Brevet FR2119013A1 — publié le 19720804

La présente invention se rapporte à une lunette fixe du type à trois points de contact pour une pièce d'usinage permettant d'usiner de manière précise une pièce d'usinage relativement longue sans déformation provoquée par la résistance de coupe ou la résistance de meulage ou de rectification. Une lunette fixe de la technique antérieure utilisée pour supporter de manière fixe une pièce d'usinage sur une machine de rectification, par exemple, comprend de façon générale deux contacts, un supportant le caté inférieur et l'autre supportant le côté latéral de la pièce d'usinage.Avec une telle lunette fixe du type à deux points de contact, où le point de contact entre la pièce d'usinage et la meule se déplace dans le sens vertical comme dans le cas de la rectification d'une came d'un arbre à came, ou bien, où le centre de gravité de la pièce d'usinage ne coïncide pas avec le centre de rotation de sorte que la pièce d'usinage est amenée à entre déséquilibrée durant cet usinage, il est impossible d'empêcher positivement la vibration de la pièce d'usinage, permettant ainsi à celle-ci de vibrer dans le sens vertical.Dans une opération de rectification moderne à vitesse élevée, dans laquelle la vitesse périphérique de la meule a été augmentée deux fois, il est également nécessaire d'augmenter de manière correspondante la vitesse périphérique de la pièce d'usinage, ce qui se traduit par le fait que celle-ci tend à se déplacer vers le haut pour s'éloigner des pièces de support de la lunette fixe, dégradant ainsi de façon importante la précision de l'usinage. C'est un objet de la présente invention de prévoir une lunette fixe perfectionnée capable d'éliminer les difficultés décrites précédemment. C'est un autre objet de la présente invention de prévoir une lunette fixe perfectionnée de conception compacte dans laquelle les patins de contact supérieur, inférieur et latéral, adaptés pour venir en contact avec une pièce d'usinage peuvent être actionnés simultanément par un dispositif de commande unique. C'est encore un autre objet de la présente invention de prévoir une nouvelle lunette fixe perfectionnée, dans laquelle les patins de contact supérieur, inférieur, et latéral, peuvent être réglés individuellement par rapport à la pièce d'usinage et, après un tel réglage, peuvent suivre la réduction du diamètre de la pièce d'usinage afin de venir en contact avec celle-ci constamment avec une pression de contact constante. Conformément à la présente invention, on prévoit une lunette fixe pour supporter une pièce d'usinage du type comprenant des patins de contact supérieur, inférieur et latéral, adaptés pour venir en contact avec la pièce d'usinage et, des moyens pour déplacer simultanément les patins de contact en direction de la pièce d'usinage et pour les éloigner de celle-ci, cette lunette fixe étant caractérisée par le fait qu'elle est prévue avec un corps principal ayant un alésage, un manchon reçu de manière rotative dans l'alésage, des moyens prévus sur le corps principal, pour faire tourner le manchon, un arbre fixe logé de manière coulissante dans le manchon, des moyens pour monter le patin de contact latéral sur une extrémité de l'arbre fixe, un moyen Sensible à la rotation du manchon pour déplacer axialement l'arbre fixe, un élément de support de patin de contact supérieur monté de manière pivotante sur le corps principal, un élément de support de patin de contact inférieur monté de manière pivotante sur le corps principal et, un moyen sensible à la rotation du manchon pour faire tourner de manière pivotante les éléments de support de patins de contact supérieur et inférieur dans des directions opposées de sorte que les patins de contact supérieur, inférieur et latéral sont déplacés simultanément en direction de la pièce d'usinage et sont éloignés de celle-ci par la rotation du manchon. La présente invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante en relation avec les dessins ci-joints dans