EP0915747B1 - Piece metallique ayant une surface externe presentant un profil particulier,procede de polissage pour sa realisation et dispositif de mise en oeuvre du procede - Google Patents

Piece metallique ayant une surface externe presentant un profil particulier,procede de polissage pour sa realisation et dispositif de mise en oeuvre du procede Download PDF

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EP0915747B1
EP0915747B1 EP98928392A EP98928392A EP0915747B1 EP 0915747 B1 EP0915747 B1 EP 0915747B1 EP 98928392 A EP98928392 A EP 98928392A EP 98928392 A EP98928392 A EP 98928392A EP 0915747 B1 EP0915747 B1 EP 0915747B1
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EP
European Patent Office
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tool
metal part
polishing
external surface
zone
Prior art date
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EP98928392A
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Alain Lienard
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Uranie International
Original Assignee
Uranie International
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    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/033—Other grinding machines or devices for grinding a surface for cleaning purposes, e.g. for descaling or for grinding off flaws in the surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
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    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B21/00—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor
    • B24B21/04—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces
    • B24B21/12—Machines or devices using grinding or polishing belts; Accessories therefor for grinding plane surfaces involving a contact wheel or roller pressing the belt against the work
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B5/00—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor
    • B24B5/18—Machines or devices designed for grinding surfaces of revolution on work, including those which also grind adjacent plane surfaces; Accessories therefor involving centreless means for supporting, guiding, floating or rotating work

Definitions

  • the present invention relates to a process of polishing to obtain a particular profile and a device for implementing the method.
  • Such metal parts are for example intended to constitute cylinder rods.
  • the external surface of the metal rod-forming part is lapped, so that the bearing length rate increases, causing less wear on the seals. It is therefore important that the rate of bearing length is maximum for the shortest running-in time possible.
  • the bearing length rate obtained is of the order of 20%. For such a bearing length rate, wear generated however remains still very high.
  • the metal part is sometimes subject to ambient conditions (humidity, heat, salt spray ...) leading to oxidation thereof.
  • This oxidation weakens the metal part and can ultimately lead to rupture.
  • the external surface of the metal part is conventionally covered with a layer of stainless chrome. Because of the irregularity of the profile of the external surface, the layer of chromium inevitably has areas of low thickness, and in these areas, small cracks dimension sufficient to expose the external surface in the middle ambient. This exposure then generates an oxidation detrimental to the metal part.
  • An object of the invention is to propose a part metallic whose external surface has a profile particular allowing obtaining a length rate high bearing capacity for a short running-in time.
  • a process of polishing the external surface of a metallic piece of revolution which may include defects in shape, including the steps to set in motion the metal part relative to a tool and apply the tool to an area of the outer surface of this piece so that it exerts an effort on it, the tool being animated by a movement following the external surface of the part metallic in essentially a radial direction normal to it in the application area of the tool, so that the force exerted by the tool on the workpiece remains constant throughout the duration of the polishing whatever either the shape defects present on the surface, until obtaining a general profile presenting in section axial in the form of a regular succession of arches flat convex.
  • This polishing process thus allows obtaining of metal parts having at least one of the previous features.
  • the metal part is supported plumb with the tool in an area of the outer surface symmetrical of the application area of the tool with respect to to the longitudinal axis of the metal part.
  • the invention finally relates to a device for implementation of the polishing process having one at less of the above characteristics, the device comprising means for supporting and setting in motion the workpiece relative to a tool, the tool being mounted on a structure movable in a direction substantially normal to the external surface of the part to be applied by an associated effort cylinder on this surface by exerting an effort thereon, and a means of controlling the displacement of the mobile structure according to the faults of shape of the outer surface.
  • the tool consists essentially of a strip abrasive passing over a contact wheel and a roller return forming the mobile structure on which is mounted said tool.
  • the axis of the idler roller is mounted to slide in a vertical plane through an associated jack so as to constitute a roller tensioner.
  • a shoe is arranged directly above the tool to support the metal part in a substantially normal direction to the outer surface thereof.
  • the skate position is adjustable by means of an associated jack, in a direction substantially normal to the surface external part. The wear of the skate can thus be compensated, and the position thereof adapted to different diameters of workpieces to be polished.
