Brevet FR2047919A1 — publié le 19710319

La présente Invention se rapporte à une machire à rectifier ; elle vise,, plus particulièrement,, un appareil oour la finition simultanée, par abrasion» de surfaces d'une Diè.-.e à usiner;, formant entre elles un angle notable. 5 II y a des cas, dans le meulage de surfaces, où il est souhaitable de rectifier simultanément des surfaces de nature tout à fait différentes C'est, par exemples le cas dans le meulage de 1® angle d'une gorge d'un chemin de roulement extérieur d'un nalier à billes » Cet angle est formé par une surface radiale et une surf a-10 ce de révolution, cylindrique ou parfois conique» Dans l'art antérieur, ces surfaces sont rectifiées simultanément, au moyen d'une meule profilée» Cette meule a la même forme que les surfaces finies et, par conséquent, elle comporte une surface radiale, qui rectifie la surface radiale de la pièce, et une surface périphérique, qui 15 correspond à la surface cylindrique .extérieure de la gorgeo Dans le passé, une telle meule profilée a été utilisée suivant le procédé de meulage plongeant® On avance la meule axialement dar.s l'alésage de la pièce, puis on la déplace exactement radialement vers l2 extérieur, pour couper drabord la surface radiale de la gorge, jus-20 qu'à ce que la meule vienne en contact avec la surface cylindrique. Elle pénètre alors dans cette surface, jusqu'à ce qu'on atteigne la cote de finitiono Comme la face radiale de la gorge est toujours beaucoup plus profonde, dans une direction radiale, que, la quantité de métal à enlever de la surface cylindrique, il en résulte 25 qu'un meulage important doit être effectué par la surface cylindrique périphérique de la meule, tandis que sa surface radiale ne fait rien que frotter contre la'surface radiale de la gorgeo Cela provoque une tendance à brûler cette surface, et la meule doit être dressée fréquemment, d'où une usure, et une diminution de diamètre très 30 importantes, de sorte que la meule ne dure pas longtemps» De plus, puisqu'en meulage plongeant la qualité de la surface finie' dépend, de la forme de la' meule à l'instant" de la finition é't que, dans ce cas, la meule a effectué uri long parcours d'abrasion, la qualité des surfaces finies s'en ressent. Ces inconvénients d'usure extrême de 35 la meule et de mauvaise qualité du produit fini rendent souhaitable l'abandon de ce procédé de finition simultanée des surfaces des gorges profondes de roulements à billes. Il est donc devenu nécessaire de finir ces surfaces^ar deux opérations séparées, ce qui fait Der-dre du temps et de l'argent. 40 La présente invention évite, d'une manière nouvelle, ces ' BÀD ORIGINAL 70 22631 2 2047919 divers inconvénients des dispositifs connus. Elle vise une machine à rectifier; pour la finition simultanée de deux surfaces d'une pièce à usiner » en particulier une surface radiale et une surface axiale, avec une grande qualité de surface finie et une faible 5 usure de la meule» LJinvention a également pour objet une machine a recti-fier, pour le meulage plongeant de pièces présentant une surface radiale profonde, au moyen d'une meule profilée o Elle permet notamment la rectification des angles d'une gorge de section rectan-10 gulaire0 Elle a pour avantages de permettre le meulage plongeant de la surface radiale d'une gorge, sans usure importante de la surface périphérique de la meule et" avec'une qualité élevés de la surface finieo Suivant un autre trait de l'invention, le travail d'en-. 