le tube comportant un diamètre correspondant au diamètre souhaité de pré-calibrage de l'arbre (35); · injecter une résine (33) entre la paroi intérieure de la cavité (37) de l'arbre (35) et la surface extérieure du tube (32); · retirer le tube (32) après le durcissement de la résine (33), l'espace libéré (19) par le tube de maintien (32) assurant une fonction de guidage pour réalésage de l'arbre; · réaliser un premier réalésage d'usinage de l'arbre (35) en poussant une tête de calibrage (20) introduite selon l'axe longitudinal de l'arbre (35) dans l'espace libéré (19); · réaliser un second réalésage de finition de l'arbre (35) en tirant une tête de finition (51) dans l'arbre (35) pour l'élaboration d'un usinage de l'espace libéré (19) selon un diamètre évolutif.

Description

PROCEDE DE REALESAGE D'UN ARBRE COMPORTANT UN
PROFIL COMPLEXE
DOMAINE
Le domaine de l'invention concerne les procédés d'usinage d'un arbre réalisés par différentes têtes de calibrage lorsque le profil à réaliser est complexe, c'est-à-dire qu'il comporte des variations de diamètres. Le procédé de l'invention concerne, plus particulièrement, un réalésage d'une pièce, telle qu'un arbre, lorsque cette dernière a déjà été alésée et que les tolérances mécaniques minimales n'ont pas été tenues lors de ce premier alésage. ETAT DE L'ART
Actuellement, il existe un besoin de réaliser certains alésages d'arbres ayant un profilé complexe. Lorsqu'un profilé d'un arbre est réalisé lors d'un alésage, il impose de définir des diamètres intérieurs évolutifs des arbres. L'évolution du diamètre réalise une forme évolutive qui peut être plus ou moins difficile à usiner et dont les tolérances restent difficiles à maîtriser.
A titre d'exemple, une forme de bouteille peut être réalisée, cette dernière correspond à une évolution du diamètre d'alésage ayant un profil similaire à celui d'une bouteille. La figure 1 représente un exemple d'un tel profil d'arbre 10 avec une zone 1 1 dans laquelle l'évolution du diamètre intérieur de l'arbre 10 présente des angles et des variations difficiles à maîtriser lors de l'usinage et particulièrement lors de l'opération finale consistant en la finition de l'évidement de l'arbre 10.
Pour obtenir de telles formes d'alésage, des têtes d'usinage spécifiques peuvent être utilisées, ces dernières sont nommées communément des têtes « recessing » ou des têtes de finition. L'usinage final de l'arbre nécessite de sortir et de rentrer de la tête de calibrage des outils coupants selon la forme de la définition de la pièce. Le pilotage des outils coupants, leurs entrées/sorties et le choix de ces derniers sont des paramètres qui peuvent être configurés et programmés selon le profil à usiner. Les opérations de finition sont sensibles car elles sont effectuées sur une grande longueur d'alésage, notée « LA » sur la figure 1 , de l'arbre 10. Cette contrainte impose une grande précision dans la manipulation de la tête de calibrage ou de finition et une stabilité de la tête pendant cette opération.
La figure 2 représente les marges de tolérance EPU sur l'épaisseur de matière à usiner dans la zone 1 1 . Cette marge doit être généralement inférieure au millimètre.
Pour réaliser l'usinage final tout en garantissant la tenue de la tolérance exigée, il est indispensable d'avoir un diamètre que l'on appelle diamètre de pré-calibrage précis et constant pour guider la tête de finition. Cette finition est généralement réalisée par un usinage pratiqué en tirant la tête vers l'extérieur de l'arbre.
Suite à la réalisation de profils creux d'alésages complexes d'arbres un contrôle qualité est généralement réalisé de sorte à vérifier la conformité de la pièce au regard d'un cahier des charges spécifiant des tenues de tolérances. La grande difficulté de conception de ces pièces complexes entraine un taux important de rébus de pièces usinées. Ce qui présente un surcoût important. Différents cas de rébus peuvent survenir notamment lorsqu'un alésage de la pièce est jugé non conforme.