lesquels La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une lunette fixe conçue conformément à la présente invention. La figure 2 représente une vue en coupe transversale prise suivant la ligne Il-Il de la figure 1 ; et Les figures 3 et 4 représentent des vues en coupe transversale prises suivant les lignes respectives III-III et IV-IV de la figure 1. L'exemple de réalisation de la présente inention, re- présenté dans les dessins ci-joints comprend un corps principal 1 supporté sur une base 3,monté sur un banc coulissant 2 d'une machine de rectification, par exemple. Des saillies dirigées vers le haut 3a, 3b, 3c sont formées sur les c8tés opposés de la base 3, et une barre pilote 9 est prévue entre les saillies 3a-et 3c pour monter le corps principal 1, de façon à ce qu'il puisse coulisser en direction de l'axe de la pièce d'usinage W et depuis celui-ci. Le corps principal 1 est déplacé au moyen d'un cylindre 4 contenant un piston 5 comportant des tiges de piston 6 et 6a, situées en-dessous du corps principal 1.Les extrémités opposées des tiges de piston 6 et 6a sont fixées aux saillies 3a et 3b de sorte que, lorsque du fluide sous pression est introduit dans le cylindre, le corps principal 1 est déplacé avec celui-ci, au lieu de déplacer le piston 5. Sur la partie supérieure du corps principal, est formé un alésage transversal la pour recevoir de manière rotative un manchon 11. Un cylindre 35 est prévu à angle droit par rapport à l'axe du manchon 11 pour contenir deux pistons espacés 42 et 43 comme représenté dans la figure 2. Les pistons 42 et 43 sont interconnectés par une crémaillère 44a s'engrenant avec un pignon 12 monté au centre du manchon 11.Un élément de palier de butée 20 fixé au corps principal 1 est interposé entre une collerette lld formée sur le manchon 11 et un écrou île appliqué sur l'extrémité, c8té gauche, de ce manchon 11 empêchant ainsi le déplacement axial de celui-ci. Deux cames spirales lIa, qui sont symétriques par rapport à l'axe de rotation, sont formées sur la périphérie extérieure de l'extrémité avant (ou côté droit) du manchon 11. Le manchon 11 comporte un alésage axial llb formé de filets lic de vis à l'extrémité arrière. Un arbre fixe 13 est reçu de manière coulissante dans l'alésage llb et est empêché de tourner au moyen d'une broche 50 engageant une fente allongée 50a. Les filets de vis lic reçoivent un tampon fileté 14 qui est empêché de tourner au moyen d'une broche 17 s'étendant à travers un chapeau 16 fixé à l'élément de palier de butée 20. Le tampon 14 comporte un alésage axial 14a pour recevoir de manière rotative un boulon de réglage 15. L'extrémité intérieure de ce boulon comporte des filets de vis 15a adaptés pour être reçus dans un trou 13a sur ltextrémité caté gauche de l'arbre fixe 13. Des filets de vis 15b sont formés sur la partie d'extrémité extérieure du boulon de réglage 15 et, une partie de diamètre réduit 15c est formée sur l'extrémité extérieure. Un écrou 18 est utilisé pour fixer de manière sûre le boulon de réglage 15 au tampon 14 et un bouton 19 est fixé à la partir de diamètre réduit 15c. Sur l'extré- mité, côté droit, de l'arbre fixe 13 est fixé un patin de contact latéral ou élément 33 contactant une pièce d'usinage, adapté pour venir en contact avec le côté latéral d'une pièce d'usinage W. Un patin 27 de contact supérieur et un patin 28 de contact inférieur, adaptés pour venir en contact avec les côtés supérieur et inférieur de la pièce d'usinage W sont fixés aux extrémités ex térieures des éléments 25 et 26 de support supérieur et inférieur respectivement, qui sont montés de manière pivotante sur des axes de pivotement 31 et 32 traversant des saillies 22a et 22b d'une console 22 fixée à l'extrémité côté droit du corps principal 1. Des orifices taraudés axialement 25a et 26a et des orifices verticaux 25b et 26b > en communication avec ces orifices 25a et 26a, respectivement, sont formés sur les extrémités intérieures des éléments de support supérieur et inférieur 