Brevet FR2237726A1 — publié le 19750214

L'invention concerne une machine a' usiner des pièces, et en particulier une rectifieuse-de précision pour pièces annulaires du type à outil capable d'entre mis en contact avec la pièce à travailler. On utilise des rectifieuses de ce-genre pour l'usinage de précision des surfaces de disques de freins ou de bagues tinté rieures de roulements à-billes. Dés rectifieuses de précision permettant d'usiner des surfaces rondes de roulements à rouleaux sont également connues sous le nom de machines de super-finition. Dans ces machines, la façon dont les pièces à usiner sont maintenues pendant l'opération d'usinage influe sur la forme et la précision des surfaces usinées Il est connu de serrer les pièces mécaniquement. Ce serrage produit dans les pièces en travail des déformations déviant de la forme circulaire, déviations qui ne sont pas supprimées par ltopération d'usinage. On contact déjà aussi une rectifieuse- à po-sitionnement hydrodynamique de bagues intérieures de roulements à billes. Cette rectifieuse comporte deux broehes montées verticalement, devant lesquelles est disposé un disque-magasin qui possède quatre dispositifs parte-pièce. Le disque-magasin est monté sur un arbre et peut etre déplacé pas à pas avec ses dispositifs d'une broche à l'autre ainsi qu'à un dispositif d'introduction des pièces et un dispositif d'expulsion des pièces. Les dispositifs portepièce sont constitués par des bagues ayant le long de leur periphérie des alésages pour-ltamenée de fluide sous pression.Ces alésages communiquent avec un canal central dSalimentation dans ltaxe de arbre du disque-magasin* On place les pièces dans ces bagues avec un faible jeu, et le fluide sous pression frappe la périphérie de ces dernières, ce qui provoque un centrage des pièces à usiner. Après le centrage les pièces disposées devant les broches sont poussées contre la face de celles-ci au moyen de galets. De ce fait les pièces sont entratnées par les broches en rotation. L'usinage des pièces a lieu au moyen de meules qui sont fixées sur des supports à mouvement alternatif. Pendant la rotation des pièces en travail, le dispositif porte-pièce reste immobile.Avec l'arrangeeent connu les pièces doivent être amenées à différents postes d'usinage, par exemple pour un pré-usinage et un usinage de finition, sans qu'un changement de support soit nécessaire. L'invention a pour but d'éviter ces inconvénients en réali sant une rectifieuse du type susmentionné permettant d'atteindre à l'aide d'un centrage mécanique une très haute précision d'usinage de pièces amenées automatiquement à un ou plusieurs postes d'usinage où elles doivent passer successivement. Une machine pour usinage de pièces selon ltinvention est caractérisée en ce que les pièces à usiner peuvent être déposées sur un ou plusieurs plateaux par lgintermédiaire d'échancrures pratiquées dans un plateau diviseur, ces plateaux étant capables de tourner autour d'un axe et les pièces à usiner pouvant astre entratnées en rotation par eux, tandis que l'axe de rotation de ces pièces est décalé excentriquement par rapport à l'axe desdits plateaux par au moins deux éléments de guidage en contact chacun avec la périphérie d'une pièce et qui sont capables de pivoter hors du chemin suivi par les pièces dans leur déplace ment. Un avantage de cette disposition est l'obtention dgun très bon centrage des pièces à usiner grâce à une construction et des moyens simples. En comparaison des machines connues on obtiens - en outre des avantages particuliers grâce à ltéconomie des moyens de production, de distribution, de rappel et d'épuration de fluide sous pression. Grtce à cette économie, la construction d'une machine à usiner des pièces annulaires est considérablement simplifiée0 La fabrication de cette machine est par censé- quent plus simple et plus économique En outre, les possibilités de déréglage sont réduites. Suivant une autre caractéristique de l'invention,les éléaents de guidage sont réglables en position par rapport aux plateaux. Cette disposition offre l'avantage de permettre une adaptation facile et rapide de la machine à des pièces à usiner de dimensions différentes0 Du fait que les échancrures du disque diviseur n'effectuent pas le centrage des pièces pendant l'usinage, elles peuvent etre calculées suffisamment grandes pour recevoir et transporter des pièces aux dimensions extérieures différen- tes, Grtce au réglage des éléments de guidage, la position d'une pièce à usiner d'un diamètre donné est fixée selon le cas par rapport à l'outil d'usinage.La machine selon l'invention travaille en outre particulièrement