15 lèvement de la matière, dans la rectification de l'angle d'une gorge ou d'un système semblable, est également partagé entre les surfaces radiale et périphérique de la meule. L'invention a pour avantage de réaliser une usure égale des surfaces radiale et périphérique de lc^neule et de maintenir ainsi un angle de meule constam-20 ment vif o D'autres objets et avantages de l'invention apparaîtront aux hommes de l'art à"la lecture de la présente description. Suivant 18invention» la machine à rectifier, pour le meu- -lage simultané de surfaces radiales et axiales, comprend un socle sur lequel sont montés un porte-pièce, muni de moyens de rotation 25 d'une pièce a usiner, autour de l'axe de ladite surface axiale, et un porte-meule? muni d'une meule dont les surfaces actives correspondent aux surfaces finies de la pièce, Des moyens permettent de déplacer le porte-pièce et le porte-meule axialement l'un par rapport à 1'autreo D'autres moyens permettent de les déplacer radialement 30 l'un par rapport à l'autre. Un système de commande' actionne ces différents moyens en synchronisme, de façon à faire avancer la meule dans les surfaces de la pièce à usiner, suivant un chemin optimal. L!invention"sera mieux comprise à la lumière de "la description de sa forme de réalisation, non limitative, représentée 35 sur les dessins' annexés. Fig'a 1 est une vue en plan dsunë machine à rectifier, conforme à la présente invention. : ' Fig» 2 est une coupe verticale de la machine, suivant la ligne II-II de la figure 1. ' " 40 Fig o 3 est une coupe d'une pièce, avant rectification. bad original 70 22631 2047919 Fig„ 4 est une coupe d'une pièce, pendant la rectification. Fig. 5 est une coupe d'une pièce, après rectification, et 5 Fig. 6 est un graphique représentant le cycle de fonc tionnement de la machine. La machine à rectifier, suivant l'invention, est globalement désignée par le repère 10. DUne manière générale, elle comporte une butée qui vient en contact avec la traverse de compensait) tion du porte-meule, à la fois électriquement et mécaniquement, de façon à mettre en action le calibre de dimension finale. A ce moment, au lieu de retirer la butée, la traverse de compensation, et par conséquent le porte-meule, sont déplacés par un moteur à impulsions, vers l'arrière de la machine, à une vitesse prédéterminé^ 15 par exemple par incréments de 0,0012 mm dans la forme de réalisation préférée. Dans de nombreux cas, la vitesse est réglée à la valeur maximale, par exemple 100 impulsions par seconde sur le moteur, et la traverse se déplace seulement juste assez loin pour couper le contact électrique entre la traverse et la butée. Cela 20 s'effectue rapidement, par petits incréments, de sorte que la force exercée sur la butée est très faible. La traverse de compensation agit donc comme une "butée flottante". Cette butée est synchronisée avec le chariot transversal du porte-meule quand le signal de dressage est envoyé par le calibre de dimension. A ce moment,. 25 le moteur à impulsions arrête l'avance et un circuit est excité .pour mettre en mémoire le nombre d'impulsions d'avance nécessaires. Après achèvement dé l'opération de dressage, la traverse de compensation est retirée et, comme la force exercée par la meule sur la pièce à usiner est toujours la même au point de dressage, le régla-30 ge de retrait n'a pas à être effectué pour le cas le plus défavorable . Le chariot transversal avance à nouveau jusqu'à ce que la butée revienne en contact avec la traverse de compensation. Quand cela se produit, la traverse de compensation, sous l'action du mo-35 teur à impulsions, se retire à la position de dimension de dressage, à la vitesse de 100 impulsions par seconde, le nombre d'impulsions nécessaires pour ce retrait étant retrouvé dans le circuit de mémoire. Quand cette position, à laquelle le calibre avait précédemment indiqué que le dressage devait avoir lieu, est atteinte, 40 l'avance de finttion fine commence, par déplacement de la traverse 70 22631 4 2047919 de compensation vers l'arrière. Finalement, le calibre indique l1 obtention de la dimension de pièce. Cela termine l'avance fine et la rectification se poursuit en polissage, sous l'effet de la pression de flexion de la broche, jusqu'à-ce que le calibre indique 5 que la dimension