  • Profile P in an axial section of the external surface of a part of the known type.
  • Profile P here consists of alternating projecting edges and hollow, and extends over a measurement length L.
  • a such a curve can be obtained using a roughness meter whose probe, in contact with the surface, is moved over a length L.
  • the line of projections denoted ls extends tangentially to the highest projecting edge, and the line of hollows denoted lc extends tangentially to the lowest hollow.
  • the distance separating the line of the projections ls from the line of the hollows lc is the maximum height of the profile denoted Rt.
  • the cutting depth c corresponds to a percentage of the maximum height of the profile Rt.
  • the lengths of the material segments measured at a given cutting depth are denoted b i .
  • the metal part according to the invention is a part of cylindrical section made of steel and intended in this case, to serve as a cylinder rod.
  • the metal part 1 has a longitudinal axis 2 and an external surface 3.
  • the external surface 3 has a profile made up of a regular succession of flattened convex arches 4.
  • the shape of the flattened convex arches 4 and the periodicity of their succession are advantageously such that the profile of the external surface 3 has a (Tp) 40 of between 40% and 95%.
  • the (Tp) 40 being greater than 40%, the sealing elements are little worn due to their friction on the external surface 3, and the (Tp) 40 being less than 95%, there remains sufficient hollow noted 9 between the flattened convex arches 4 to constitute oil reserves in order to ensure correct lubrication of the external surface 3.
  • FIG. 3 illustrates a variant of the invention.
  • a metal part 1 similar to that of Figure 2 but whose surface outer 3 is covered with a metallic layer of coating 5, for example a layer of chromium.
  • the surface external 3 presents a profile in succession of arches flattened convex 4 which then provides a layer of coating 5 of constant thickness, and the surface outer 6 of this layer 5 also has a profile consisting of a regular succession of convex arches flattened 7.
  • Layer 5 thus protects the metal part 1 against oxidation and constitutes a contact surface including friction, on body sealing elements of the cylinder, will cause only a slight wear thereof.
  • the particular profile in succession of flattened arches is present at the level of the outer surface of the coating layer.
  • layer 5 could be a layer of mechanical or other reinforcement instead of, or in addition to, being a layer of protection against oxidation.
  • the dimensions of the flattened convex arches 7 and the periodicity of their succession are such that the profile of the external surface 6 of the layer 5 has a (Tp) 40 of between 40% and 95%.
  • a device for polishing for the production of the metal part 1 previously described comprises, in a manner known per se, a series of rollers 10 and 11 regularly spaced and mounted pivoting on a frame (not shown here) to support the metal part 1 in the manner of a guide V.
  • the rollers 10 and 11 are connected to a motor to drive the metal part 1 in a parallel direction of advance to the longitudinal axis 2 of the part, and rotating around of this same axis.
  • a polishing means is mounted on the frame directly above the metal part 1 so that it can be applied to the surface external of the metal part in a normal direction to this one.
  • the polishing means 12 comprises a wheel contact 13 and a return roller 14 around which is wound an abrasive strip 15 constituting the tool polishing.
  • the idler roller 14 is mounted to pivot freely around an axis 16 parallel to the direction in advance.
  • the axis 16 is mounted on the frame for slide in a vertical plane via a associated cylinder 17, the axis 16 being mounted at the end of the cylinder rod 17, and the cylinder body being fixed to a tool holder 30 mounted on the frame. Thanks to this arrangement, the idler roller 14 is in addition a tension roller.
  • the contact wheel 13 is integral with an axis 18 parallel to the direction of advance.
  • Axis 18 is connected to a motor not shown to be rotated.
  • the axis 18 is mounted on the frame to slide along a plane vertical via a cutting force cylinder 19.
  • the axis 18 is mounted at the end of the cylinder rod of cutting force 19, and the body of this jack is fixed to the tool holder 30.
  • the cutting force cylinder 19 is connected to be controlled by a proportional regulator 20 of cutting effort.
  • the wheel 13 and the roller 14, with their members support partners that connect them to the frame, thus form a structure movable in a direction substantially normal to part 1.
  • a shoe 21 is also arranged on the other side of the contact wheel 13 with respect to the direction of advancement, between two pairs of rollers 10 and 11.