Deux cas de rebut d'un arbre alésé sont identifiés :
- soit les diamètres usinés sont supérieurs à la consigne souhaitée et il n'est alors pas possible de reprendre l'alésage, l'arbre est alors rebuté définitivement ;
- soit les diamètres usinés sont inférieurs à la consigne souhaitée et peuvent donc être non potentiellement rebutables car une opération de reprise de l'alésage est envisageable : cette opération est appelée « réalésage » de l'arbre. Dans ce deuxième cas, aujourd'hui, il n'existe aucun moyen de reprendre ces formes intérieures complexes avec une bonne espérance de réussite de l'opération de réalésage. Cette opération est notamment complexe à mener puisque le diamètre de guidage qui a été réalisé pendant la phase de pré-calibrage n'existe plus du fait du premier alésage échoué. En règle générale, le repiquage d'une pièce consistant en l'opération de réalésage, est toujours délicat mais dans le cas d'usinage en aveugle le problème technique est à ce jour sans solution. RESUME DE L'INVENTION
L'invention permet de résoudre les inconvénients précités.
Un objet de l'invention concerne un procédé de réalésage d'un arbre à forer, ledit arbre comportant une cavité creuse s'étendant suivant un axe longitudinal, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
• introduire un tube de maintien dans la cavité creuse, le tube comportant un diamètre correspondant au diamètre souhaité de pré-calibrage de l'arbre ;
• injecter une résine entre la paroi intérieure de la cavité de l'arbre et la surface extérieure du tube;
• retirer le tube après le durcissement de la résine, l'espace libéré par le tube de maintien assurant une fonction de guidage pour réalésage de l'arbre ;
• réaliser un premier réalésage d'usinage de l'arbre en poussant une tête de calibrage introduite selon l'axe longitudinal de l'arbre dans l'espace libéré ;
• réaliser un second réalésage de finition de l'arbre en tirant une tête de finition dans l'arbre pour l'élaboration d'un usinage de l'espace libéré selon un diamètre évolutif.
Un avantage de l'invention est de permettre de récupérer des arbres forés rebutés et non conformes après un contrôle des seuils de tolérances. Le procédé de l'invention permet de reprendre de telles pièces en les réalésant grâce au procédé de l'invention. Le procédé de l'invention permet donc de diminuer le nombre de pièces forées comportant un profil d'alésage complexe et permet donc de diminuer les coûts de fabrication.
Avantageusement, les étapes d'injection et de durcissement de la résine mettent en œuvre une résine comportant une dureté supérieure à un seuil prédéfini permettant de maintenir et guider une tête de finition dans une position de forage pendant l'usinage de l'arbre.
Avantageusement, le tube de maintien est en acier et que son épaisseur est comprise entre 1 et 10 mm.
Avantageusement, l'introduction du tube comprend les étapes suivantes :
• monté un tube centré sur deux embouts de part et d'autre de chaque extrémité de l'arbre selon son axe longitudinal, chaque embout :
■ s'insérant dans un diamètre de pré-calibrage de l'arbre à forer,
■ permettant un guidage centré du tube le long de la cavité de l'arbre.
Avantageusement, un premier embout est épaulé et fixé sur un plateau au moyen d'un mandrin, le premier embout permettant de former un moyen de fixation du tube et un bouchon d'une extrémité de l'arbre.
Avantageusement, un second embout comprend des ouvertures axiales pour le passage de buses d'injection entre la surface extérieure du tube de maintien et la paroi interne de la cavité de l'arbre. Avantageusement, le second embout comprend :
• quatre ouvertures axiales pour le passage de quatre buses d'injection ;
• quatre perçages d'évents axiaux. Un autre objet de l'invention concerne un ensemble de guidage d'un tube de maintien inséré dans un arbre à forer, ledit ensemble de guidage comprenant deux embouts aptes à coopérer d'une part avec chacune des extrémités dudit arbre et d'autre part avec les extrémités du tube de maintien, lesdits embouts permettant le maintien parallèle ou coaxial du tube de maintien à l'axe longitudinal de l'arbre, un premier embout étant fixé à un plateau pour maintenir une direction d'alésage et un second embout comprenant une pluralité d'ouvertures, lesdites ouvertures débouchant dans une première cavité située entre la surface extérieure du tube de maintien et la paroi interne de la cavité de l'arbre, lesdites ouvertures étant adaptées au passage de buses d'injection.