25 et 26. Les orifices 25b et 26b reçoivent des broches radiales 24 et 24a, ayant leurs extrémités intérieures en contact avec les cames lia. Coopérant avec les orifices taraudés 25a et 26a, se trouvent des vis de réglage 23 et 23a, respectivement, ayant des extrémités coniques en contact avec les extrémités extérieures des broches 24 et 24a. Une barre filetée 36 de montage de taquets est reliée au caté gauche du corps principal 1 pour recevoir deux taquets 37 et 38 qui sont utilisés pour actionner deux commutateurs de limite 40 et 41 pour détecter le déplacement vers l'avant et vers l'arrière de la lunette fixe. Avant d'expliquer le fonctionnement de cette nouvelle lunette fixe, le réglage des positions des patins de contact sera tout d'abord décrit. Une pièce mère (non représentée) finie à une dimension prédéterminée est montée entre la poupée fixe et la poupée mobile (non représentées) d'une machine de rectification, par exemple. Alors, les positions des patins de contact respectifs 27, 28 et 33 sont réglées de façon qu'ils viennent en contact légèrement avec la périphérie de la pièce mère sur ses côtés supérieur, inférieur et latéral. Ce réglage est réalisé en déplaçant le corps principal 1 vers sa position extrême vers l'avant représentée dans la figure 1 et ensuite en avançant les pistons 42 et 43 dans le cylindre 35 vers leurs positions extrêmes vers l'avant, représentée dans la figure 2. A ce moment, puisque la crémaillère 44a est en engrènement avec le pignon 12, le manchon 11 est tourné de façon à faire avancer le tampon 14 coopérant avec les filets de vis lic prévus dans l'alésage llb du manchon 11. Lorsque le tampon 14 est avancé vers la position avant, l'écrou 18 servant à fixer le boulon de réglage 15 au tampon 14, est libéré et ensuite le bouton 19 est tourné de façon à déplacer vers l'avant l'arbre fixe 13 afin d'amener le patin de contact latéral 33, fixé à l'extrémité de cet arbre fixe 13, à venir en contact avec la surface périphérique de la pièce mère. Après ce réglage, l'écrou 18 est fixé pour bloquer le boulon de réglage 15.Lorsque le manchon 11 est tourné comme décrit précédemment, les broches 24 et 24a sont poussées radialement vers l'extérieur par l'action des cames lla de sorte que les éléments de support supérieur et inférieur, 25 et 26, sont pivotés autour des axes de pivotement 31 et 32 par l'intermédiaire des vis de réglage 23 et 23a, avançant ainsi les patins de contact supérieur et inférieur 27 et 28, en direction du centre de la pièce mère. A ce moment, les vis de réglage 23 et 23a sont réglées pour assurer un contact uniforme entre les patins 27 et 28 et la surface périphérique de la pièce mère. Après le réglage des positions des patins de contact 27, 28 et 33 en utilisant la pièce mère de la manière décrite précédemment, le corps principal 1 est reculé. Ensuite, la pièce mère est enlevée, et à sa place, la pièce d'usinage W est montée entre la poupée fixe et la poupée mobile de la machine de rectification. Ensuite, la meule de rectification 7 est avancée en direction de la pièce d'usinage pour commencer l'opération de rectification. En même temps que l'avance de la meule 7, de l'huile sous pression est admise dans la chambre 4a du cylindre depuis un orifice d'entrée d'huile 6d par l'intermédiaire d'un conduit 6b s'étendant à travers la tige de piston 6.Lorsque le corps principal 1 atteint ltextré- mité avant extrême, le taquet 38 porté par la barre 36 actionne le commutateur de limite 41 détectant ainsi le déplacement vers l'avant du corps principal. Aprèscela, l'huile sous pression est admise dans le cylindre 35 à travers un orifice d'entrée d'huile 35a, avançant ainsi les pistons 42 et 43 pour faire tourner le pignon 12 et de-là le manchon 11 par la crémaillère 44a La rotation du manchon 11 amène l'arbre fixe 13 à se déplacer en direction de la pièce d'usinage W par l'intermédiaire du boulon de réglage 15, du fait que le tampon 14, vissé dans les filets de vis lic, est empêché de tourner