Brevet FR2088356A1 — publié le 19720107

La présente invention se rapporte à une machine à rectifier les filetages, destinée à réaliser un filetage hélicoïdal sur une pièce à usiner. Dans une rectifieuse classique pour filetages, on fait tourner 5 la pièce dans laquelle on doit tailler les filets, au moyen d'une broche montée à rotation dans une poupée fixe qui est, à son tour, montée sur un plateau, un arbre de chariotage vissé dans le pla -teau, tournant en synchronisme avec la rotation de la pièce à usiner, de façon à engendrer le filet sur la pièce. Cependant, du 10 fait que le plateau supporte la poupée fixe, la poupée mobile et la pièce à usiner qui s'y trouvent supportées, une charge relativement forte s'applique sur la partie coulissante du plateau, ce qui diminue la précision de réponse du mouvement du plateau vis-à-vis de la rotation de la broché, et influe sur la tolérance requi-15 se du pas des filets de la pièce à usiner. De plus, du fait que l'arbre de chariotage est éloigné de la broche, il faut un train d'engrenages comprenant plusieurs pignons pour faire tourner l'arbre de chariotage en synchronisme avec la rotation de la pièce, ce qui complique la machine, et l'erreur 20 cumulative introduite par ces trains d'engrenages est un facteur d'erreur sur le pas des filets formés dans la pièce à usiner. Il est donc difficile de réaliser une pièce filetée de grande précision. L'invention a, par conséquent, pour objet une rectifieuse 25 perfectionnée pour le filetage, destinée à effectuer une opération de rectification de filets, sans qu'il soit nécessaire de déplacer un plateau sur lequel une poupée fixe et une poupée mobile sont montées pour supporter la pièce à fileter. L'invention concerne également, dans une rectifieuse de ce 30 type, une broche et un arbre de maintien supportant la pièce, tourbillonnant dans des paliers hydrauliques qui se trouvent respectivement dans une poupée fixe et une poupée mobile; la présente invention permet également, sur de telles rectifieuses, de réaliser à la fois des opérations de dégrossissage ou de 35 meulage grossier, et de rectification ou de meulage fin. Une rectifieuse conforme à 1'invention comprend un plateau monté sur un banc et portant une poupée fixe et une poupée mobile en regard, destinées à supporter une pièce à fileter. Un support roulant ou chariot sur lequel une meule est montée à rotation, est 40 lui-même monté sur le banc, de façon à pouvoir avancer vers la 71 16223 2 2088356 pièce ou s'en écarter. Une broche supportant l'une des extrémités de la pièce à usiner est montée à rotation et axialement coulissante dans un premier ensemble de paliers hydrauliques qui se trouve dans la poupée fixe et reçoit un arbre de chariotage file-5 téf vissé dans la poupée fixe. Des moyens d'entraînement sont prévus pour faire tourner la broche. Un arbre de maintien supportant l'autre extrémité de la pièce à usiner tourillone de façon à coulisser dans un second ensemble de paliers hydrauliques disposé dans la poupée mobile et des moyens de commandes hydrau-10 liques sont prévus dans la poupée mobile pour pousser sélectivement l'arbre de maintien vers la poupée fixe sous l'action d'une force constante d'intensité suffisante pour supporter en rotation la pièce à usiner. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques techniques 15 et les avantages de la présente invention, on va en décrire un exemplaire de réalisation étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications que 1'on peut en faire. On se reportera aux figures suivantes : 20 La figure 1 est une élévation d'une rectifieuse pour fileta ges conforme à l'invention; La figure 2 est une coupe longitudinale détaillée sur la poupée fixe représentée sur la figure 1; La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne 25 III - III de la figure 2; La figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne IV - IV de la figure 2; La figure 5 est une coupe transversale suivant la ligne V - V de la figure 2, et 30 la figure 6 est une coupe longitudinale détaillée sur la poupée mobile représentée sur la figure 1. Si l'on se réfère aux dessins annexés et notamment à la figure 1, un plateau 