Les cylindres
17 janvier 2016 :
Cette semaine a été une semaine "noire". Je crois qu'il n'y a pas d'autre mot pour qualifier l'ambiance dans l'atelier lorsqu'on usine de la fonte.
Pour les cylindres, je suis parti de fonderies. Visiblement, celui qui a fait l'ébavurage a eu la main lourde avec la meule, car pour certaines cotes, il faut vraiment jouer serré et pour certaines cotes, heureusement non critiques, il en manque un peu.
Ici, la difficulté principale consiste à imaginer un bridage correct, car la pièce a travailler possède tout sauf des faces planes. On commence donc par en créer une, tout en enlevant un minimum de matière.
J'ai choisi de commencer par la face d'appuis qui me servira par la suite de face de référence.
Pour le bridage, j'utilise un montage sur équerre. On ajoutes quelques cales pour avoir une face la plus proche possible de la perpendiculaire par rapport à l'équerre.
Et on commence à fraiser. Comme il s'agit d'un bridage "en l'air", je limite un peu l'épaisseur des passes de façon à ne pas exercer trop de contraintes sur la pièce et éviter qu'elle ne bouge.
Le fraisage de la deuxième face est encore plus facile, car ici on peut poser le cylindre sur la face déjà dressée. On doit juste ajouter un bloc 1-2-3 (en l'occurrence c'est plutôt 2-4-6) pour que la face à usiner dépasse le sommet de l'équerre.
On attaque maintenant la face supérieure. Ici, le bridage est un peu plus critique. j'utilise pour cela une deuxième équerre, le bridage principal étant fait sur l'équerre arrière par deux tiges filetées.
On commence par araser la face supérieure.
Ensuite, on commence à dégrossir la face latérale et on termine par la glace sur laquelle glissera le tiroir.
Comme la face dressée avec la tourteau montre de petits escaliers, il faut terminer par une légère passe de finition pour laquelle j'utilise une fraise longue.
Avant de fraiser les lumières d'admission et d'échappement, je reprend les références grâce au palpeur 3D.
Ici, rien de spécial. J'opère un premier défonçage avec une fraise deux lèvres en perçant les trous correspondant aux extrémités de la lumière et des trous intermédiaires tangents. On nettoie ensuite les parois entre les trous.
Et voila, la première étape est terminée.
23 janvier 2016
On peut maintenant fraiser un plat sur lequel viendra se boulonner l'enveloppe des cylindres.
On donne un petit coup sur le côté inférieur
En n'oubliant pas d'araser les bossages sur lesquels viendront se visser les purgeurs.
Maintenant, on peut percer les trous de fixation, ainsi que le canal d'échappement
Qu'on bouche ensuite avec un bouchon.
On peut s'attaquer maintenant à l'alésage des cylindres. J'ai longtemps hésité à les faire au tour, mais ayant eu l'occasion d'acheter récemment un bon outil à aléser, je l'ai fait sur la fraiseuse.
Pas de problème particulier. L'état de surface est même très bon, sans doute meilleur que celui que j'aurais obtenu avec une tête à aléser classique qui aurait peut-être manqué de rigidité. En tout cas, ici j'ai pu faire le travail en deux passes plus une passe de finition ce qui n'aurait pas été vrais avec une tête à aléser.
E voilà les deux cylindres terminés, enfin, presque.
Il faut encore percer les canaux reliant le cylindre avec la boîte à tiroirs. On commence par un fraisage de façon à amorcer les trous sur une surface plane, puis on perce quatre trous de 5 tangents. On termine en détruisant les parois entre les trous avec un foret de 5 et une perceuse à main. Il vaut mieux prévoir un ou deux forets de réserve, mais comme le trou est sur-calibré, les morceaux de foret se retirent facilement.
Et voila, c'est terminé.
Il ne reste plus qu'a donner un petit coup de honoir à pierres pour améliorer l'état de surface des cylindres.
On peut maintenant attaquer les couvercles de cylindres.
Les couvercles avant m'ayant été livré usinés, je n'aurai pas à m'en occuper, encore que si je trouve un rond de fonte, il n'est pas impossible que je les recommence, mais là c'est une autre histoire.
Ici, j'ai des pièces brutes de fonderie, c'est à dire sans formes. Comme j'aurai des filetages à effectuer au tour, il me faudra des calibres et je décide finalement de commencer par les bouchons des presse-étoupes qui me serviront de calibres.
Pour cela, je pars d'un rond de laiton. Rien de bien compliqué. Juste usiner le filet en même temps que le trou central pour que l'ensemble soit bien concentrique.