par la broche d'arrêt 17, de sorte que le patin de contact latéral 33, monté sur l'extrémité avant de l'arbre fixe 13, est poussé contre la surface latérale de la pièce d'usinage W. De plus, lorsque le manchon 11 est tourné, les cames lia sur une de ses extrémités poussent radialement vers l'extérieur les broches 24 et 24a logées dans les orifices 25b et 26b des éléments de support supérieur et inférieur 25 et 26. Le déplacement vers l'extérieur des broches 24 et 24a, qui sont normalement main tenues en contact avec les vis de réglage 23 et 23a logées respectivement dans les orifices 25a et 26a, amène l'élément de support supérieur 25 à pivoter dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe de pivotement 31 et, amène l'élément de support inférieur 26 à pivoter dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe de pivotement 32.En conséquence, les patins de contact supérieur et inférieur 27 et 28 sont amenés à venir en contact avec les surfaces supérieure et inférieure de la pièce d'usinage W. Durant l'opération de rectification, le diamètre extérieur de la pièce d'usinage est diminué graduellement. Cependant, puisque les pistons 42 et 43 sont poussés par l'huile à pression constante, les patins de contact respectifs 27, 28 et 33 sont amenés à suivre la diminution du diamètre extérieur, tout en maintenant toujours des contacts entre eux. Lorsque le piston 43 atteint sa position extrême vers l'avant, les déplacements des patins de contact 27, 28 et 33 sont arreAtés. A ce moment, l'avance de la meule de rectification 7 est également arrêtée pour réaliser l'opération de polissage. Après la fin de cette opération, la meule 7 est reculée et l'huile sous pression est admise dans le cylindre 35 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 35b pour reculer les pistons 42 et 43.Lorsque les pistons 42 et 43 sont reculés, la crémaillère 44a fait tourner le pignon 12 et de-là, le manchon 11 dans le sens opposé pour déplacer le tampon 14 et l'éloi- gner de la pièce d'usinage W, en dégageant ainsi le patin de contact latéral 33 de cette pièce d'usinage par l'intermédiaire du boulon de réglage 15. De plus, lorsque le manchon 11 est tourné dans le sens inverse, les cames lia amènent les broches 24 et 24a à se reculer vers l'intérieur de sorte que le patin de contact inférieur 28 sera pivoté par son poids propre dans le sens des aiguilles d'une montre autour de l'axe de pivotement 32, tandis que le patin de contact supérieur 27 sera pivoté dans le sens inverse des aiguilles d'une montre autour de l'axe de pivotement 31 sous l'action d'un ressort 8 reliant le corps principal l et le patin de contact supérieur 27. Lorsque les patins de contact 27, 28 et 33 sont de cette manière dégagés simultanément de la pièce d'usinage W, l'huile sous pression est admise dans la chambre de cylindre 4b à partir d'un orifice d'entrée d'huile 6e par l'intermédiaire d'un conduit 6c s'étendant à travers la tige de piston 6a. Ensuite, le corps principal 1 est reculé et éloigné de la pièce d'usinage. Ensuite, la pièce d'usinage finie est enlevée et une autre pièce est montée entre la poupée fixe et la poupée mobile et l'opé- ration décrite précédemment est répétée. Comme on l'a décrit précédemment, les patins de contact supérieur, inférieur et latéral sont simultanément déplacés en direction de la pièce d'usinage et éloignés de celle-ci au moyen d'un dispositif d'entraînement unique par l'intermédiaire de vis et de cames. De plus, il est possible d'amener les patins de contact supérieur et inférieur à venir en contact avec la pièce d'usinage avec une pression de contact égale et à des positions définies. En conséquence, il est non seulement possible de simplifier la construction de la lunette fixe mais également de fixer la pièce d'usinage plus positivement qu'avec les lunettes fixes du type à deux points de contact bien connues.En d'autres termes, il est possible de maintenir de façon précise l'axe de la pièce d'usinage à une position définie, afin