Re: Tournage d'un vilbrequin
C'est drôle, ce vilebrequin pour moteur 8 cylindres semble assez fragile (pourquoi des diamètres d'arbre de 6 mm, et non 8 mm ?) et le plan évoque irrésistiblement une construction par morceaux, comme si le concepteur (US ?) n'était pas trop sûr de son truc.
Dans ce cas très particulier, pour limiter les risques de casse dès le stade de l'usinage, je suggère donc ceci :
- utiliser pour toutes les pièces de ce vilebrequin un acier qu'on puisse par la suite et sans problème souder à l'arc, en employant bien sûr un tout petit poste de soudure à l'arc;
- usiner au tour les manetons et tourillons , et ceci comme des pièces cylindriques que l'on puisse emboîter à chaque bout : pour que les emboîtages soient propres et d'équerre, au niveau de chaque masselotte il faudra peut-être aléser à l'aide de la fraiseuse les diamètres d'emboîtement des tourillons et manetons ; faute de pouvoir aléser, on se contentera de percer ces diamètres d'emboîtement, ceci avec des forets courts, d'excellente qualité, montés en pince sur la tête de broche (au préalable, on suppose évidemment l'axe de broche mis parfaitement d'équerre par rapport au plateau de la fraiseuse);
- usiner à la fraiseuse les portions du vilebrequin qui ressemblent plus ou moins à un flasque (les masselottes, en particulier)
Partant des masselottes à l'état brut (*), l'une après l'autre on bride ces plaques sur le plateau de la fraiseuse, puis l'on dresse les 2 faces (recto-verso) de chaque masselotte, pour que ces faces soient bien parallèles: on obtient ainsi un jeu de masselottes à l'état de semi-ébauches.
(*) des plaques d'acier un peu épaisses, approximativement rectangulaires, avec des angles cassés de manière très approximative à la scie ou à la cisaille, ou pas cassés du tout, peu importe à ce stade du travail
Puis l'on bride chacune ces semi-ébauches sur un plateau-support dont la surface est réputée bien plane (morceau de tôle ?) , surface à peu près égale à celle des semi-ébauches, et l'on perce simultanément (toujours à la fraiseuse) la semi-ébauche et son plateau support, ceci en 2 points assez distants l'un de l'autre, mais judicieusement placés, de telle sorte que les opérations ultérieures de détourage ne viennent pas mordre la matière dans une zone trop proche de chacun de ces 2 perçages.
Cette double opération de perçage va permettre de lier rigidement (en rotation et translation) la semi-ébauche à son plateau-support, ceci au moyen de 2 petits boulons du commerce à guidage cylindrique : une partie du corps du boulon étant lisse, et l'autre filetée, la partie lisse de chaque boulon pourra donc servir de pion de centrage.
Ce plateau-support sera lié en rotation à une contreplaque (via une autre paire de boulons à guidage cylindrique) : la contreplaque étant supposée parfaitement rectangulaire, elle sera elle-même liée au plateau diviseur par 2 tirants d'ancrage (utilisés comme brides) et ceci par l'intermédiaire de 2 cales d'égale épaisseur (encore des cales étalon ?) , le plateau diviseur étant lui monté à l'horizontale sur le plateau de la fraiseuse.
A ce stade, on a donc confectionné un montage d'usinage qui comporte 2 parties : l'une fixe, qui échappera aux opérations de détourage (la contreplaque) l'autre mobile (plateau support + semi ébauche), laquelle se laissera usiner à sa périphérie : à titre d'exemple, la périphérie des masselottes sera détourée à l'outil fraise, et les contours fraisés le seront comme une succession d'arcs de cercle.
A défaut d'épargner les plateaux-supports successifs, le fait que la contreplaque soit montée sur des cales d'épaisseur assez confortable garantit que l'outil fraise utilisé pour le détourage ne viendra pas mordre la surface du plateau diviseur : mieux vaut cependant prévoir une espèce de plateau martyr en tôle, de forme circulaire, boulonné à la périphérie du plateau diviseur ...
D'autre part, la distance initiale de l'outil fraise par rapport aux contours à usiner sera systématiquement définie par un empilement de cales rectifiées (jeu de cales étalon ?) l'origine du repère orthonormé se trouvant sur le plateau diviseur lui-même : ceci afin d'obtenir une bonne répétabilité des opérations, d'un plateau-support de masselotte à l'autre, dans un souci constant d'équilibrage des masses (au minimum : un équilibrage statique), puisqu'on peut démonter / remonter de nombreuses fois sur le plateau diviseur chaque plateau support de masselotte, les coordonnées de reprise en (X,Y) étant à chaque fois garanties par le jeu de cales qui fixe la distance entre les bords de la contreplaque (supposée toujours parfaitement rectangulaire) et les faces de référence du repère orthonormé (constituées par une simple équerre de mesure à faces rectifiées, bridée sur le plateau diviseur). On obtiendra donc par ce procédé des pièces "plates" (masselottes) aussi semblables qu'il est possible, quand on ne dispose pas de CNC ...
Après avoir usiné tourillons, manetons, masselottes, pièces de raccordement en oblique,etc, on assemble tout ce petit monde, on règle le calage angulaire des diverses pièces l'une par rapport à l'autre (par le biais de goupilles ?) puis on soude les pièces plates aux pièces de révolution (en apportant la soudure dans des zones de rétreint ménagées dans la masse des pièces "plates" du style masselotte).
A ce stade , le vilebrequin est quasiment fini (là, je schématise un peu, je passe en particulier sur les opérations de finition des surfaces ...) : reste à contrôler la géométrie au comparateur et au micromètre, à retoucher (au tour) les portées cylindriques qui auraient pu être touchées par d'éventuelles projections de soudure, puis finalement : équilibrage de l'ensemble.