Je peux m'attaquer alors aux couvercles eux-mêmes. Je les prends le mieux possible au mandrin trois mors, en essayant d'avoir le moins de voilage possible et surtout en m'assurant qu'une fois le voilage enlevé, il me restera suffisamment d'épaisseur. J'enlève donc suffisamment de matière pour avoir une surface plane, mais pas trop. Ce n'est qu'un dégrossissage. J'en profite aussi (et surtout) pour donner une passe sur la périphérie et la mettre à la cote finale.
Voilà les deux pièces après dégrossissage.
Je dispose maintenant d'une bonne surface cylindrique et d'un surface plane perpendiculaire qui me permettent de reprendre le tout au mandrin trois mors dans de bonnes conditions.
Je peux commencer à dresser la face externe du couvercle.
Je perce ensuite au diamètre de la tige du piston puis alèse le presse-étoupe. On termine par un filet.
On donne ensuite un petit coup pour dresser ce qui est possible sur la face externe.
On vérifie que le bouchon se visse bien dans le presse-étoupe.
Il me reste maintenant à terminer la face interne du couvercle. Pour cette opération, il est très important que la face interne soit parfaitement concentrique avec le presse étoupe. Je décide donc de fabriquer un mandrin de reprise qui viendra se visser dans le presse-étoupe. Un barreau d'acier dans le mandrin et on fait un filet.
On y visse le couvercle et y-a plus qu'à.
1 février 2016
Me revoilà. Cette dernière semaine fut très occupée, mais j'ai tout de même pu préserver un peu de temps pour l'atelier.
Après avoir terminé la face interne des couvercles, il faut encore nettoyer l'extérieur du couvercle arrière et fraiser le méplat sur lequel viendra se fixer la glissière. J'avais déjà fait la partie extérieure au tour, et pour la partie intérieure, j'ai décidé de monter le couvercle sur le plateau tournant. Pour le centrer, j'ai récupéré l'extrémité du mandrin de reprise confectionné à l'étape précédente, tout en n'oubliant pas de marquer légèrement le centre avant de la tronçonner. On obtient ainsi un cimblot de luxe.
Une fois la pièce serrée dans le mandrin, on peut y aller. Des passes légères, car le mandrin est monté sur un cône morse dans le centre de la table et ne repose donc pas sur la table proprement dite.
Lorsque l'usinage est terminé, on peut marquer les trous sur le cylindre. Il faut juste s'assurer de la perpendicularité du méplat par rapport à la surface d'appuis du cylindre, donc la verticale de la loco. Le marquage se fait avec un pointeau de transfert.
J'avais oublié de donner un coup de fraiseuse sur la face interne du couvercle qui s'emboîte dans l'alésage du cylindre. C'est uniquement pour faciliter le passage de la vapeur.
On peut maintenant attaquer les couvercles. Comme pour les cylindres, on part de bruts de fonderie. Rien de bien compliqué. On commence par deux côtés pour pouvoir serrer la pièce à l'étau à plat.
Un petit coup de surfaçage.
Et on termine les deux derniers côtés.
Pour les boîtes à vapeur, on part aussi de bruts de fonderie.
On commence par créer des deux faces de référence, en l'occurrence le côté inférieur et la face latérale externe. Pourquoi ? Parce que la face latérale interne ne vient pas contre la semelle de fixation du cylindre, par contre la face externe peut être alignée sur la face externe du cylindre qui elle est normalement à la cote.
Et voila, les pièces sont (presque) terminées. Vous remarquerez le post it pour me rappeler lors du perçage que les deux couvercles et les deux boîtes à vapeur sont des pièces symétriques et non identiques. Ca peut paraître superflu, mais je me connais et serait tout à fait capable de percer les deux couvercles de façon identiques.
On perce maintenant le trou du presse-étoupe. Comme l'ordre des photos ne le montre pas, j'ai fait cette opération lorsque le fraisage de la face était terminé, avant de retirer la pièce de l'étau. Ca m'a évité un repositionnement de la pièce.
Bien que ça ne soit pas la fonction de l'écrou de presse-étoupe, il peut aussi servir en partie de guide à la tige de commande du tiroir. Pour cela, il faut que le filet soit bien dans l'axe du trou et de la pièce. Je place donc une pointe sèche dans la fraiseuse qui me sert de guide au taraud.
Et voila les écrous terminés et montés.
Maintenant, on peut percer les trous dans les couvercles, les boîtes à vapeur et les cylindres. J'ai marquè les trous d'une façon classique, mais pour le perçage lui-même, je le fait sur la fraiseuse en me servant des règles à lecture digitale pour me positionner. Ici, j'utilise une fraise à carotter pour percer les trous d'échappement et d'admission. Les trous pour les gougeons ne seront en réalité qu'amorcés à la fraiseuse, le perçage final étant effectué à la perceuse.