2 est monté sur un banc 1, une poupée fixe désignée par la référence numérique 3 et une poupée mobile dési-35 gnée par la référence numérique 4 sont montées sur le plateau 2 en regard 1'une de 11 autre, de façon à pouvoir supporter entre elles une pièce 5 à fileter, au moyen de pointes 6 et 8 appartenant respectivement à la poupée fixe et à la poupée mobile. Un support roulant ou chariot 9 est monté sur le banc 1 de façon à 40 coulisser transversalement par rapport à l'axe de la pièce à 71 16223 3 2088356 usiner 5 et supporte une meule 10 qui y est montée à rotation et est destinée à fileter la pièce à usiner 5. Dans ce qui suit, on décrit en détail la poupée fixe 3 en se référant à la figure 2. La poupée 3 comprend un boîtier de poupée 5 11 dans lequel est reçu une broche 12 pouvant tourner et coulisser axialement, au moyen de deux paliers hydrauliques 13 fixés aux extrémités extérieures opposées du boîtier 11. Plus précisément» comme le montre la figure 4, la broche 12 est ajustée dans chaque palier 13 avec un léger jeu. Chaque palier 13 comporte plusieurs 10 cavités de palier 68 séparées par des intervalles sensiblement égaux sur sa circonférence intérieure, chaque cavité 68 étant reliée à une rainure annulaire 69 ménagée dans la paroi périphérique extérieure dudit palier par un étranglement 70 dirigé radia-lement. La rainure annulaire 69 est reliée à un orifice 72 formé 15 dans le boîtier 11 qui est, à son tour, relié à une source d'alimentation hydraulique. Une rainure allongée de direction axiale 71 est ménagée entre chaque paire de cavités de palier adjacentes 68. De la sorte, lorsqu'un fluide sous pression est envoyé dans les cavités 68 par un orifice d'entrée 72, la rainure annulaire 20 69 et les étranglements 70, ledit fluide peut être évacué des rainures axiales 71 par les faibles jeux entre la broche 12 et le palier 13, ce qui permet à la broche 12 d'être supportée hydrau-liquement dans le boîtier 11, de façon à y tourner et à s'y déplacer axialement. 25 Un plateau 14 est fixé à l'extrémité externe de la broche 12 et comporte une rainure annulaire 49 qui y est ménagée, dont le centre se trouve sur l'axe de la broche 12 et dont la section droite est en T, ou comporte un canal de largeur mesurée radiale-ment,supérieure dans l'un ou l'autre sens, et pratiqué sur sa 30 surface intérieure ou inférieure, comme le montrent les figures 2 et 5. Plusieurs écrous en T,29, sont disposés coulissant dans la rainure en T,49; dans chacun d'eux est vissé un boulon 30 qui y est adapté pour bloquer un plateau diviseur 7 dans une position angulaire désirée par rapport au plateau 14. La pointe 6 s'emboîte 35 axialement dans l'extrémité externe de la broche 12, son extrémité externe émergeant du plateau diviseur 7 pour supporter la pièce à usiner. Le plateau diviseur 7 comporte, à son extrémité externe, une saillie 57 appropriée pour pénétrer dans une fente radiale 5 aménagée dans la pièce à usiner 5, ce qui permet de lui 40 transmettre le mouvement de rotation à partir de la broche rotati- 71 16223 4 2088356 ve 12. La broche 12 comporte à son extrémité interne un alésage 58 destiné à recevoir une pièce femelle 15 cannelée intérieurement et fixée à un ëpaulement formé dans la base de l'alésage 58 au 5 moyen d'écrous 48, comme le montre la figure 4. Un élément filété 16 est fixé à l'extrémité interne de la broche 12 au moyen de boulons 17 de même axe que l'élément cannelé 15; au centre de celui-ci se trouve une partie taraudée recevant un arbre de chariotage creux et fileté 18. Une bride 59 formée à une extrémité de l'arbre IX) fileté 18 est fixée, par des boulons 20, à la paroi intérieure d'une pièce de support 19 fixée à l'une des extrémités du boîtier 11. De la sorte, l'élément fileté 16 est entraîné en rotation, en même temps que la broche 12 et, comme l'arbre de chariotage fileté/ est immobilisé, la broche 12 est entraînée axialement, au fur et 15 à mesure de sa rotation, dans les paliers 13 par le vissage, dans l'élément taraudé 16, de l'arbre fileté 18. Un carter 21 disposé à l'extérieur de l'élément de support 19 est fixé à l'une des extrémités du boîtier 11. Un arbre de commande 22 est monté à rotation