finale est atteinte. A la dimension finale, la traverse de compensation revient à la position "zéro", ou de début d'avance. Un circuit de réponse est également excité, pour comparer le nombre d'impulsions, nécessaires à l'obtention de la dimension finale, au nombre stan-10 dard d'impulsions. Si JLe nombre d'impulsions d'avance est inférieur à la limite "calibre tôt", un signal en retour déplace le point de "Première dimension" à un point plus petit. Par contre, s'il est supérieur à la limite "calibre tard", le signal en retour déplace le point de "Première dimension" à un point plus grand. Si le nom-15 bre d'impulsions se situe entre les deux limites ("calibre normal"), il n'y a pas de signal en retour. La machine à rectifier 10 comprend un socle 11, sur lequel, est monté un porte-pièce 12, porté par une table 13 qui peut coulisser sur des glissières 14, parallèles à l'axe d'une surface de ré-20 volution 15 d'une pièce à usiner 16. Un appareil de dressage 17, muni d'un diamant, est également monté sur la table 13. Un calibre pneumatique 18, par exemple du type décrit dans le brevet américain n° 2 771 714, traverse le porte-pièce 12 et pénètre dans l'alésage de la pièce, en contact avec la surface de révolution 15. Ce cali-25 bre est relié, de façon appropriée, à un manocontact 19, capable d'indiquer que la dimension de l'alésage 15 a atteint la valeur de dressage de meule. De même, un manocontact 21 signale que l'alésage a atteint une dimension intermédiaire, pour laquelle le meulage de finition doit être arrêté, et un manocontact 22 signale que la di-30 mension finale de l'alésage est atteinte. Le socle 11 porte également une table porte-meule 25, qui peut coulisser sur des glissières 23 et 24, de façon à se déplacer transversalement par rapport à l'axe de la surface de révolution 15. Les déplacements de la table 13 et de la table 25 sont engen-3 5 drés par des servo-moteurs hydrauliques linéaires. Une traverse de compensation 26 repose sur le socle 11 et peut glisser sur sa surface. Un doigt 27, partant de la table porte-meule-25, est disposé -de manière à rencontrer une butée d'avance 28, orientée vers l'avant et montée sur la face avant de la traverse- de compensation. Le 40 doigt 27 et la butée 28 constituent également un interrupteur élec- 70 22631 2047919 trique qui met en service le calibre pneumatique 18, dans certaines conditions. La table porte-meule 25 comporte également un doigt 29, disposé de manière à rencontrer une butée de dressage 31, dirigée 5 vers l'arrière, formée sur la traverse de compensation 26. Il y a une distance beaucoup plus grande entre le doigt 27 et le doigt 29 qu'entre la butée d'avance 28 et la butée de dressage 31, de sorte que la table 25 peut effectuer une course importante entre ces deux éléments, sous l'action d'un servo-moteur hydraulique approprié ÎO 32. Ce servo-moteur comporte les soupapes et l'équipement de commande habituel, permettant d'obtenir une action rapide de déplacement de la table porte-meule 25, d'une première position où le doigt 27 rencontre la butée d'avance 28 à une deuxième position où le doigt 29 rencontre la butée de dressage 31. Un porte-meule 15 33, portant une broche rotative 34, çst monté sur la table 25. Une meule 35 est fixée a l'extrémité extérieure de la broche. Le servomoteur 32 est alimenté en fluide hydraulique, à une pression soigneusement réglée, ce qui permet de prédéterminer la force qu'il peut exercer, et d'utiliser cette force pour le contact de la meu-20 le 35 et de la pièce 16, suivant le principe de rectification à "force réglée". L'extrémité arrière de la traverse de compensation 26 reçoit une vis 36, entraînée par un moteur à impulsions 37, par l'intermédiaire d'engrenages appropriés, le moteur à impulsions, la vis 36 et la traverse de compensation 26 agissent de façon à 25 donner une compensation précise et facile à déterminer, au