  • the shoe 21 is mounted on the frame to slide in a vertical direction. It is integral with a body of height adjustment 22 fixed to the frame.
  • the adjuster in height can be a jack, a slide associated with a locking screw in position, or any other known means.
  • the shoe 21 is in this case made of a plastic material with a low coefficient of friction such as polytetrafluoroethylene. Skate 21 could also include a pivoting contact member.
  • the contact wheel 13 is put in rotation so as to frictionally drive the strip abrasive 15.
  • the metal part 1 is set in motion relative to the polishing means 12 in the direction advancement through the engine driving rotation of the rollers 10 and 11.
  • the abrasive belt 15 is then applied according to a generator of the contact wheel 13 on an area of the external surface 3 of the part metallic so as to exert a force on it according to a direction normal to this external surface. This effort is exerted via the cutting force cylinder 19.
  • the pad 21 supports the metal part 1 directly above the polishing means 12 in an area of the symmetrical external surface of the application area of the strip with respect to the longitudinal axis 2.
  • the metal part 1 generally does not have a perfect geometry, so that it has defects of shapes such as ovalization, triangulation ...
  • defects of shapes such as ovalization, triangulation ...
  • Such faults cause variations in the depth of cut and the cutting force producing an irregular profile of the external surface.
  • Such defects have the effect of limiting the length rate bearing that can be obtained.
  • the external surface 3 of the metal part 1, once polished, can be covered with a layer of coating 5.
  • the outer surface 6 of the layer 5 must then in turn be polished according to the polishing process according to the invention.
  • polisher has been described as having a proportional regulator cutting force detecting pressure variations, we could alternatively use a fault detector shape, optical or mechanical, arranged upstream of the means of polishing with reference to the direction of travel.
  • the cutting force cylinder would then be connected to this detector by a servo link.

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  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Description

La présente invention concerne un procédé de polissage permettant l'obtention d'un profil particulier et un dispositif de mise en oeuvre du procédé.
Il existe des pièces métalliques de révolution dont la surface externe présente, selon une coupe axiale, un profil composé d'une succession irrégulière d'arêtes saillantes et de creux.
De telles pièces métalliques sont par exemple destinées à constituer des tiges de vérins.
Dans ce type d'utilisation, notamment pour des vérins hydrauliques, un problème important réside dans l'élimination des fuites au niveau du trou de passage de la tige dans le corps du vérin. Des joints sont donc disposés dans le trou de passage de façon à frotter sur la tige et assurer ainsi l'étanchéité du corps du vérin. Cependant, la surface externe de la pièce métallique formant la tige, ayant un profil constitué d'une succession irrégulière d'arêtes saillantes et de creux, n'a qu'un faible taux de longueur portante. Il en résulte une mauvaise répartition des pressions de contact entre le joint et la surface externe, et cette mauvaise répartition des pressions de contact entraíne une usure excessive des joints qui engendre des fuites d'huile. Ceci est particulièrement préjudiciable et oblige, pour remplacer les éléments d'étanchéité, de stopper des machines dont le coût élevé et la durée de fonctionnement intense (souvent vingt-quatre heures sur vingt-quatre) rendent un arrêt pour maintenance extrêmement coûteux.
Après un certain temps d'utilisation du vérin, la surface externe de la pièce métallique formant tige est rodée, de sorte que le taux de longueur portante augmente, provoquant ainsi une usure moindre des joints. Il est donc important que le taux de longueur portante soit maximum pour un temps de rodage le plus court possible. Actuellement, pour un rodage correspondant à une profondeur de coupe (équivalent à un arasement d'une partie supérieure du profil de la surface externe) égale à 40% de la hauteur totale du profil (correspondant à la hauteur de l'arête saillante la plus haute mesurée à partir du creux le plus bas), le taux de longueur portante obtenu est de l'ordre de 20%. Pour un tel taux de longueur portante, l'usure engendrée reste cependant encore très élevée.
Afin de diminuer la rugosité d'une surface, il est connu, notamment du document JP-A-61 061760, un procédé de traitement d'une surface consistant à émousser les arêtes saillantes de la surface afin de limiter l'usure par friction d'une pièce en mouvement par rapport à cette surface. Il a également été proposé, en particulier dans le document WO-A-95 02486, un procédé de traitement de surface par anodisation dure. Toutefois, les pièces obtenues par ces procédés ne constituent pas une solution satisfaisante aux problèmes précités.