d'empêcher toute vibration verticale de cette pièce d'usinage durant l'usinage à vitesse élevée. Il est également possible de régler individuellement les patins de contact supérieur, inférieur et latéral par les vis de réglage 23, 23a et le boulon de réglage 15 afin d'amener ces patins à venir en contact avec la pièce d'usinage avec une pression de contact égale. Ensuite, puisque ces patins de contact sont actionnés par le même ensemble de cylindre et piston à fluide sous pression 35, 42, 43, les patins de contact peuvent être déplacés de manière égale pour suivre la réduction du diamètre de la pièce d'usinage. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'entre décrits, elle est au contraire susceptible de variantes etde modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Lunette fixe agencée pour supporter une pièce d'usinage, et du type comprenant des patins de contact supérieur, inférieur et latéral, adaptés pour venir en contact avec cette piéce d'usinage et des moyens pour déplacer simultanément ces patins de contact en direction de la pièce d'usinage et les éloigner de celle-ci, cette lunette fixe étant caractérisée en ce qu'elle comprend un corps principal ayant un alésage, un manchon reçu de manière rotative dans cet alésage, des moyens prévus sur le corps principal pour faire tourner ce manchon, un arbre fixe logé de manière coulissante dans ce manchon, des moyens pour monter le patin de contact latéral sur une extrémité de l'arbre fixe, des moyens sensibles à la rotation du manchon pour déplacer axialement l'arbre fixe, un élément de support du patin de contact supérieur monté de manière pivotante sur le corps principal, un élément de support du patin de contact inférieur monté de manière pivotante sur le corps principal, et des moyens sensibles à la rotation du manchon pour faire pivoter les éléments de support des patins de contact supérieur et inférieur dans des sens opposés, de sorte que ces patins de contact supérieur, inférieur et latéral sont déplacés simultanément en direction de la pièce d'usinage et éloignés de celle-ci par la rotation du manchon. 2 - Lunette fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le corps principal est monté de manière coulissante sur une barre pilote et est déplacé le long de cette barre pilote par un moyen d'entratnement. 3 - Lunette fixe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le moyen d'entraînement comprend un ensemble cylindrepiston situé en-dessous du corps principal. 4 - Lunette fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de rotation du manchon comprend un ensemble cylyndre-piston à pression de fluide monté sur le corps principal, une crémaillère actionnée par le piston de ensemble cylindrepiston à pression de fluide, et un pignon formé sur le manchon, ce pignon étant engrené avec la crémaillère. 5 - Lunette fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens sensibles à la rotation du manchon pour déplacer axialement l'arbre fixe, comprennent un tampon ayant des filets de vis coopérant avec les filets de vis prévus sur la surface intérieure du manchon, des moyens pour empêcher la rotation de ce tampon mais permettant son d4pîacement axial, un boulon de réglage s'étendant à travers le tampon et relié de manière opérative à l'extrémité opposée de l'arbre fixe. 6 - Lunette fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dernier moyen mentionné pour actionner les éléments de support des patins comprend deux cames formées sur la périphérie du manchon et deux broches s'étendant radialement interposées respectivement entre les cames et les éléments de support des patins de contact supérieur et inférieur. 7 - Lunette fixe selon la revendication 6, caractérisée en ce que les broches sont reliées opérativement aux éléments de support des patins de contact supérieur et inférieur par l'intermédiaire de vis de réglage, chacune de ces vis de réglage ayant une pointe conique en contact avec une extrémité de la broche qui lui correspond.