moment du dressage. Le doigt 27 est fixé à l'avant de la table Porte-meule 25 par l'intermédiaire d'une vis 38, pour permettre un certain degré de réglage. Ce réglage est effectué au moyen d'un rochet 39 30 monté à l'avant de la vis 38 et actionné, en sens opposé, par des cliquets 40 et 41 déplacés, avec un mouvement de va-et-vient, par des cylindres 42 et 43. Un volant 44- permet la commande manuelle de la vis 36, par l'intermédiaire d'une tige' 45, afin dfeffectuer les réglages mineurs de la traverse de compensation 26„ Une com-35 mande principale 46 envoie des impulsions électriques programmées au moteur à" impulsions 37, par l'intermédiaire d'un câble 47, ainsi qu'à un tableau de contrôle, non-représenté» A l'extrémité gauche du socle 11 est fixé un boîtier 48, à l'extrémité inférieure duquel est fixé un moteur à impulsions 40 49 semblable au moteur 37-associé à la table 25. Sur l'arbre du mo 70 22631 6 2047919 teur 49 est montée une vis 51 qui engrène avec une vis horizontale 52 portée par un arbre horizontal 53. Ge dernier transmet le mouvement du moteur 49 à un arbre de sortie 56, par l'intermédiaire d' une vis 54 et d'une vis différentielle 55, qui produisent une ré-5 duction substantielle. L'arbre de sortie est fixé à la tige de piston 57 d'un cylindre 58 de table porte-pièce. Le rapport entre le mouvement du moteur à impulsions et celui de l'arbre 56 est semblable au rapport entre le moteur à impulsions 37 et la traverse de compensation 26. Autrement dit, un incrément des moteurs 37 10 et 49 produit le même déplacement linéaire de leurs tables respectives 25 et 13 mais, bien entendu, le mouvement est transversal dans un cas et longitudinal dans l'autre. Une barre 59, portant des pattes réglables 61 et 62 qui actionnent un interrupteur 63 de- fin de course, est fixée à la table 14. 15 On se reporte maintenant aux figures 3, 4 et 5, sur les quelles la pièce à usiner 16 est représentée sous la forme du chemin de roulement extérieur d'un roulement à rouleaux. Cette pièce comporte déjà une gorge préformée 64, mais on désire l'approfondir pour définir une surface cylindrique de révolution 65 et une sur-20 face plane radiale 66. De plus, on veut former une petite gorge de dégagement 67, à l'intersection de ces deux surfaces. Pour ce faire, la meule 35 présente une surface radiale 68, une surface périphérique cylindrique 69 et une crête 71, qui constituent un profil combiné susceptible de produire les surfaces 65, 66 et 67 sur la 25 pièce finie. Une telle meule profilée est obtenue par dressage, de façon connue. Dans le passé, les formes de pièce finie, décrites ci-dessus, auraient été obtenues par avance de la meule 35, exactement transversalement à son axe, avec tous les - inconvénients, déjà indiqués, que cela entraîne» D'une part, la broche 34, lors-30 qu'elle supporte les efforts radiaux importants transmis par la meule, tend à fléchir et la surface radiale 68 se présente donc légèrement inclinée. D'autre part, le meulage plongeant, tel qu'il é-tait pratiqué, produit une action de coupe du métal, le long de la surface finie 66, effectuée entièrement par l'angle de la meule 35, vive 3ï> à l'intersection des surfaces de meule 68 et 69, ou par l'arête/de la crête 71-. Il en. résulte- une usure rapide de cet angle et la forme finie est par suite différente de la forme initiale de dressage de la meule. En outre, le dressage constant du profil de la meule entraîne une réduction rapide de celle-ci et, bien entendu, ce dreS' 40 sage est nécessaire pour maintenir une surface finie correcte. De 70 22631 7 2047919 plus, la surface 68 frotte contre la surface finie 66, dont la finition est mauvaise, et il peut également en résulter un brûlage de la meule et de la pièce. Le fonctionnement de'l'appareil suivant la présente inven-5 tion sera maintenant mieux compris à la lumière de la description qui précède. Suivant l'invention la meule 35 (voir figure 4) avance suivant un angle de 45°, comme indiqué par la flèche.