économiquement lors de ltusina- go de petites séries de pièces, même si en raison des dimensions variées un nouveau réglage des éléments de guidage est nécessaire après chaque série Suivant une autre caractéristique de l'invention, celles des extrémités des éléments de guidage qui sont orientées vers les pièces à usiner sont en forme de sabots lisses, et ces éléments de guidage sont réglables sur un bras qui peut pivoter autour d'un axe- parallèle à l'axe des plateaux et qui, en position de travail, peut autre poussé contre une butée.Lors de l'amenée de pièces à un poste d'usinage ou de l'enlèvement de pièces hors d'un tel poste, les deux sabots sont ainsi retirés du chemin des pièces par pivotement, si bien qu'ils ne gênent pas le mouvement. Le nombre des organes mécaniques à commander pour le déplacement des pièces à usiner est ainsi réduit. Cette disposi- tion permet par conséquent d'avoir une construction simple. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les échancrures sont disposées sous forme de segments de cercle au bord du disque diviseur0 Ces segments de cercle, qui sont légérement plus grands qu'un demi-cercle, permettent la réception des pièces à usiner et leur entratnement str lors de la rotation du disque diviseur. En mme temps, grâce à cette disposition, une portion suffisamment grandedes pièces disposées dans les segments dépasse du bord de ce disque, si bien que les sabots sont en contact avec cette portion et peuvent etre installés près du disque diviseur.L'espace nécessaire pour ce montage est par conséquent faible0 Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu près des échancrures, au-dessous du disque diviseur, une ou verture de sortie pour la remise des pièces à usiner. Gracie à cette disposition, les pièces å usiner sont introduites - sous l'action de leur propre poids et de celui des autres pièces emmagasinées - dans les échancrures vides passant devant le magasin. Cet arrangement se signale par sa construction très simple, Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu a un endroit près des échancrures, au-dessous du disque diviseur, une ouverture de sortie pour la livraison des pièces. Quand celles-ci, au cours de la rotation du disque diviseur, parviennent à cette ouverture, elles tombent vers -le bas. Un récipient collecteur peut autre dispos au-dessous de ltouver- ture. Cette disposition permet de retirer très facilement de la machine les pièces usinées. Suivant une autre caractéristique de ltinvention, il est prévu de- presser les pièces contre les plateaux au moyen de galets orientables, axialement réglables. Ces galets empêchent les pièces de se soulever des plateaux pendant l'usinage. On peut les régler sur des pièces de différents diamètres en les déplaçant de façon correspondante en sens axial. Il existe également la possibilité de presser les pièces sur les plateaux pendant l'u- sinage au moyen de champs magnétiques. On peut par exemple prévoir des électro-aimants dont les lignes de force se ferment au-dessus des pièces et des plateaux. Lors du transport des pièces ces électro-aimants sont coupés.A proximité des plateaux on peut également disposer des aimants permanents qui créent dans les pièces reposant sur les plateaux une force de pression suffisamment grande qui maintient les pièces en position requise pendant l'usinage et n'entrave ni la rotation ni le transport. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est prévu à intervalles égaux le long de la périphérie du disque diviseur quatre échancrures, dont deux se trouvent, après débrayage d'un dispositif dentratnement pas à pas du disque diviseur, dans la zone de deux postes d'usinage, tandis qu'une troisième se trouve alors au-dessous du magasin, la quatrième se treuvant audessus de l'ouverture de sortie. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre les carac-téristiques de l'invention. Fig. 1 est une vue de dessus d'une machine de superfinitien. Fig. 2 est une vue de devant de-la machine de la Fig. 1. Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne I-I de la Fige 1. Fig. 4 représente un plateau isolé, sur lequel repose une pièce en travail. Une machine de superfinition 10 est prévue pour l'usinage de pièces annulaires 12, de préférence des bagues intérieures de roulements à billes. Cette machine 10 comporte un carter 14 dans lequel est monté pour tourner un disque diviseur 16 qui, dans l'espace, se trouve au-dessus du carter 14, parallèlement à la paroi extérieure de celui-ci. Sur le bord de ce disque 16 et 18 à intervalles égaux sont prévues quatre échancruresten forme de segments de cercle plus grands qu'un demi-cercle. Le disque diviseur 16 est déplacé pas à pas par une commande représentée schématiquement en 20. A chaque pas le disque 16 tourne d'un angle de 990. La coupure de la-commande 20 après chaque rotation peut se faire au moyen d'interrupteurs de fin de course non représentés.Le sens de rotation du disque 16 est indiqué dans la Fig. i par la flèche 22. Gracie à la rotation par pas de 900 et aux moyens pour arreter le disque 16 après chaque rotation, on obtient quatre positions dans lesquelles chaque échancrure 18 peut rester pendant un temps donné qui dépend du type d'opéra tion-dtusinage. A ces quatre points et dans la zone des échancrures 18 sont disposés un dispositif 24 d'amenée de pièces à usiner, un premier et un second postes d'usinage 26, 28, et un dispositif-30 d'enlèvement des pièces.Chaque échancrure 18, lors de la rotation intermittente auycours d'une révolution complate du disque diviseur, passe une fois devant chacun des dispositifs susmentionnés, lesquels se suivent dans l'ordre cité dans le sens de rotation 22 du disque 16 Entre le disque diviseur 16 et le dessus du carter 14 se trou- ve une plaque 32 qui dans la zone d'un arbre d'entraînement 34 relié au disque 16 présente une échancrure 36 il n'est prévu qu'un petit intervalle entre le dessus de la plaque 32 et le dessous du disque 16. Là plaque 32 est reliée au carter 14 au moyen de boulons cylindriques 38.Dans la zone du dispositif 30 dtenlèbement des pièces la plaque 32 comporte une ouverture 40 au-dessous de laquelle est prévue une glissière 42 pour la ré- ception et le transfert des pièces usinées. Le dispositif 24 d'amenée des pinces à usiner consiste en un corps cylindrique creux 44 ouvert aux deux extrémités et disposé au-dessus de la plaque 32. L'une des extrémités ouvertes est orientée vers le bord du disque diviseur 16. Une échancrure 46 s'étend. en sens longitudinal dans la paroi de ce corps 44. Celui-ci sert à recevoir des pièces à usiner 12 qui sont amenées l'une après l'autre à une opération usinage, et est considéré comme un magasin à pièces à usiner. Aux postes d'usinages 25, 28 il est prévu dans la plaque 32 une échancrure 48 dans laquelle dépasse un plateau 50 dont le dessus 52 se trouve dans un plan horizontal. Ce dessus 52 et le dessus de la plaque 32 se trouvent à peu près dans le même plan. Le plateau 50 est relié à un arbre central 54 qui est monté pour tourner dans un bloc 56 fixé au carter 14. L'arbre 54 est relié à l'une de ses extrémités à l'arbre dtentratnement dttrn moteur 58 qui se trouve dans le ~carter 14. Pendant l'usinage d'une pièce 12 le moteur 58 entratne continuellement le plateau 50 par l'intermédiaire de l'arbre 54 Cet arbre-54 est disposé pour avoir son axe médian 60 à peu près au entre de l'échancrure circulaire 18. Au dessus du plateau 50 sont prévus près du disque diviseur 16 deux éléments de guidage 62, 64 dont la pointe est orientée vers ce disque et est en forme de sabot glissant ou lisse 66. La position du sabot 66 par rapport au plateau 50 détermine la position des pièces 12 sur ce plateau.Une pièce à usiner 12 qui se trouve sur un plateau 50 est entratnée en rotation par celui-ci tandis que sa périphérie 68 est pressée contre les sabots 66. Les points de pression de cette périphérie 68 contre les sabots 66 fixent la position de l'axe central 70 de la pièce 12, laquelle tourne autour de cet axe. L'axe 70 est décalé excentriquement par rapport à l'axe médian 60 (Fig. 4). Le degré de décalage dépend du diamètre de la pièce 12 et de la position des patins 66 par rapport à l'axe médian 60. Gracie au décalage excentrique des deux axes 60, 70 un déplacement relatif a lieu entre la pièce 12 et le plateau 50.De ce fait il y a un frotte- ment entre la surface de dessous de la pièce 12 et le dessus 52 du plateau 50. Ce frottement provoque une certaine pression entre cette pièce et les sabots 66, pression gracie à laquelle est garanti un centrage str de la pièce 12 pendant l'usinage. Si l'axe médian 60 coupe une droite 67 (Fig. 4) qui part de l'axe (non représenté) du plateau diviseur 16 comme point de référence et qui est inclinée de 450 par rapport à une abscisse X, le déplacement de l'axe 70 par rapport à ltaxe 60 dans la direction X est réglé à une valeur d'environ 0,5mm.Le déplacement de stase 70 dans le sens de l'ordonnée Y par rapport à l'axe 60 atteint de préférence environ 0,25mu, Le plateau 52 tourne en sens inverse des aiguilles d'une montre. Les éléments de guidage 62, 64 sont réglables en position par rapport au plateau 50. L'élément 62 peut coulisser et se fixe de façon amovible sur un bras 82 au moyen