dans le carter 21 au moyen de paliers 2o 23. L'arbre de commande 22 comporte, à l'une des extrémités, une cannelure mâle 24 traversant l'arbre fileté creux 18 et accouplée avec la cannelure femelle de l'élément 15. A l'autre extrémité de l'arbre de commande 22, un pignon 25 engrène avec une roue dentée 27 qui se trouve à l'une des extrémités d'un axe 26 monté à rota-25 tion dans le carter 21, parallèlement à l'arbre de commande 22. L'arbre 26 comporte également un pignon 60 engrénant avec une crémaillère 31 formée sur un piston 28 coulissant dans un cylindre 32 faisant corps avec le carter 21, de façon à se déplacer perpendiculairement à l'axe de l'arbre 26, comme le montrent les figures 30 2 et 3. Comme le montre au mieux la figure 3, l'extrémité droite du cylindre 32 est recouverte par un capuchon 33 dans lequel on ajuste en vissant une butée 35 pour limiter la course du piston 28. On ajuste la butée 35 en tournant un bouton 34 qui lui est fixé. Une 36 35 tige fixée à l'extrémité gauche du piston 28 va au-delà d'un capuchon 61 fixé à l'extrémité gauche du cylindre 32 et comporte deux taquets espacés 37 et 38. Deux contacteurs 39 et 40, actionnés par les taquets 37 et 38, sont montés sur un support 62 fixé au capuchon 61, de façon à assurer des amplitudes prédéterminées du piston 40 28 respectivement vers la gauche et vers la droite. 71 16223 5 2088356 Un circuit de commande hydraulique du cylindre 32 comprend une première valve de commutation 41 destinée à modifier le sens de déplacement du piston 28, une valve à ouverture variable telle qu'une valve papillon 45 pour la rectification, se trouvant dans 5 une conduite B aboutissant à une chambre droite 63 du cylindre 32, une autre valve papillon 46 étranglant moins le débit que le papillon 45 pour le dégrossissage se trouvant dans une conduite en dérivation C parallèle à la conduite B, et une seconde valve de commutation 43 se trouvant dans la conduite C coupant sélective-10 ment ladite ligne C pour passer du dégrossissage à la rectification, et inversement. Une valve d'arrêt 47 se trouve en parallèle avec le papillon 45. Une conduite A relie une chambre gauche 64 du cylindre 32 à la première valve de commutation 41. Une soupape de sûreté 42 est prévue pour maintenir à un niveau constant la 15 pression hydraulique envoyée au cylindre 32. Si l'on se réfère à èa figure 6, la poupée mobile 4 comprend un boîtier de poupée mobile 51 dans lequel un arbre de support 52 est reçu pour y coulisser axialement sur des paliers hydrauliques 53 fixés aux extrémités opposées du boîtier 52. Les paliers 20 hydrauliques 53 sont pratiqoement identiques aux paliers 13 de la poupée fixe 3. Dans l'une des extrémités de l'arbre de support 52 s'emboîte la pointe 8 de la poupée mobile pour supporter l'une des extrémités de la pièce 5 et soh autre extrémité est reliée à la tige 55a d'un piston 55 coulissant dans un cylindre 54 fixé 25 à l'extrémité extérieure du boîtier 51. Une valve de commutation 56 permet de déplacer sélectivement le piston 55 et l'arbre de support 52 vers la poupée fixe 3 sous une pression constante. La référence numérique 65 désigne une soupape de sûreté maintenant à un niveau constant la pression hydraulique envoyée au cylindre 30 54. Le fonctionnement du mécanisme précédemment décrit est le suivant. On place la pièce à fileter 5 entre la pointe 6 de la poupée fixe et 8 de la poupée mobile, la fente radiale 5a recevant la saillie 57 du plateau de division 7 qui est bloqué dans 35 sa position angulaire désirée. On fait alors passer la valve de commutation 56 dans la position indiquée par la référence a sur la figure 6 pour déplacer l'arbre de support 52 et la pointe de poupée mobile 8 vers la poupée fixe 3 sous une force constamment appliquée suffisante pour maintenir la pièce 5 de façon qu'elle 40 puisse tourner. Une fois que la pièce 5 est fixé entre les 71 16223 6 2088356 pointes 6 et 8, on déplace la meule 10 transversalement par rapport à l'axe de la pièce 5 par des moyens appropriés, non représentés, de sorte que ladite pièce 5 est meulée par plongée sur une profondeur de coupe prédéterminée. On fait alors passer les 5 première et seconde valves