Un avantage est de permettre de disposer un ensemble simple à mettre en œuvre dont l'unique pièce formée par le tube permet d'assurer de reformer un guide pour réaléser l'arbre.
Par ailleurs, les orifices dans le second embout qui permettent l'injection d'une résine peuvent être simplement réalisés sans complication d'usinage de nouveaux embouts spécifiques nécessitant une conception coûteuse.
Avantageusement, le premier embout est solidarisé avec le plateau au moyen d'un mandrin.
Avantageusement, le second embout comprend des perçages d'évents débouchant dans la première cavité.
Avantageusement, le tube comprend un revêtement anti adhérent au produit injecté dans la première zone.
BREVES DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent :
■ figure 1 : un arbre ayant une cavité creuse présentant un profil complexe à forer ;
■ figures 2 : un agrandissement d'une partie de l'arbre à forer dans laquelle les évolutions de diamètre sont semblables au profil d'une bouteille ;
■ figures 3 : une opération de pré-calibrage à partir du forage de l'arbre avec une tête de calibrage qui usine en poussant ; ■ figure 4A : une opération d'injection de matière dans la cavité forée de l'arbre présentant une non-conformité vis-à-vis d'une consigne d'alésage à respecter selon le procédé de l'invention ;
■ figure 4B : un second embout comprenant des ouvertures pour le passage de buses d'injection pour réaliser le procédé de l'invention ■ figure 4C : une vue de face du second embout comprenant des ouvertures pour le passage de buses d'injection ; ■ figure 5 : une opération de réalésage selon le procédé de l'invention succédant à l'opération d'injection ;
■ figure 6 : une opération de réalésage en tirant la tête de finition vers l'extérieur de l'arbre selon le procédé de l'invention.
DESCRIPTION
La figure 3 représente un cas d'exemple d'une configuration d'un arbre 35 avant calibrage. L'arbre est usiné de sorte à offrir un diamètre de pré-calibrage 19 au moyen d'une tête de calibrage 20 pour permettre une opération de finition avec une tête de finition. L'ensemble de guidage de l'invention vise à proposer des moyens permettant de reprendre un alésage d'un arbre 35 par une injection de résine maîtrisée dans ledit arbre ayant subi un premier alésage. Un objectif est de reformer la cavité 19 cylindrique formant un canal de guidage pour une tête de calibrage et une tête de finition. Parmi ces moyens, on trouve un plateau 38 et des moyens 301 pour fixer un embout 30 sur lequel l'arbre 35 vient s'emmancher.
La figure 4A représente un mode de réalisation d'un ensemble de guidage de l'invention comprenant un tube 32 en acier de toile 2 à 3 mm qui est monté centré sur deux embouts 30, 34 à chaque extrémité du tube 32.
La surface extérieure du tube de maintien 32 comprend un revêtement anti adhérent au produit d'injection 33 qui peut être par exemple une résine.
L'ensemble de guidage de l'invention comprend un premier embout 30 épaulé avec un centrage dans le diamètre de l'arbre 35. L'épaulement est réalisé sur un plateau 38 au moyen par exemple d'un mandrin 301 qui permet de fixer l'embout 30 au plateau 38.
Le premier embout 30 peut être choisi expansible de sorte à offrir une maniabilité de l'ensemble de guidage.
L'ensemble de guidage de l'invention comprend un second embout 34 également centré dans le diamètre de pré-calibrage de l'arbre 35.
