Ce nouveau pas à pas du tournage de deux sphères agrafées à l'intérieur d'une double sphère, est inspiré du livre " Le Manuel du Tourneur d'Hamelin Bergeron" datant de 1816. Les schémas d'origine sont reproduits ci dessous (Planche 24) :
La pièce de ce pas à pas sera réalisée dans un rondin de buis de 130 mm de diamètre.
Ce qui donne le schéma suivant :
A - Schéma et fabrication des outils
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Les outils, numérotés de 1 à 5 selon l'ordre des phases de creusage du cylindre, sont usinés à partir de ciseaux à bois. |  |
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L'outil est ensuite usiné suivant le profil du dessin à l'aide d'une tronçonneuse montée sur un support bloqué fixe. Une petite tablette a été aménagée devant le disque de la tronçonneuse afin de travailler à plat. |
| Les finitions sont effectuées à la meule émeri ainsi que l'affûtage du biseau selon un angle de 75° à 80°. |  |
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Tous les outils sont contrôlés à l'aide du "gabarit d'outils", afin de respecter leur zone d'usinage à l'intérieur des sphères. |
| L'outil de découpe pour les lunettes est un ciseau à bois de 12 mm qui a été meulé en pointe d'un côté. Un foret de 1,5 mm de diamètre a été soudé de l'autre côté afin de servir de pivot. |  |
B - Gabarits et mandrin d'axe
Les gabarits intérieurs de creusage du schéma ci-dessous sont collés sur une plaque d'aluminium de 5/10 éme de millimètre d'épaisseur à l'aide d'adhésif double face (bien contrôler les différentes cotes), puis découpés avec une scie à guichet (même procédé que pour le gabarit d'outils).
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Le mandrin axial sert à maintenir la pièce entre pointes. Il est composé de rondelles de caoutchouc et de bois, montées sur une tige filetée entre deux écrous. Au serrage de ces derniers, les rondelles de caoutchouc vont augmenter de diamètre et ainsi, bloquer la pièce durant le travail (sur la photo on peut voir aussi l'outil de découpe pour les lunettes). |
Un crochet est réglé dans un outil gabarit usiné sur la face avant suivant un rayon de 55 mm afin de permettre la découpe des deux boules extérieures. Il doit avoir deux positions : la première pour permettre la découpe de la sphère extérieure et la deuxième pour celle de la sphère intérieure.
3 - FABRICATION DE LA MATRICE
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Cette matrice comporte une contre matrice qui va bloquer la sphère durant perçage. Un plot centreur amovible de diamètre 25 mm va permettre de centrer la boule durant le creusage intérieur des sphères agrafées. |
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L' axe de centrage également de diamètre 25 mm permet de centrer parfaitement la boule percée à l'aide de la contre pointe avant le blocage par la contre matrice. |  |
4 - LUNETTE DE MAINTIEN ET PORTE OUTIL SPECIAL
Afin d'effectuer l'usinage extérieur des sphères agrafées, il est nécessaire d'immobiliser les deux sphères extérieures à l'aide d'un support. La position de ce support est réglable en coulissant longitudinalement sur le banc et latéralement grâce à une lumière usinée dans le pied. Les sphères extérieures seront stabilisées et maintenues fixe à l'aide de bracelets de caoutchouc sur les petits tenons du support.
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Il conviendra également de prévoir la réalisation d'un support qui aura la particularité de pouvoir passer entre deux lunettes des sphères extérieures. Ce porte outil est nécessaire à une bonne réalisation de l'usinage extérieur des sphères agrafées.
5 - USINAGE
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Un rondin de buis sain de 130 mm de diamètre et de 130 mm de long, ne comportant ni nœuds ni fissures est mis entre pointes. |
| Ce rondin est mis au rond à 115 mm de diamètre et 115 mm de long afin d' obtenir une sphère parfaite de 110 mm de diamètre après usinage. Tracer l'équateur et les parallèles afin de déterminer les différentes phases du tournage de la future boule. |  |
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Cette sphère peux être usinée selon la méthode traditionnelle à l'aide d'une gouge à profiler bien affûtée, afin d'arrondir les intersections des chanfreins, par passes légères. |
| Le travail entre pointes est terminé (voir le Pas à Pas " Usiner une sphère " sur mon site). |  |
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La sphère n'étant pas tout à fait ronde, elle serait même plutôt légèrement "patatoïde", est positionnée dans une matrice, équateur dans l'axe de tournage. A l'aide de la gouge à profiler on élimine le "faux rond". Attention à ne pas enlever trop de bois !! Il faut affleurer "l'équateur". Cette opération terminée, exécuter de façon identique sur la partie opposée. |
| L'usinage de cette sphère peut être aussi exécutée à l'aide d'une sphèreuse qui permet qui permet de réaliser la boule de manière beaucoup plus rapide (la sphèreuse présentée sur cette vue est un outil fabrication maison). |  |
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La sphère considérée comme parfaite est positionnée en bois
debout dans la matrice dépourvue du plot de centrage. |
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Un alésage de 25 mm traverse la pièce sur les trois quart du diamètre. La sphère est alors démontée et le plot de centrage est mis à sa place dans la matrice. La boule est repositionnée à 180° dans la matrice afin de terminer l'alésage. |
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L'axe de centrage est retiré afin d'usiner les lunettes des
pôles et de délimiter les dimensions des sphères agrafées intérieures. |
| La boule est montée entre pointes sur le mandrin axial afin de tracer les huit méridiens a l'aide du mandrin diviseur. Les douze lunettes de diamètre 40 mm et les petites lunettes intermédiaires sont également tracées au compas. |  |
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La sphère est reprise dans la matrice. Elle est centrée à l'aide de l'axe de centrage avant le serrage de la contre matrice. |