- Dans un mouvement combiné de la meule, appelé meulage "conjugué", cet effet est obtenu par l'action du cylindre 58, qui fait pénétrer la meule 10 35 dans l'alésage de la pièce 16. A ce point, l'avance du cylindre 58 est terminée, et le mouvement dû aux deux moteurs à impulsions 37 et 49 s'effectue. La commande principale 46 envoie des impulsions à ces moteurs, suivant un procédé connu, de façon à ce qu'ils produisent un mouvement transversal et longitudinal de leur table res-15 pective, par l'intermédiaire des pignons et vis de réduction associés. Le moteur à impulsions 37 déplace vers l'arrière la traverse/qui vient ainsi en contact avec le doigt 29 de la table 25, ce qui déplace la table, avec le porte-meule 33 et la meule 35, 20 vers l'arrière.'En même temps, les mêmes impulsions, provenant de la commande principale 46, sont envoyées'au moteur.49, par un câble 50. Il en résulte un mouvement longitudinal de la table 13 et un mouvement semblable de la pièce 16 vers la meule 35. Le résultat net est que la meule 35 et la pièce 16 se déplacent l'une par rap-25 port à l'autre, suivant une ligne à 45°, de sorte que l'angle de la meule est introduit directement dans l'angle de la surface finie désirée. La surface radiale 68 de la meule pénètre directement dans la pièce 16, pour former la surface finie 66, et la surface périphérique 69 de la meule travaille directement, radialement, pour 30 former la surface cylindrique finie 65o De même, la crête 71 produit la gorge 67. On connait déjà la façon dont le dressage est effectué, au moyen de l'appareil de dressage 17. Dans le cas présent, l'appareil de dressage dresse la surface 68, la surface 69 et la crête 35 71 de la meule, par enlèvement de matière abrasive et reconstitution d'un profil de meule prédéterminé. Dans les deux cas, si on n'effectue pas de compensation, la surface de la meule, lorsqu'on la ramène er^position de travail sur la pièce suivante, se trouve à une distance considérable de la surface de la pièce. La jneule "coupe-40 rait de l'air", avant de venir en contact avec la pièce brute. Le 70 22631 2047919 cycle «Je meulage deviendrait ainsi de plus en plus long. Par conséquent, on effectue une compensation, de façon connue, au moyen d'impulsions de compensation envoyées par la commande principale 46 sur le moteur à impulsions 37* Il en résulte un mouvement per-5 manent de compensation de la traverse 26, à une nouvelle position. De même, des impulsions de compensation sont envoyées au moteur 49, pour modifier constamment la position de la tige de piston 57 du cylindre de table* Le résultat net est que, à la fin de chaque dressage, la broche 34 est déplacée vers l'arrière de la machine, 10 tandis que la table 13 est avancée vers la droite, de sorte que, la meule devenant de plus en plus petite, il h'y a cependant pas d'intervalle entre la meule et la pièce à finir. Le cycle de fonctionnement de la machine est représenté sur la figure 6. Il s'agit d'un cycle de meulage simple dans le-15 quel le dressage de la meule 35 s'effectue pendant le chargement et le déchargement d'une nouvelle pièce, plutôt que pendant le cycle de meulage lui-même. Les différents éléments étant dans l'état qui suit le dressage et le chargement d'une nouvelle pièce, la meule se trouve en dehors de l'alésage, au point A. Le cylindre 58 20 déplace la table 13, vers la droite, au point B, où la meule se trouve dans l'alésage de la pièce,*Le cylindre 32 déplace la table 25 vers l'arrière, au point C, où la meule est près de la partie de la gorge 64 à rectifier. Le cylindre 32 continue à presser la meule sur la pièce, pour un premier contact de meulage de dégros-25 sisaage, jusqu'au point D. Le moteur à impulsions 49 est actionné, à ce point, pour déplacer la pièce longitudinalenent, vers