Ce second embout 34 doit centrer également le tube de maintien 32 agencé sensiblement coaxialement à l'arbre 35. Pour réaliser ce centrage, le second embout 34 comprend une première partie 340 représentée plus en détails à la figure 4B. La première partie 340 comprend un profil tubulaire dont le diamètre est sensiblement inférieur au diamètre de pré-calibrage. Cette première partie 340 du second embout 34 est destinée à s'emmancher dans l'arbre 35. Une seconde partie 343 forme une extrémité de maintien formant une butée qui évite que le second embout 34 ne s'enfonce complètement dans l'arbre 35.
Le second embout 34 comprend, en outre, une pluralité de perçages d'évent 342 et une pluralité d'orifices 341 , également nommés dans la présente invention « ouvertures », dimensionnés pour le passage de buses d'injection 36. Ces perçages d'évent 342 et les orifices 341 sont mieux représentés aux figures 4B et 4C.
Les buses d'injection 36 représentée à la figure 4B permettent l'injection d'un produit 33 qui peut être avantageusement une résine. Les buses d'injection 36 peuvent être insérées au moyen d'un injecteur 360 dans chaque orifice du second embout 34. Chaque buse d'injection 36 peut libérer longitudinalement la résine à l'intérieur de l'arbre 35 en étant déplacée en tirant depuis une position proche du premier embout 30 vers une position sensiblement proche du second embout 34. Pour cela, les buses d'injection 36 ont été préalablement agencées à l'intérieur de l'arbre 35. La résine 33, comme représentée à la figure 4A, est alors injectée vers le fond de l'arbre 35 vis-à-vis de la position de l'injecteur tout en contrôlant un mouvement longitudinal des buses d'injection 36. Les buses d'injection 36 peuvent se déplacer du premier embout 30 jusqu'au second embout 34 lorsqu'elles sont tirées par l'injecteur 360.
Selon un mode de réalisation, le second embout 34 comprend en axial quatre perçages d'évent s'étendant axialement ainsi que quatre orifices s'étendant également axialement pour le passage de quatre buses d'injection 36. Les perçages 342 d'évent et les orifices 341 peuvent selon un mode de réalisation, comme cela est illustré à la figure 4C, être alternés tout autour d'une circonférence de la première partie 340 de l'embout 34.
Selon un mode de réalisation, l'ensemble de maintien peut être monté et fixé sur un plateau 38 horizontal pour faciliter l'injection de la résine en position vertical. L'ensemble de maintien permet de reconstituer la géométrie de l'arbre 35 avant l'opération de calibrage. L'arbre 35 reprendra la géométrie qu'il avait avant la finition précédemment échouée après que la résine ait durci autour du tube de maintien 32. Une fois la résine durcie, le tube de maintien 32 pourra alors être retiré pour reconstituer un moyen de guidage longitudinal d'une tête de calibrage / de finition.
Dans un mode de réalisation, l'ensemble de guidage comprend avantageusement l'injecteur 360 et les buses d'injection 36.
Dans un autre mode de réalisation, l'ensemble de guidage ne comprend ni d'injecteur ni de buses d'injection 36. L'ensemble de guidage peut comprendre un second embout 34 adapté à coopérer avec un injecteur et des buses d'injection insérées dans le second embout 34.
Notamment, le second embout doit respecter des côtes et un dimensionnement de ses perçages d'évent et d'orifices pour être compatible d'un injecteur 360.
L'invention concerne également un procédé de réalésage d'un arbre. Le procédé de réalésage de l'invention vise, dans une étape, à injecter, par exemple, une résine à l'intérieur de la cavité 37 d'un arbre 35 qui a été déjà usiné en vue de reconstruire un diamètre de pré-calibrage. L'étape d'injection d'une résine 33 est réalisée en respectant un diamètre de précalibrage souhaité de l'arbre 35 assuré par la présence du tube de maintien 32 qui sera retiré après le durcissement de la résine 33. Le procédé de réalésage comprend donc une étape préliminaire consistant en l'agencement d'un tube de maintien 32 dans la cavité creuse 37 de l'arbre 35 tout en garantissant un alignement des axes longitudinaux de l'arbre 35 et du tube de maintien 32. Ces derniers sont rendus coaxiaux par cette opération préliminaire.