| La sphère percée est bloquée dans la matrice par la contre matrice. L'axe de centrage a été enlevé et seul le plot centreur maintient la sphère dans la bonne position. Elle est prête à être usinée afin d'effectuer le creusage intérieur des deux sphères agrafées. |  |
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le film du déroulement du creusage intérieur des sphères agrafées prisonnières est constitué par le passage successif des différents outils (voir aussi le
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Zone de travail de l'outil N° 2. |  |
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Zone de travail de l'outil N° 3. |
| Zone de travail de l'outil N° 4. |  |
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Zone de travail de l'outil N° 5. |
| Le creusage de l'intérieur de la première sphère agrafée est terminé. |  |
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La sphère est inversée dans la matrice. Elle est recentrée à l'aide du centreur et de l'axe de centrage. |
| L' axe de centrage a été enlevé. L'outil N° 1 usine sa zone de travail du creusage de la deuxième sphère agrafée. |  |
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Zone de travail de l'outil N° 2 dans le creusage de la deuxième sphère. |
| Zone de travail de l'outil N° 3 dans le creusage de la deuxième sphère. |  |
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Zone de travail de l'outil N° 4 dans le creusage de la deuxième sphère. |
| Zone de travail de l'outil N° 5 dans le creusage de la deuxième sphère. |  |
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Le creusage intérieur des deux sphères agrafées prisonnières est terminé. La boule peut maintenant être démontée |
| L'intérieur des sphères agrafées est terminé. Un contrôle à l'aide des gabarits et un examen visuel permettent de constater la bonne qualité du travail. |  |
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L'étape suivante consiste en la découpe des deux coques extérieures. On utilise alors un crochet réglé dans l'outil gabarit. |
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L'ébauche de découpe des deux boules extérieures est effectuée sur un des pôle des sphères intérieures. La pièce est démontée et repositionnée à 180° dans la matrice afin d'effectuer la même opération sur le pôle opposé. |  |
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Une autre lunette va être usinée après avoir positionné la boule dans un nouvel axe de travail. |
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L'usinage de cette lunette est terminée. Il délimite également le noyau des sphères agrafées. |  |
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Usinage d'une nouvelle lunette à l'aide d'un bédane de 3 mm. |
| Le tournage progresse. On commence à apercevoir l'intérieur ainsi que le noyau des sphères agrafées. |  |
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Le noyau est maintenant bien dégrossi. Il ne reste plus qu'à le libérer des coques extérieures. |
| A l'aide d'un nouveau crochet, le noyau central est libéré des sphères extérieures. |  |
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Le mandrin axial ainsi que la lunette de maintien sont montés sur le tour. |
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Le noyau est dégrossi à la cote 56 mm ce qui correspond au diamètre extérieur des sphères agrafées. Le tournage est effectué à travers les lunettes à l'aide d'un porte outil spécial. Les équateurs et la ligne de jonction des sphères intérieures sont tracés sur ce noyau. |  |
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Les sphères agrafées sont tournées à la cote précise (attention, l'intérieur est creux.. !! ). Les lunettes de 25 mm de diamètre sont tracées avec précision.
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Les lunettes sont découpées à l'aide du ciseau à bois modifié. |  |
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Après avoir découpé toutes les lunettes, la séparation des sphères est effectuée à l'aide d'une fraise montée sur le flexible d'une mini perceuse. |
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Les sphères sont à présent séparées. Il ne reste plus qu'à percer les petits trous de diamètre 8 mm repérés par des pastilles. Attention : ne pas effectuer ce perçage directement avec un foret de 8 mm (risque de casse), mais avec un petit foret de 3 mm, puis mettre au rond à l'aide de différentes fraises. |  |
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Les sphères agrafées intérieures sont terminées. Les mini lunettes de la double sphère sont elles aussi repérées avec des pastilles auto collantes. |
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La double sphère est remise dans la matrice afin d'usiner les mini lunettes à l'aide d'un fin bédane de 2 mm. |  |
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Au fur et à mesure du perçage des mini lunettes, les deux sphères sont séparées à l'aide d'un mini crochet. Un petit liseré agrémente la pièce. |
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Toutes les lunettes sont usinées. Il ne reste que quelques picots de bois qui seront supprimés à l'aide d'une mini fraise pour dégager les deux sphères extérieures l'une de l'autre. |  |
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La pièce est à présent terminée. Il ne reste plus qu'à passer deux couches de fond dur après avoir effectué un ponçage en douceur. Finir par un polissage au disque coton. |
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Le pied est réalisé suivant l'inspiration du moment. Il est tourné ici en noyer, buis et os. |  |
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La pièce est maintenant complètement terminée...
A vous de jouer maintenant
et faites de beaux copeaux ...
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Une photo de votre propre réalisation sera toujours la bienvenue !
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