Brevet FR2270975A1 — publié le 19751212

La présente invention due à la collaboratiori de Messieurs Serge, arcel LAGELIIER et André, Pierre MONNIN concerne un dispositif porte-outil de chariotage oblique. Ce dispositif qui est utilise sur les machines outils d'usinage par enlâvemet de matière, permet l'exécution d'usinages rigoureusement concentriques et il est plus spécialement destiné à réaliser l'alésage de finition des guides de soupape de moteurs thermiques et le dressage conique de finition des sièges desdites soupapes. Le dispositif peut également être utilisé avantageusement pour charioter un alésage conique seul ou combiné avec un alésage cylindrique réalisé au moyen d'un alésoir ou d'un grain et cela avec une grande précision de forme et de corcentricité Po::r la finition des guides et des sièges de soupape d'une même culasse de moteur quatre cylindres en ligne, o opère actuellement le plus souvent de la manière suivante On @tilise une machine compertant fleux tables de translation portant chacune quatre têtes d'alésages en regard desquelles sont présentées quatre culasses, de telle sorte que la première table usine les logements de soupape admission 1 et 3 sur la première culasse et 2 et 4 sur la deuxième culasse. La deuxième table assure l'usinage à la suite des logements de soupape d'échappement 1 et 3 sur la troisième culasse et 2 et 4 sur la quatrième culasse Les broches des quatre tètes d'alésage montées sur une même table sont mues en rotation par un mateur électrique monté sur la table. Des éléments de poussées placés sur les tables derrière les têtes d'alésage, assurent la translation des alésoirs (cu"ger--reamers") lesquels sent entrains en rotation par les broches des têtes d'alésage. A l extrémité des broches des têtes sont montres des lames, les alésoirs étaut montés sur clavetages coulissar.ts dans les alésages traversant les broches et repris en caner en bcut des broches. Le déroulement des opératio-s s s'effectue de la -manière suivante Avance rapide de la table et mise et rotation des broches Avance lente de la table pour exécution du lamage des sièges ; - Bref temps d'arrêt de la table - léger retrait de la table doic des lames ; - Poussée et retrait des aléscis pour finition des guides ; - Recul rapide de la table et arrêt de la rotation des broches ; Arrêt du recul de la table. Cependant us tel procédé récessite un déplacement de la table entre la fi de l'opération de lamage et l'opération d alésage ce qui peut nuire à la précision de la conrentricité des deux usinages. Par ailleurs taffutage des lames, montées sur leur porte outil, doit être effectué avec ~a soit. particulier pour obtenir une-grande précision de forme et une qualité de surface, S@ivant @@ autre procédé également conn@, o@ utilise quatre têtes d'alésage montées sar e table et à l'extrémité de chaque broche des têtes est monté un porte-@@til mani d'ur, chariot à translatif oblique et d'un canon de reprise de l'alésoir. Le chariot coulissant sur une glissière prévue à la périphérie du corps du porte-outil et dont l'axe est disposé suivant une droite inclinée coupant l'axe de rctation de la broche, est commandé par une barre axiale creuse montée au moyen d'@@ clavetage conlissant. la transmission du mouvement s'effectuaut par @@ moyen de renvoi. L'alésoir est morté dams la barre ore@se également au moyen d'un clavetage coulissart, alors que deux éléments de poussée sont utilisés respectivement pair la barre cresse et p@ar le porte-alésair. Da@s ce cas le dér@@lement des opérations @'effectue de la manière suivante : - Avance de la table et arrêt sur b@tée ; Cha'ri3tage des sièges - Avauce et retrait des alésoirs Retrait de la table Comme on le voit les deux remarques faites au sujet du premier mode opératoire sont sans objet dans ce deuxième mode opératoire.Cependant, les porte-outils utilisés sont lourds, mal équilibrés, encombrants et d'usinage relativement délicat* Le montage du chariot perte-cutil à