d'une vis 74. Cette vis 74 fait saillie dans' une, échancrure de l'élément allongé 62. L'élément de guidage 64 en forme de barre possède une échancrure-allongée 78-dans laquelle est montée une vis 80 qui est fixée au bras 82. Ce bras 82 possède également une échancrure 84 le long de laquelle peut coulisser l'élément de guidage 64. Pour le réglage cet élément 64 peut Qtre coulissé dans le sens de la longueur des échancrures 78 et 84. Par un réglage approprié de la position des éléments de guidage 62 et 64 on peut disposer la machine de superfinition 10 pour l'usinage de pièces 12 ayant des diamètres différents. Le bras 82 est articulé à une extrémité autour d'un axe 88 parallèle aux axes 60 et relié au carter 14*-Pendant la rotation du disque diviseur 14 le bras 82 et les éléments de guidage 62 et 64 fixés dessus sont basculés dans une position reculée par rapport au disque 16 pour ne pas geler le déplacement de la pièce 12 En position de travail le bras 82 est appuyé contre une butée 83. La machine de superfinitlon 10 sert à l'usinage de bagues intérieures de roulements à billes. Dans les Figes. 1, 3 et 4 les pièces 12 sont des bagues de roulements dont les surfaces sont usinées au moyen de meules 9Q. Ces meules sont fixées à ltextré- mité de bras oscillants 92 Grace à ces bras, qui sont montés oscillants dans des supports respectifs 94, des mouvements d'oscollation sont imprimés aux meules 90.Les supports 94 sont fixés à une pièce de montage 96 disposée sur le carter 14 et qui renferme également des moyens d'entratnement (non représentés) pour les bras oscillants 92 Au-dessus du disque diviseur 16 est monté un pont 98 qui surplombe le milieu du disque 16, parallélement à la face avant de la pièce 96. Ce pont 98 est fixé à ses extrémités à la plaque 32. Dans le sens de sa longueur s'étend un guidage (non repré- senté) dans lequel sont montés coulissants des éléments dParrdt 100. Dans ces éléments dtarret 100 des bras 102 sont montés pour coulisser verticalement Ces bras 102 portent à leur extrémité des axes 104 sur lesquels des galets 106 sont montés pour tourner.Les éléments d'arret 100 sont amenés le long du pont 98 à des positions où les galets 106 se trouvent chacun disposés sur une pièce 12 en des points diamétralement opposés. Pour l'opé- ration d'usinage les bras 102 sont amenés vers-la pièce 12 jusqu'à ce que les galets 106 reposent sur le dessus de-celle-ci. Ces galets sont pressés pneumatiquement ou hydrauliquement contre la face de la pièce 12 qui est ainsi garantie contre des déplacements indésirables. Les deux postes d'usinage 26 et 28 comportent chacun les mê- mes éléments 50, 54, 56, -58, 62, 64, 66, 74, 80, 82, 88, 92, 94, 96, 100, 102, 104, 106 qui sont disposés symétriquement par rapport à un plan passant par le centre-du disque diviseur 16 et qui serait perpendiculaire au pont 98 r Il peut y avoir des dif- férences entre les deux postes en ce-qui concerne le grain des meules 90, ce qui permet dreffectuer un ébauchage au poste 26 et une finition au poste 28. L'usinage des pièces 12 a donc lieu aux postes 26 et 28 avec une finesse croissante. Tant qu'il y a des pièces 12 stockées dans le corps 44, les échancrures 18 passant sous l'ouverture de ce corps sont remplies de pièces. Chaque pièce 12, recueillie dans une échancrure 18 pendant un degré de rotation du disque diviseur 16, arrive d'a- bord au poste- 26. Pendant la rotation du disque la pièce glisse sur la plaque 32 Jusqu'à 'ce qu'elle passe sur le plateau 50 lors de l'effacement des éléments de guidage 62, 64. Après application du bras 82 sur la butée 83, le plateau en rotation 50 commence à entratner également en rotation la pièce 12 et l'amène contre les sabots 66 contre lesquels ladite pièce est pressée avec une pression donnée qui dépend de l'excentricit entre les axes 60 et 70. Tant que dure la rotation du disque 16 les galets sont soulevés verticalement.Quand la pièce 12 est centrée en position grâce à son appui contre les sabots 66, les galets 106 sont pressés contre la surface de ladite pièce0 Tout déplacement axial ou radial de celle-ci est donc empêché. Tout de suite après la meule 90 est posée sur la surface à usiner de la pièce 12. Celà peut se faire par exemple par la descente du bras 92 depuis une position de repos dans laquelle la meule 90 est éloignée du disque 16.Une fois la meule posée sur la pièce, le bras 92 se déplace avec un mouvement pendulaire qui fait osciller ladite meule, Pendant la rotation de la pièce 12, qui est entraînée dans sa position centrée par le plateau 30, il steffectue un usinage fin de la surface sur laquelle'travaille la meule 