de commutation 41 et 43 dans leurs positions indiquées par la référence a sur la figure 3, de sorte que du fluide sous pression est envoyé dans la chambre gauche 64 pour déplacer le piston 28 vers la droite, (selon la figure 3) à une vitesse de dégrossissage fixée en premier lieu par le papil-10 Ion 46. Le déplacement vers la droite du piston 28 provoque une rotation dans le sens trigonométrique (selon la figure 3) de l'arbre 26, transmise, à son tour, à l'arbre de commande 22 par la roue 27 et le pignon 25. Cette rotation de l'arbre de commande 22 provoque la rotation de la broche 12 et ainsi de la pièce à 15 usiner 5, par 1'engrènement par leurs cannelures ,de l'arbre de commande 22 et de l'élément 15 fixé à la broche 12. En outre, la rotation de la broche 12 et de la pièce 5 les déplace axialement vers la gauche (selon la figure 2) par vissage, dans l'élément taraudé 16 fixé à la broche 12, de l'arbre de chariotage 2D fileté 18 fixé à l'élément de support 19, de sorte que la pièce 5 qui est poussée par l'arbre de support 52 est dégrossie suivant le même pas que 1'arbre de chariotage. Le déplacement vers la droite du piston 28 est limité par la butée 35 et est commandé par 1'actionnement du disjoncteur 39 par le taquet 37. Lorsque 25 le contacteur 39 est actionné, la meule 10 s'écarte de la pièce 5 d'une distance prédéterminée et, en même temps, la première valve de commutation 41 passe dans une position indiquée par la référence b sur la figure 3, de sorte que le piston 28 se déplace vers ia gauche à vitesse rapide. Le déplacement vers la 30 gauche du piston 28 provoque la rotation inverse et le déplacement vers la droite de la broche 12 et de la pièce 5. Le déplacement vers la gauche du piston 28 est confirmé par action du taquet 38 sur le contacteur 40, la première opération de dégrossissage est alors achevée. 35 Dans ce mode d'exécution, l'opération de dégrossissage est accomplie deux fois pour augmenter la précision du filetage, de sorte qu'on effectue une seconde opération de dégrossissage après la première opération de la même façon que pour la première opération . 40 Lorsque cette seconde opération de dégrossissage est achevée, 71 16223 7 2088356 la meule 10 se déplace de nouveau transversalement par rapport à l'axe de la pièce 5 pour rectifier en plongée la pièce 5 d'une profondeur de coupe prédéterminée. On commute alors la première valve de commutation 41 et la seconde 42 dans leurs positions dé-5 signées respectivement par les références a et b, de sorte que du fluide sous pression est envoyé dans la chambre gauche 64 pour déplacer le piston 28 vers la droite (selon la figure 3) à une vitesse de rectification établie par le papillon 45. De même que pour l'opération de dégrossissage, le déplacement vers la droite du 10 piston 28 provoque la rotation et le déplacement axial vers la gauche de la broche 12 et de la pièce 5, de sorte que la rectification est ainsi réalisée. Le contacteur 39 est actionné lorsque le piston 28 entre en contact avec la butée 35, de sorte que la meule 10 s'écarte de la pièce 5 et qu'en même temps la première 15 valve de commutation 41 passe dans la position b. Le piston 28 se déplace, par conséquent, vers la gauche à vitesse rapide. Le déplacement vers la gauche du piston 28 provoque la rotation inverse et le déplacement axial vers la droite de la broche 12 et de la pièce 5, pour les ramener dans leurs positions initiales représen-20 tées sur la figure 2. La valve de commutation 56 passe alors dans sa position b pour écarter l'arbre de support 52 et la pointe de poupée mobile 8 de la pièce 5, de façon à pouvoir retirer la pièce 5 finie d'entre les pointes 6 et 8. Il va de soi que l'on peut apporter à la description précédente et aux dessins annexés de nombreuses modifications de détail sans, pour cela, sortir du cadre de l'invention. 