Une fois le couvercle percé, j'aurais pu utiliser le même système pour marquer les trous sur la boîte à vapeur et le cylindre. En réalité, j'ai utilisé le pointeau de transfert comme pour les couvercles de cylindre.
Et voila. C'est percé. Enfin, presque....
A l'avant dernier trou, j'ai cassé le foret en perçant le trou dans l'angle qui recoupe un des trous pour les vis de fixation de la tôle d'enveloppe. Dans pareil cas, la pire des choses à faire est de réagir sans réfléchir. Donc, j'ai trouvé un autre foret et percé le dernier trou. Ensuite, je suis allé me boire un café pour réfléchir au problème.
Avant tout, il faut retirer tout ce que je peux comme copeaux. Une chance, on est dans la fonte et on perce à sec, donc les copeaux s'enlèvent facilement. D'autre part, il s'agit d'une espèce de sable qui devrait s'enlever facilement.
Deuxième chance, j'ai le que l'on voit sur le de côté droit et qui me permettra de donner un bon coup de soufflette sans pousser les copeaux vers le fond du trou mais au contraire les en extraire.
Et voila. Un fois le trou nettoyé, le morceau de foret s'est laissé facilement déloger avec une pointe à tracer. Il n'était pas bien grand, mais suffisant pour empêcher le perçage.
Pour valider la méthode, rien de tel que de recommencer. Cette fois-ci, ce n'est pas avec un foret, mais un taraud. Eh oui, le proverbe dit toujours que l'âne ne butte jamais deux fois sur la même pierre, mais je ne suis hélas pas un âne. Comme pour le foret, le taraud s'est coincé en recoupant le premier trou. Bon, ici, c'était moins critique. Le taraud s'est cassé au dessus de la surface et après un bon nettoyage à la soufflette, il n'y avait plus qu'à le retirer avec une pince.
Et voila toutes les pièces terminées.
Tant que j'y suis, je découpe les joints. Pour cela, j'utilise une méthode qui est dècrite ' sur le site de Romuald Noël donc j'ai déjà parlé dans le premier chapitre sur les origines du projet. J'en profite au passage pour encourager le lecteur à aller voir ce site si ce n'est déjà fait, car il s'agit vraiment d'un incontournable pour celui qui veut se construire sa locomotive.
Le principe est d'utiliser une bille d'acier qu'on presse légèrement dans le trou pour marquer le carton et sur laquelle on donne un petit coup de marteau. Le carton se découpe d'une façon très nette. Tous les trous qu'on voit sur la photo on déjà été découpés, et lorsqu'on retire le carton, les parties découpées restent coincées dans les trous.
J'avais pensé étendre le principe au découpage du trou central, mais je n'ai pas osé...
11 février 2016
Ouf, je retrouve un peu de temps libre. C'est décidément la matière première la plus difficile à trouver.
Les cylindres sont en bonne voie de finition. Il reste à fabriquer les guides de tiges de tiroirs. J'avais pensé me mettre à la fonderie et essayer de couler une pièce, mais n'ayant que cette pièce à faire, j'opte finalement pour l'assemblage mécano-soudé.
Rien de particulier. Il faut découper les plaques d'acier et les souder.
A ce stade, ma seule ambition était de souder les pièce le mieux possible, tout en sachant très bien qu'il faudra faire des corrections.
Ici, il faut souder les deux semelles.
Et voilà, les soudures sont terminées. A priori, ce n'est pas trop mal.
On plaque le bord de la partie cylindrique sur la table de la fraiseuse et on dresse la semelle. Visiblement on est largement en dessous du millimètre à enlever.
On donne un coup de sableuse et on colle les bagues en bronze à la loctite. Il ne reste plus qu'à percer un petit trou pour le graissage.
Et voilà la pièce montée sur le cylindre.
Et pour terminer la journée, je fabrique la clef qui va bien. Si je ne la fais pas maintenant, ce n'est pas au moment du montage final que je le ferai.
Et voila, les cylindres sont terminés. Je ne sais pas encore si j'utiliserai des gougeons ou des vis pour l'assemblage. Sans doute des gougeons, mais ça attendra un peu.
Pour le polissage de la glace (la surface de glissement du tiroir), j'hésite à la polir. L'état de surface est particulièrement bon et peut-être suffisant. On verra. Sinon je rajouterai un petit paragraphe.
Prochaine étape, les pistons, les crosses de bielles et les glissières mais je fabriquerai d'abord les supports de coulisses, car il servent aussi de support pour les glissières.