90o Au bout d'un laps de temps réglable -la meule 90 est ramenée à sa position de repos par le bras 92, tandis que les galets 106 sont soulevés verticalement. Immédiatement après le disque 16 tourne à nouveau de 900. La pièce 12 passe ainsi du poste 26, où a lieu ltébauchage, au poste 28 pour la finition qui doit donner une surface particulièrement bien finie.Pour celà le centrage, le serrage et l'usinage de la pièce ont lieu de la meme manière qu'au poste 26. La pièce 12 est usinée pendant le temps prévu au moyen dtune meule 90 d'un grain plus fin que précédemment. Immédiatement après elle est amenée, par une rotation de 900 du disque 16, au-dessus de l'ouverture 40, par laquelle elle tombe sur la glissière 42. Les pièces 12 se trouvant dans le corps 44 suivent l'une après l'autre ces étapes d'usiez nage qui viennent d'entre décrites. On peut stocker ou transporter dans le corps 44 et les échancrures 18 des pièces à usiner 12 de différents diamètres. Les éléments de guidage 62, 64 permettent de régler la machine 10 pour chaque diamètre des pièces 12. Cette machine de superfinition est donc très "souple". Le 'réglage des éléments de guidage 62, 64 peut castre effectué facilement et rapidement, si bien que les temps-morts sont--courts. -Pour l'usinage des pièces 12 le disque diviseur 16, les bras 82, les plateaux 50, les galets 106 et les bras oscillants 92 doivent autre commandés dans un certain ordre. Il ne s'agit là que d'un nombre relativement petit d'élements, si bien que le déroulement de ltopération d'usinage est simple. Par suite, la commande est peu conteuse, le risque de pannes restreint, et l'entretien économique. En particulier, il n'est pas besoin de pièces coûteuses et fragiles pour le positionnement hydrodynamique des pièces à usiner comme dans les machines connues-. Revendications 1. Machine d'usinage, en particulier pour la rectification de précision de pièces annulaires, et dans laquelle un outil est amené en contact avec la pièce à usiner, caractérisée en ce que les pièces à usiner peuvent autre déposées, par l'intermédiaire dtéchancrures ménagées dans un plateau diviseur, sur un ou plusieurs plateaux disposés horizontalement et capables chacun de tourner autour d'un axe en déplaçant lesdites pièces dans leur rotation, tandis que l'axe de rotation des pièces à usiner est excentriquement décalé par rapport à l'axe des plateaux par au moins deux éléments de guidage en contact chacun avec la périphérie d'une pièce, ces éléments étant capables de pivoter pour sortir du trajet de déplacement desdites pièces 2.Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la position des éléments de guidage par rapport aux plateaux est réglable. 3. Machine suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que celle des extrémités des éléments de guidage qui est orientée vers les pièces à usiner est en forme de sabot lisse, tandis que ces éléments de guidage sont réglables le long de guidages prévus sur un bras capable de pivoter autour d'un axe parallèle aux axe-s des plateaux, ce bras étant capable, en position-de travail, d'entre pressé contre une butée. 4. Machine suivant l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée en ce que les échancrures sont disposées sous forme de segments de cercle au bord du plateau diviseur. 5. Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un magasin d'alimentation en pièces à usiner est monté au-dessus du plateau diviseur, à portée des échancrures de celui-ci. 6. Machine suivant l'une quelconque des revendications préce- dentes, caractérisée en ce qu'une ouverture pour l'évacuation des pièces usinées est prévue au-dessous du plateau diviseur, à portée des échancrures de celui-ci. 7. Machine suivant ltune quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pièces à usiner sont pressées contre les plateaux au moyen de galets déviables, axialement réglables0 8. Machine suivant ltune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les pièces à usiner sont pressées contre les plateaux par l'intermédiaire de champs magnétiques. 9. Machine suivant l'une quelconque des revendications précé dentes,- caractérisée on ce que le long de la périphérie du plateau diviseur circulaire sont prévues à intervalles égaux quatre échancrures dont deux se trouvent, après débrayage d'un dispositif d'entraianement intermittent de ce plateau diviseur, à portée de deux postes respectifs d-1usinage, tandis qu'une autre se trouve, quand le plateau diviseur est immobile, au-dessous du magasin dtalimentation en pièces à usiner, la dernière se trouvant alors au-dessus de ltouverture d'évacuation des pièces usinées,