l'extérieur du corps de porte-outil fait riie celuici est très encombrant. C'est la raison pour laquelle on ne peut e: géméral usiner que deux ligaes de soupapes à la fois sur une même culasse. Le dispesitif smivart l'i@vertion a podr objet de remédier aux inconvénients que l'o@ encontre avec les porte-outils connus. Co. formément à la présente inve@tion le dispositif comprend un corps présentart du cêté de la face d'appui sur la broche un alésage coaxial à ladite broche et extérieurement deux rainures obliques qui coupent ledit alésage symé- triquemert par rapport: à un pla passant par l'axe de la broche, lesdites rainures recevant detix glissières d'un coulisseau comportant une plaque sur laquelle est fixé l'outil, lesdites glissières présentant chacune sur leur face interne, utie mortaise dans laquelleest engagé chacun des deux tenons prévus à l'extrèmité de la barre de commande dispasée dans l'alésage du corps. Ce dispositif permet une commande directe du porte-outil en raison du passage des glis@ières dans l'alésage d corps recevant l'extré- mité de la barre de commande. Le corps peut rece@oir u@ alésosir comrandé séparément par une deuxième barre de commarde. Les pesitiens respe-ties de la plaque porte outil et de ltemplan- ture des glissières de Fart et d'autre d'u@ appe dice d; corps recevant l'organe d'alésage, permette@t d'obtenir @@ ensemble d encombrement radial réduit et sensiblement équilibré dynamiquement. En rais@@ de cet encombrement réduit, il est possible dans certains cas d'nis er e- même tem quatre logements de s@-pape sur une même culasse. @vant ure autre caractéristique de 1 l'vention, le porte-outil pcur broche d alésage à coilisseau de charicage oblique permet d'utiliser con pas @@ alé@oir, mais un grain d'aiésage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lectare de La description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation et e@ Ee référant aux dessins annexés, dans lesquels La figure I est une vue en coupe axiale duo mode de réalisation d'un dispositif de parte outil suivant l'invention La figare 2 est e e sue e bout du dispositif du côté de la pièce à usiner La figure ; est une vue e@ coupe suivart la ligne III-III de la figure 1. La figure 4 est une vue de dessas du dispositif porte-outil de la figure 1. La figure 5 est une vue en bout du dispositif du côté de la broche La figure 6 es une vue er élévation du dispositif avec uncoulis- seau monobloc La figure 7 est une vue er chipe partielle suivant la ligne VII-VII de la figure 6. La figure 8 est ure vue en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 6,perpendiculaire aux glissières pour coulisseau monobloc La figure 9 est i:e vue d'@@ autre mode de réalisation du dispositif avec une tige porte-grain d'alésage (le coulisseau n'étant pas repré sent&num;7. La figure 10 est une vue d'un autre mode de réalisation du dispositif avec un grain d'alésage monté sur le corps du porte-outil (le cou lisseau n'étant pas représenté). Aux figures I à 5 on a représenté un mode de réalisation d'un dispositif porte-outil suivant l'invention destiné à effectuer l'alésage des guides A de soupape et le dressage conique des siègesBdesoupape montés sur une culasse de moteur thermique Ce dispositif de porte-outiol comprend ur corps 1 fixé sur une broche 2 d'une tête d'alésage par des vis or représentées au dessin s'engageant dans des orifices 3 du corps (Figures 1 et s). Du côté apposé à la fixation le corps 1 est prolongé par un appendice 4 percé d'1n alésage 5 de diamètre réduit et muni à son extrémité d'un canon 6 de reprise d'u alésoir 9 destiné à réaliser l usinage du guide de soupape A. L'alésoir 9 qui s'étend dans alésage 5 et dans Ün alésage 7 de diamètre relativemeat grand prévu dans le corps 1 du côté de la broche 2 est monté à l'une de ses extrêmités sur une barre de commande 10 déplaçable axialement et entraîné an rotation par la broche 2 au moye d'un clavetage coulissant classique non représenté au dessin. Dans