Par ailleurs, la pièce métallique est parfois soumise à des conditions ambiantes (humidité, chaleur, brouillard salin...) conduisant à une oxydation de celle-ci. Cette oxydation fragilise la pièce métallique et peut à la limite en entraíner la rupture. Afin d'éviter cela, la surface externe de la pièce métallique est classiquement recouverte d'une couche de chrome inoxydable. Du fait de l'irrégularité du profil de la surface externe, la couche de chrome présente inévitablement des zones de faible épaisseur, et dans ces zones, des fissures de faible dimension suffisent à exposer la surface externe au milieu ambiant. Cette exposition engendre alors une oxydation préjudiciable de la pièce métallique.
Un but de l'invention est de proposer une pièce métallique dont la surface externe présente un profil particulier permettant l'obtention d'un taux de longueur portante élevé pour un temps de rodage court.
En vue de la réalisation de ce but, on propose selon l'invention, un procédé de polissage de la surface externe d'une pièce métallique de révolution pouvant comporter des défauts de forme, comprenant les étapes de mettre en mouvement la pièce métallique par rapport à un outil et d'appliquer l'outil sur une zone de la surface externe de cette pièce de telle sorte qu'il exerce un effort sur celle-ci, l'outil étant animé d'un mouvement suiveur de la surface externe de la pièce métallique selon une direction radiale essentiellement normale à celle-ci dans la zone d'application de l'outil, de sorte que l'effort exercé par l'outil sur la pièce reste constant pendant toute la durée du polissage quels que soient les défauts de forme présents sur la surface, jusqu'à obtenir un profil général se présentant en coupe axiale sous la forme d'une succession régulière d'arches convexes aplaties.
Ce procédé de polissage permet ainsi l'obtention de pièces métalliques présentant l'une au moins des caractéristiques précédentes.
Avantageusement, la pièce métallique est soutenue à l'aplomb de l'outil en une zone de la surface externe symétrique de la zone d'application de l'outil par rapport à l'axe longitudinal de la pièce métallique.
L'invention a enfin pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé de polissage présentant l'une au moins des caractéristiques précitées, le dispositif comprenant un moyen de soutien et de mise en mouvement de la pièce par rapport à un outil, l'outil étant monté sur une structure mobile selon une direction sensiblement normale à la surface externe de la pièce pour être appliqué par un vérin d'effort associé sur cette surface en exerçant un effort sur celle-ci, et un moyen de commande du déplacement de la structure mobile en fonction des défauts de forme de la surface externe.
Conformément à un mode d'exécution particulier, l'outil est essentiellement constitué par une bande abrasive passant sur une roue de contact et un galet de renvoi formant la structure mobile sur laquelle est montée ledit outil. De préférence alors, l'axe du galet de renvoi est monté pour coulisser dans un plan vertical par l'intermédiaire d'un vérin associé de façon à constituer un galet tendeur.
Selon une autre caractéristique particulière, un patin est disposé à l'aplomb de l'outil pour supporter la pièce métallique selon une direction sensiblement normale à la surface externe de celle-ci. Avantageusement alors, la position du patin est réglable au moyen d'un vérin associé, selon une direction sensiblement normale à la surface externe de la pièce. L'usure du patin peut ainsi être compensée, et la position de celui-ci adaptée à différents diamètres de pièces à polir.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation et de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
  • la figure 1 est une représentation graphique traditionnelle d'un profil de surface de type banal,
  • la figure 2 est une demi-vue simplifiée partielle en coupe axiale d'une pièce métallique selon l'invention, permettant de distinguer le profil particulier en succession d'arches associées aplaties,
  • la figure 3 est une vue analogue à la figure 2 d'une pièce métallique selon l'invention, recouverte d'une couche de revêtement métallique dont la surface externe présente également le profil particulier en succession d'arches convexes aplaties, et
  • la figure 4 est une vue schématique partielle de côté d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé de polissage permettant la réalisation du profil particulier de la pièce métallique selon l'invention.