la meule, la surface 68 effectuant le meulage. Finalement, le doigt 27 rencontre la butée 28 sur la traverse 26, et le mouvement de la table 25 est limité au déplacement produit par l'introduction des impul-30 sions dans le moteur 37, qui déplace la traverse 26 vers l'arrière, ainsi que la table 25, le doigt 27 étant maintenu en contact avec la butée 28 sur la traverse 26, par l'action du cylindre 32. Cèst la dernière phase de meulage du cycle, au point E, la dernière partie de l'avance s'effectuant par polissage, du fait du relâchement 35 de la flexion de la broche notamment. Quand la dimension finale est atteinte, au point E, la table 25 se retire, sous l'action du cylindre 32, jusqu'au point F, et la table 13 est ramenée par le cylindre 58, au point de retour G. La position des éléments, aux points A et G, est sensiblement la même, mais le point A du cycle suivant 40 sera différent, en raison du dressage et de la compensation qui a 70 22631 2047919 lieu pendant le déchargement et le chargement des pièces successives. Les avantages de l'invention apparaissent donc clairement à la lumière de la description qui précède. Par exemple, les 5 surfaces 68 et 69 et la crête 71 subissent une même usure pendant le cycle de meulage et il est donc prévisible que le profil de la meule reste sensiblement le même jusqu'à la fin des cycles,de sorte que les surfaces finies 65, 66 et 67 de la pièce sont exactement au profil désiré, formé par l'appareil de dressage 17 sur la meule 10 35. Puisque les surfaces périphériques de lafeeule, c'est-àdire la surface 69 et la crête 71, ne plongent pas directement dans le métal le long de la surface 66, elles ne sont pas soumises à une usure excessive et un dressage poussé n'est pas nécessaire. Le résultat est que la meule est dressée par petites quantités et, par 15 conséquent, permet le meulage d'un plus grand nombre de pièces, avant remolacement. Il est entendu que des changements de détail peuvent ê-tre apportés dans la forme et la construction de l'appareil suivant l'invention, sans sortir du cadre de la présente invention ; 20 celle-ci n'est pas limitée à la foxme de réalisation, représentée et décrite ci-dessus à titre d'exemple. 70 22631 REVENDICATIONS 1. Machine à rectifier, pour la finition simultanée d'une pièce comportant des surfaces axiales et radiales, qui comprend : un socle, un porte-pièce muni de moyens de rotation de la pièce autour de l'axe de ladite surface axiale, un porte-meule 5 muni d'une meule dont les surfaces actives correspondent aux surfaces finies de la pièce ; des moyens de déplacement du porte-pièce et du porte-meule, axialement l'un par rapport à l'autre, et des moyens de déplacement du porte-pièce et du porte-meule, transversalement l'un par rapport à l'autre, ca-10 , ractérisée en ce qu'elle comporte un système de commande des deux moyens de déplacement, en synchronisme, pour l'avance de la meule dans les surfaces de la pièce suivant un chemin optimal» 2o Machine à rectifier, suivant la revendication 1, caractérisé en 15 ce que ledit chemin est un chemin de meulage court. 30 Machine à rectifier, suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la meule est dressée au profil des surfaces finies. 4. Machine à rectifier, suivant une quelconque des revendications 20 1 à 3, caractérisée er/ce que chacun des moyens de déplacement comprend un mécanisme à vis entraîné par un moteur à impulsions, et en ce que le système de commande fournit des impulsions. à chacun des moteurs, pour l'avance de la meule dans la pièce» 25 5. Machine à rectifier, suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le système de commande fournit également un nombre prédéterminé d'impulsions, après dressage de la meule, à chaque moteur à impulsions, pour effectuer un mouvement de compensation à la fois dans la direction radiale et dans la direc-30 tion axiale. 2047919