Pour réaliser cette étape préliminaire à l'injection d'une résine, il est nécessaire de maintenir fixe l'ensemble formé par le tube de maintien 32 et l'arbre 35 et ce, pendant l'opération d'alésage. L'opération consistant à l'agencement du tube de maintien 32 comprend donc également la fixation de l'arbre 35 sur un plateau 38 pour le maintenir fixe pendant l'opération d'alésage. Le premier embout 30 a pour fonction de maintenir solidaire le tube 32, l'arbre 35 et le plateau 38 en utilisant par exemple un mandrin 301 .
Le procédé de l'invention permet de remettre l'arbre 35 en conformité à la définition par une reconstitution du diamètre intérieur précis pour le guidage de la tête de finition 51 , représentée à la figure 6, dite tête de Reccessing.
Le procédé de l'invention permet d'aboutir à la reconstitution de la pièce, c'est-à-dire de l'arbre 35, avant l'usinage de reprise en finition. Le procédé de l'invention comprend une injection d'une résine 33 pour reconstituer le diamètre de calibrage de l'arbre 35 qui est réalisé au moyen d'un injecteur 360. L'injecteur 360 est agencé longitudinalement dans la continuité de l'axe de l'arbre 35 de sorte à présenter des buses d'injections 36 insérées parallèlement à cet axe. Le produit injecté est facilement injectable grâce aux ouvertures d'un second embout 34. Le produit d'injection doit, en outre, posséder une caractéristique mécanique de dureté assez importante pour maintenir l'outil en parfaite position durant l'usinage. Le produit d'injection peut être une résine de type Phénolique ou époxyde telle qu'une résine Araldite, ou encore certaines nuances de polyamide, tel que le Nylon.
Un tube de maintien 32 peut être réalisé en acier avec une toile de quelques millimètres. Un tel tube de maintien permet une bonne tenue à la résine injectée et un retrait du tube sans endommagement à la surface interne de la résine durcie.
La figure 5 représente l'arbre 35 maintenu à l'horizontal grâce au premier embout 30 et au plateau 38 après le retrait du tube de maintien 32. L'arbre 35 ainsi préparé par l'injection d'une résine 33 comprend une cavité cylindrique permettant le guidage d'une tête de calibrage 20. Après un premier usinage ou réalésage en poussant la tête de calibrage vers le premier embout 30, la finition de l'arbre peut être entreprise au moyen d'une tête de finition.
Le procédé de l'invention permet donc d'offrir un diamètre de guidage 19, également appelé cavité de calibrage 19 lorsque l'on considère le cylindre formé par l'espace libéré après le retrait du tube de maintien 32. La cavité de calibrage 19 permet avantageusement de réaliser une fonction de guidage. Une reprise d'usinage de l'arbre 35 peut alors être réalisée par une finition intérieure comprenant un usinage d'un profil intérieur complexe.
La figure 6 représente l'étape de finition réalisée à partir d'une tête de finition 51 . La finition est généralement réalisée par réalésage en tirant la tête 51 de l'arbre dans le sens de la flèche 53, ce qui tend à extraire la tête de l'arbre. Les outils coupants peuvent être alors programmés pour réaliser à nouveau un profil complexe et ré-usiner la pièce pour éviter un nouveau rebut. La zone 50 de la cavité de l'arbre est réalisée en usinant notamment une grande partie de la résine 33 injectée ayant durcie.