Il convient tout d'abord de rappeler la signifi cation des termes "profondeur de coupe" et "taux de longueur portante" utilisés dans la présente demande au sens de la norme française NF-E-05 015.
En référence à la figure 1, on peut voir une courbe représentant le profil P, selon une coupe axiale de la surface externe d'une pièce du type connu. Le profil P est ici constitué d'une alternance d'arêtes saillantes et de creux, et s'étend sur une longueur de mesure L. Une telle courbe peut être obtenue à l'aide d'un rugosimètre dont le palpeur, en contact avec la surface, est déplacé sur une longueur L.
La ligne des saillies notée ls s'étend de façon tangente à l'arête saillante la plus haute, et la ligne des creux notée lc s'étend de façon tangente au creux le plus bas. La distance séparant la ligne des saillies ls de la ligne des creux lc est la hauteur maximale du profil notée Rt.
La profondeur de coupe c correspond à un pourcentage de la hauteur maximale du profil Rt. Les longueurs des segments de matière mesurées à une profondeur de coupe donnée sont notées b i.
Pour une profondeur de coupe c donnée (en %), le taux de longueur portante Tp (en %) sera donné par la formule :
Figure 00070001
La pièce métallique selon l'invention et les moyens permettant la réalisation du profil particulier de cette pièce vont maintenant être décrits plus en détail.
En référence à la figure 2, la pièce métallique selon l'invention, généralement désignée en 1, est une pièce de section cylindrique réalisée en acier et destinée en l'espèce, à servir de tige de vérin. La pièce métallique 1 a un axe longitudinal 2 et une surface externe 3.
Comme représenté à la figure 2, en coupe axiale, et conformément à une caractéristique de l'invention, la surface externe 3 présente un profil constitué d'une succession régulière d'arches convexes aplaties 4. Lorsque cette pièce métallique 1 est destinée à constituer une tige de vérin, la forme des arches convexes aplaties 4 et la périodicité de leur succession sont avantageusement telles que le profil de la surface externe 3 présente un (Tp)40 compris entre 40% et 95%. De la sorte, le (Tp)40 étant supérieur à 40%, les éléments d'étanchéité sont peu usés du fait de leur frottement sur la surface externe 3, et le (Tp)40 étant inférieur à 95%, il reste suffisamment de creux noté 9 entre les arches convexes aplaties 4 pour constituer des réserves d'huile afin d'assurer une lubrification correcte de la surface externe 3.
La figure 3 illustre une variante de l'invention. Sur cette figure on peut voir une pièce métallique 1 analogue à celle de la figure 2 mais dont la surface externe 3 est recouverte d'une couche métallique de revêtement 5, par exemple une couche de chrome. La surface externe 3 présente un profil en succession d'arches convexes aplaties 4 qui permet alors d'obtenir une couche de revêtement 5 d'épaisseur constante, et la surface externe 6 de cette couche 5 présente également un profil constitué d'une succession régulière d'arches convexes aplaties 7. La couche 5 protège ainsi la pièce métallique 1 contre l'oxydation et constitue une surface de contact dont le frottement, sur les éléments d'étanchéité du corps du vérin, n'entraínera qu'une faible usure de ceux-ci. Ainsi, dans la variante de la figure 3, le profil particulier en succession d'arches aplaties est présent au niveau de la surface externe de la couche de revêtement. Il est bien entendu que la couche 5 pourrait être une couche de renforcement mécanique ou autre au lieu, ou en plus, d'être une couche de protection contre l'oxydation.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de la variante de la figure 3, les dimensions des arches convexes aplaties 7 et la périodicité de leur succession sont telles que le profil de la surface externe 6 de la couche 5 présente un (Tp)40 compris entre 40% et 95%.
En référence à la figure 4, un dispositif de polissage pour la réalisation de la pièce métallique 1 précédemment décrite comprend, de façon connue en soi, une série de galets 10 et 11 régulièrement espacés et montés pivotant sur un bâti (non représenté ici) pour supporter la pièce métallique 1 à la manière d'un V de guidage. Les galets 10 et 11 sont reliés à un moteur pour entraíner la pièce métallique 1 selon une direction d'avance parallèle à l'axe longitudinal 2 de la pièce, et en rotation autour de ce même axe.