alésage 7 est disposée l'extremité d'une barre creuse 8 dans laquelle se déplace la barre de comma:de 10, ladite barre creuse 8 assurait la commande d'ut coulisseau de chariotage qui sera décrit ultérieurement. Cette barre 8 est également déplaçable axialement dans la broche 2 à laquelle elle- est reliée pour son entrainement en rotation par un clavetage coulissant non représenté au dessin. De chaque côté l'alésage du corps 1 sont fraisées deux rainures inclinées 11, lia coupant symétriquement 7 et disposes 13, par rapport au plan 12 passant par l'axe de la broche 2, Dans les rainures inclinées 11, lia sont montées coulissantes deux glissières 16316a dtun coulisseau disposées symétriquement par rapport au plan 12, ledit coulisseau 13 comportant une plaque 14 perpendiculaire à l'axe de la broche et qui est solidaire à sa base des glissières 16, 16a. La plaque 14 du coulisseau 13 présente @@ orifice 15 dans lequel est engagé l'appendice 4 du corps et elle porte à sa partie supérieure un outil 24 assurant l'@sinage du siège de soupape B. Les glissières 16, l6a portent chacune une mortaise 17 et 18 perpendiculaire à l'axe de la broche, lesdites mortaises étant situées inté- rieurement en regard llune de l'autre dans la zone des glissières qui coupe l'alésage 7.Dans ces dex mortaises 17 et 18 sont engagés des tenons 19 et 20 qui sont prévus à l'extrémité de la barre creuse 8, lesdits tenons étant réalisés par tournage d'une collerette sur la barre 8 et ensuite par fraisage de deux méplats sur cette collerette La mise en place de la barre 8 est obtenue en poussant celle-ci dans une position telle que les méplats soient parallèles aux glissières 16, 16a et jusqu'à ce que les tenons 19 et 20 se trouvent à la hauteur des mortaises 17 et 18. A ce moment une rotation d'un quart de tour du porteoutil ron encore fixé à la broche 2, permet lter.gagemerXt des tenons 19 et 20 dans les mortaises 17 et 18. Dans le mode de réalisation du dispositif représenté aux figures I à 4, la plaque 14 porte-outil est réalisée en deux parties, la partie opposée à itemplanture des glissières 16 étant constituée par un chapeau 21. Ce chapeau 21 est fixé sur la base de la plaque 14 par des vis 22 et il est en appui sur celle ci au moyen d'une partie striée 23 présentant des nervuras et rainures complémentaires. Sur le chapeau 21 est fixé l'outil 24 au moyen de vis de réglage 25 et 26 et d'une vis de blocage 27. Le fait que le chapeau 21 est amovible permet, d'ure part, de monter le coulisseau sur le corps du porte-outil et. d'autre part, d'échanger un chapeau avec outil émoussé contre un chapeau muri deux, outil préréglé, la correction de position étant assurée par la partie striée 23. Par ailleurs les vis 22 de fixation du chapeau 21 s'engageant, non dans des trucs cylindriques du chapeau, mais dans des mortaises 32 et 33 perpendiculaires à l'axe de la broches dont l'une 33 débouche latéralement et l'autre- 32, se termine par ur trou de passage d'une tête de vis 22 ; de telle sorte que, pour enlever un chapeau 21, il suffit de débloquer les vis 22, de déplacer le chapeau 21 latéralement et de le retirer parallèlement à l'axe des vis. La mise en place d un chapeau avec outil réglé s'effectue aussi commodément en opérant er sens inverse. De chaque côté du corps 1, sont montés deux flasques latéraux 28 et 29 (figures 3 et 4) positionnés par des pieds de centrage. 