Un avantage de l'ensemble de maintien et du procédé de l'invention est qu'il permet une remise en conformité d'un arbre qui n'est plus dans les tolérances d'acceptation et qui est destiné à être rebuté au contrôle qualité. On comprend alors que le procédé de réalésage de l'invention permet d'obtenir de meilleurs taux d'acceptation des arbres alésés. Cet avantage entraine une réduction des coûts de fabrication de tels arbres.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer, ledit arbre (35) comportant une cavité (37) creuse s'étendant suivant un axe longitudinal, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
• introduire un tube de maintien (32) dans la cavité creuse (37), le tube comportant un diamètre correspondant au diamètre souhaité de pré-calibrage de l'arbre (35) ;
• injecter une résine (33) entre la paroi intérieure de la cavité (37) de l'arbre (35) et la surface extérieure du tube (32) ;
• retirer le tube (32) après le durcissement de la résine (33), l'espace libéré (19) par le tube de maintien (32) assurant une fonction de guidage pour réalésage de l'arbre ;
• réaliser un premier réalésage d'usinage de l'arbre (35) en poussant une tête de calibrage (20) introduite selon l'axe longitudinal de l'arbre (35) dans l'espace libéré (19);
• réaliser un second réalésage de finition de l'arbre (35) en tirant une tête de finition (51 ) dans l'arbre (35) pour l'élaboration d'un usinage de l'espace libéré (19) selon un diamètre évolutif.
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les étapes d'injection et de durcissement de la résine (33) mettent en œuvre une résine qui comporte une dureté supérieure à un seuil prédéfini permettant de maintenir et guider une tête de finition (51 ) dans une position de forage pendant l'usinage de l'arbre (35).
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le tube de maintien (32) est en acier et que son épaisseur est comprise entre 1 et 10 mm.
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'introduction du tube (32) comprend les étapes suivantes : • monté un tube (32) centré sur deux embouts (30, 34) de part et d'autre de chaque extrémité de l'arbre (35) selon son axe longitudinal, chaque embout :
■ s'insérant dans un diamètre de pré-calibrage de l'arbre (35) à forer,
■ permettant un guidage centré du tube (32) le long de la cavité de l'arbre (35).
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'un premier embout (30) est épaulé et fixé sur un plateau (38) au moyen d'un mandrin (301 ), le premier embout (30) permettant de former un moyen de fixation (302) du tube (32) et un bouchon (30) d'une extrémité de l'arbre (35).
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon l'une quelconque des revendications 4 à 5, caractérisé en ce qu'un second embout (34) comprend des ouvertures (341 ) axiales pour le passage de buses d'injection (36) entre la surface extérieure du tube de maintien (32) et la paroi interne de la cavité (37) de l'arbre (35).
Procédé de réalésage d'un arbre (35) à forer selon la revendication 6, caractérisé en ce que le second embout (34) comprend :
• quatre ouvertures (341 ) axiales pour le passage de quatre buses d'injection (36) ;
• quatre perçages d'évents (342) axiaux.
Ensemble de guidage (38, 30, 34) d'un tube de maintien (32) inséré dans un arbre (35) à forer, ledit ensemble de guidage étant caractérisé en ce qu'il comprend deux embouts (30, 34) aptes à coopérer d'une part avec chacune des extrémités dudit arbre (35) et d'autre part avec les extrémités du tube de maintien (32), lesdits embouts (30, 34) permettant le maintien coaxial du tube de maintien (32) à l'axe longitudinal de l'arbre (35), un premier embout (30) étant fixé à un plateau (38) pour maintenir une direction d'alésage et un second embout (34) comprenant une pluralité d'ouvertures (341 ), lesdites ouvertures débouchant dans une première cavité (37) située entre la surface extérieure du tube de maintien (32) et la paroi interne de la cavité (37) de l'arbre (35), lesdites ouvertures (341 ) étant adaptées au passage de buses d'injection (36).
9. Ensemble de guidage (38, 30, 34) d'un tube de maintien (32) inséré dans un arbre (35) à forer selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier embout (30) est solidarisé avec le plateau (38) au moyen d'un mandrin (301 ).
10. Ensemble de guidage (38, 30, 34) d'un tube de maintien (32) inséré dans un arbre (35) à forer selon la revendication 8, caractérisé en ce que le second embout (34) comprend des perçages d'évents débouchant dans la première cavité (37).
1 1 . Ensemble de guidage (38, 30, 34) d'un tube de maintien (32) inséré dans un arbre (35) à forer selon la revendication 8, caractérisé en ce que le tube (32) comprend un revêtement anti adhérent au produit injecté dans la première zone (37).
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