Un moyen de polissage, généralement désigné en 12, est monté sur le bâti à l'aplomb de la pièce métallique 1 de sorte qu'il puisse être appliqué sur la surface externe de la pièce métallique selon une direction normale à celle-ci.
Le moyen de polissage 12 comprend une roue de contact 13 et un galet de renvoi 14 autour desquels est enroulée une bande abrasive 15 constituant l'outil de polissage.
Le galet de renvoi 14 est monté pour pivoter librement autour d'un axe 16 parallèle à la direction d'avance. En l'espèce, l'axe 16 est monté sur le bâti pour coulisser dans un plan vertical par l'intermédiaire d'un vérin associé 17, l'axe 16 étant monté en extrémité de la tige du vérin 17, et le corps du vérin étant fixé à un porte-outil 30 monté sur le bâti. Grâce à cet agencement, le galet de renvoi 14 est en plus un galet tendeur.
La roue de contact 13 est solidaire d'un axe 18 parallèle à la direction d'avance. L'axe 18 est relié à un moteur non représenté pour être entraíné en rotation. L'axe 18 est monté sur le bâti pour coulisser selon un plan vertical par l'intermédiaire d'un vérin d'effort de coupe 19. L'axe 18 est monté en extrémité de la tige du vérin d'effort de coupe 19, et le corps de ce vérin est fixé au porte-outil 30. Le vérin d'effort de coupe 19 est relié pour être commandé à un régulateur proportionnel 20 de l'effort de coupe.
La roue 13 et le galet 14, avec leurs organes associés de support qui les relient au bâti, forment ainsi un structure mobile selon une direction sensiblement normale à la pièce 1.
Un patin 21 est en outre disposé de l'autre côté de la roue de contact 13 par rapport à la direction d'avancement, entre deux paires de galets 10 et 11. Le patin 21 est monté sur le bâti pour coulisser selon une direction verticale. Il est solidaire d'un organe de réglage en hauteur 22 fixé au bâti. L'organe de réglage en hauteur peut être un vérin, une glissière associée à une vis de blocage en position, ou tout autre moyen connu. Le patin 21 est en l'espèce réalisé en une matière plastique à faible coefficient de friction telle que du polytétrafluoréthylène. Le patin 21 pourrait aussi comprendre un organe de contact pivotant.
En fonctionnement, la roue de contact 13 est mise en rotation de façon à entraíner par friction la bande abrasive 15. La pièce métallique 1 est mise en mouvement par rapport au moyen de polissage 12 selon la direction d'avancement par l'intermédiaire du moteur entraínant en rotation les galets 10 et 11. La bande abrasive 15 est alors appliquée selon une génératrice de la roue de contact 13 sur une zone de la surface externe 3 de la pièce métallique de façon à exercer un effort sur celle-ci selon une direction normale à cette surface externe. Cet effort est exercé par l'intermédiaire du vérin d'effort de coupe 19. Le patin 21 supporte quant à lui la pièce métallique 1 à l'aplomb du moyen de polissage 12 en une zone de la surface externe symétrique de la zone d'application de la bande par rapport à l'axe longitudinal 2.
La pièce métallique 1 n'a en général pas une géométrie parfaite, de sorte qu'elle possède des défauts de forme tels que de l'ovalisation, de la triangulation... Lors d'un polissage classique à l'aide d'une roue de contact fixe, de tels défauts entraínent des variations de la profondeur de passe et de l'effort de coupe produisant un profil irrégulier de la surface externe. De tels défauts ont pour conséquence de limiter le taux de longueur portante que l'on peut obtenir.
Lorsque de tels défauts sont rencontrés lors du polissage avec le dispositif selon l'invention, ces défauts exercent un effort résistant sur la bande 15 et la roue de contact 13 tendant à déplacer celles-ci. La roue de contact 13 joue ainsi le rôle d'un organe suiveur de la surface externe de la pièce métallique. Ceci entraíne une variation de la pression du fluide dans la chambre de pleine section du vérin d'effort de coupe 19. Cette variation de pression est immédiatement détectée par le régulateur proportionnel 20 qui rétablit la pression initiale dans la chambre de pleine section du vérin 19 par échappement ou alimentation, de sorte que l'effort de coupe exercé par celui-ci demeure constant pendant toute la durée du polissage.