71 16223 8 2088356 REVENDICATIONS 1. Machine à meuler, caractérisée en ce qu'elle comprend 5 un banc, un plateau monté sur ce banc, une poupée fixe et une poupée mobile montées en regard sur ledit plateau pour supporter une pièce à usiner, un porte-meule monté sur ledit banc de façon qu'il puisse avancer vers la pièce ou s'en écarter, une broche supportant 11une des extrémités de la pièce, montée dans un porte 10 broche prévu dans l'une des poupées, de façon que cette broche soit rotative et mobile axialement, un dispositif d'entraînement en rotation de ladite broche, des moyens fixés, de façon non rotative, à l'une des poupées et en relation de vissage avec ladite broche pour l'y faire coulisser axialement lorsqu'elle 15 tourne sous l'action desdits moyens de rotation, des moyens pour transmettre la rotation de la broche à la pièce, un support rotatif prévu dans l'autre poupée pour supporter l'autre extrémité de la pièce à usiner et des moyens pour solliciter ce support vers 1'autre poupée. 20 2. Machine à rectifier les filets, caractérisée en ce qu'elle comprend un banc. Tin plateau monté sur ce banc, une poupée fixe et une poupée mobile montées en regard sur ledit plateau pour supporter une pièce à fileter, un porte meule monté sur ledit banc de façon qu'il puisse avancer vers la pièce ou s'en 25 écarter, une meule montée à rotation sur ledit porte meule, un premier ensemble de paliers hydrauliques disposés dans ladite poupée fixe, une broche montée à rotation coulisse axialement dans ledit premier ensemble de paliers pour supporter l'une des extrémités de la pièce à usiner, un arbre de chariotage fileté 30 fixé à ladite poupée fixe et vissé dans ladite broche, un dispositif d'entraînement en rotation de ladite broche, des moyens montés sur ladite broche pour transmettre la rotation de la broche à la pièce à usiner, un second ensemble de paliers hydrauliques disposés dans la poupée mobile, un arbre de support monté 35 à rotation dans ledit seconde ensemble de paliers hydrauliques pour supporter l'autre extrémité de la pièce, et des moyens de commandes hydrauliques disposés dans ladite poupée mobile pour solliciter de façon réglable ledit arbre de support vers ladite poupée fixe. 40 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce 71 16223 9 2088356 que ledit premier ensemble de paliers hydrauliques et le second comprennent chacun deux paliers hydrauliques écartés, comportant chacun plusieurs cavités de paliers espacées suivant des intervalles sensiblement égaux sur la circonférence intérieure, reliés 5 chacun à une source de pression hydraulique par l'intermédiaire d'un passage à section réduite, et dont la circonférence intérieure de chacun comporte un ensemble de rainures pour évacuer le fluide sous pression qui traverse lesdites cavités et l'interstice compris entre lesdits paliers et ladite broche. 10 4. Machine selon l'une des revendications 2 ou 3, caracté risée en ce qu'elle comprend un système de blocage desdits moyens de transmission de la rotation sur ladite broche dans une position angulaire désirée par rapport à ladite broche. 5. Machine selon l'une des revendications 2 à 4, caractë-15 risée en ce que ledit dispositif d'entraînement en rotation comprend un cylindre hydraulique dans lequel coulisse un piston muni d'une tige, des moyens reliant le piston et la broche de façon à faire tourner la broche sous l'effet du déplacement du piston dans le cylindre, une source de pression hydraulique et 20 un circuit de commande hydraulique entre ladite source et les faces opposées dudit cylindre pour alimenter sélectivement en pression hydraulique l'une ou l'autre des faces dudit cylindre tout en évacuant en même temps le fluide de"l'autre face pour déplacer le piston dans un sens ou dans 1'autre 25 6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que ledit cylindre comporte une butée réglable permettant de régler la course dudit piston. 7. Machine selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le circuit de commande hydraulique comprend : 30 Une première valve papillon sur une première conduite de communication hydraulique entre ladite source et l'une des faces dudit cylindre; une valve d'arrêt sur une seconde conduite de communication hydraulique parallèle au premier, une seconde valve papillon à étranglement moins fort que la première dans 35 une troisième conduite de communication hydraulique parallèle à la première, et une valve de commutation sur la troisième conduite pour l'interrompre sélectivement.