On pourra éventuellement prévoir d'associer une régulation (non illustrée ici) au vérin 17 associé au galet 14, afin que ce vérin 17 compense automatiquement les déplacements de la roue de contact 13 pour que la tension de la bande reste constante. Ceci permet aussi d'assurer un entraínement efficace de la bande 15 par la roue de contact 13.
Le patin 21, en supportant la surface externe de la pièce métallique 1, contribue à la constance de l'effort de coupe en formant un élément rigide de contre-réaction de cet effort et en limitant les déformations de la pièce métallique 1 sous l'action du moyen de polissage.
La surface externe 3 de la pièce métallique 1, une fois ainsi polie, peut être recouverte de la couche de revêtement 5.
La surface externe 6 de la couche 5 doit alors être à son tour polie conformément au procédé de polissage selon l'invention.
On comprend aisément que les dimensions des arches convexes aplaties et la périodicité de leur succession peuvent être modifiées en faisant varier notamment la vitesse d'avance de la pièce métallique et sa vitesse de rotation autour de l'axe de la pièce. On peut tout à fait imaginer que cette variation soit effectuée durant le polissage de sorte que la couche 5 ait une surface externe présentant des taux de longueur portante différents.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications.
En particulier, bien que la pièce métallique ait été décrite en relation avec une utilisation ultérieure comme tige de vérin, ses applications ne sont pas limitées à cette utilisation.
En outre, bien que le dispositif de polissage ait été décrit comme comportant un régulateur proportionnel d'effort de coupe détectant des variations de pression, on pourrait en variante utiliser un détecteur de défauts de forme, optique ou mécanique, disposé en amont du moyen de polissage en référence à la direction d'avancement. Le vérin d'effort de coupe serait alors relié à ce détecteur par une liaison d'asservissement.
Enfin, on pourrait remplacer la bande abrasive par une meule dont l'axe serait attelé à la tige du vérin d'effort de coupe.

Claims (7)

  1. Procédé de polissage de la surface externe d'une pièce métallique de révolution pouvant comporter des défauts de forme, comprenant les étapes de mettre en mouvement la pièce métallique (1) par rapport à un outil (15) et d'appliquer l'outil (15) sur une zone de la surface externe de cette pièce de telle sorte qu'il exerce un effort sur celle-ci, caractérisé en ce que l'outil (15) est animé d'un mouvement suiveur de la surface externe de la pièce métallique (1) selon une direction radiale essentiellement normale à celle-ci dans la zone d'application de l'outil, de sorte que l'effort exercé par l'outil (15) sur la pièce (1) reste constant pendant toute la durée du polissage quels que soient les défauts de forme présents sur la surface, jusqu'à obtenir un profil général se présentant en coupe axiale sous la forme d'une succession régulière d'arches convexes aplaties.
  2. Procédé de polissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce métallique (1) est soutenue à l'aplomb de l'outil (15) en une zone de la surface externe symétrique de la zone d'application de l'outil par rapport à l'axe longitudinal de la pièce métallique.
  3. Dispositif de mise en oeuvre du procédé de polissage de la surface externe d'une pièce métallique selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen (10, 11) de soutien et de mise en mouvement de la pièce (1) par rapport à un outil (15), l'outil (15) étant monté sur une structure (13, 14) mobile selon une direction sensiblement normale à la surface externe de la pièce (1) pour être appliqué par un vérin d'effort associé (19) sur cette surface en exerçant un effort sur celle-ci, et un moyen de commande du déplacement de la structure mobile (13, 14) en fonction des défauts de forme de la surface externe de la pièce (1).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'outil (15) est essentiellement constitué par une bande abrasive passant sur une roue de contact (13) et un galet de renvoi (14) formant la structure mobile sur laquelle est montée ledit outil.
  5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe (16) du galet de renvoi (14) est monté pour coulisser dans un plan vertical par l'intermédiaire d'un vérin associé (17) de façon à constituer un galet tendeur.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'un patin (21) est disposé à l'aplomb de l'outil (15) pour supporter la pièce métallique (1) selon une direction sensiblement normale à la surface externe de celle-ci.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen (22) permettant de régler la position du patin (21) selon une direction sensiblement normale à la surface externe de la pièce (1).
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