30 et fixés par des vis 31 de manière identique à celle représentée sur la figure 6, lesdits flasques assurant la fermeture des rainures 11, lla dans lesquelles- sont engagées les glissières 16, 16a Enfin un trou 34 de petit diamètre est percé sur l'appendice 4 du corps I du porte-outil, débouchant intérieurement dans l'alésage 5 derrière le canon 6 et extérieurement devant:l'ùutil 24. L'huile de coupe dirigée par l'alésoir 9 en position de retrait, vient ainsi lubrifier l'outil 24 pendant le chariotage conique du siège de soupape B. Le dispositif porte-outil suivant l'invention est utilisé de la manière suivante r La table munie de ses quatre têtes d'alésage, est approchée de la culasse ou des culasses munies de leurs guides et sièges de soupape et les broches 2 sont mises en rotation.Sous l'action de la poussée de la barre creuse 8 dans le sens de la flécha F, les tenons 19 et 20 entraient par les mortaises 17 et 18, les glissières 16, 16a du coulisseau 13 qui se déplacent obliquement dans les rainures 115 île avec glissement relatif des surfaces en contact 17-19 et 18-20. Il an résulte un déplacement oblique de la plaque 14 et de ltoutil 24 qui assure usinage de la partie conique des sièges de soupape B. Lorsque l'usinage des sièges est terminé, la barre 8 est maintenue immobile en translation et la barre 10, poussée à son tour, avance l'alésoir 9 repris dans le canon 6.L'inversion du déplacement de la barre 10 assure le retrait de l'alésoir 9 Ces opérations étant terminées, la table est reculée pour une nouvelle phase d'usinage. Aux figures 6, 7 et 8, on a représenté une variante de réalisation du dispositif porte-outil dans lequel la plaque 14 du coulisseau 13 est en une seule partie. Si le corps du porte-outil n? comporte pas d'appendice, le coulisseau monobloc peut être monté normalement sur ledit corps. Toutefois, dans le cas où le corps présente un appendice 4 comme représenté à la figure 6, il est nécessaire d'utiliser des flasques latéraux 28a, 29e (figure 8) présentant en section la forme d'un L de manière à présenter deux faces 39 et 40 venant en contact avec deux des faces des glissières 16, 16a et délimitant deux des faces des rainures 11, île dans lesquelles sont engagées lesdites glissières. Cette disposition permet le montage sur le corps 1 du coulisseau 13 sous se forme monobloc malgré la présence de l'appendice 4. Il serait également possible d'utiliser un appendice 4 qui serait monté de façon amovible sur le corps. Par ailleurs, il est possible de réaliser des porte-outils munis du coulisseau 13 de chariotage oblique et dans lesquels l'appendice porte un grain d'alésage au lieu du canon de reprise d'alésoir. A la figure 9, on a représenté un tel mode de réalisation dans lequel une tige 35 fixée par des vis 36 dans l'alésage de l'appendice 4, porte à son extrémité un grain d'alésage 37. A la figure 10, on a représenté un autre mode de réalisation du porte-outil pour la réalisation d'alésages courts de plus grand diamètre. Dans ce cas, l'outil d'alésage 38 est monté directement sur l'extrémité de l'appendice 4. Il est également possible de percer l'appendice 4, comme indiqué sur la figure 10, et réaliser un embout capable de porter indifféremment les outils représentés aux figures 9 et 10. Bien que le dispositif porte-out;il suivant l'invention est plus spécialement conçu pour la reprise en finition des guides et sièges de soupape montés sur les culasses de moteurs thermiques, il peut également convenir pour toutes les opérations de demi-finition ou de finition concernant le dressage conique intérieur simple ou l'alésage et le dressage conique intérieur concentriques, l'alésage étant réalisé au grain ou à L'alésoir. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sens sortir du cadre de l'invention. R E V E N D I C A T I O N S 1) Dispositif de porte-outil de chariotage oblique colaprenant un corps en appui et fixé à l'extrémité d'une broche rotative, sur lequel est monté coulissant obliquement un porte-outil commandé par une barre montée coulissante axialement dans ledit corps, lequel présente du côté de la face d'appui sur la broche un alésage coaxial à ladite broche et extérieurement deux rainures obliques recevant deux glissières d'un coulisseau comportant une plaque sur laquelle est fixé l'outil, caractérisé en ce que lesdites rainures obliques 11, lla coupent ledit alésage 7 symétriquement par rapport à un plan 12 passant par l'axe de la broche, et lesdites glissières 16, 16a présentent chacune sur leur face interne une mortaise 17, 18 dans laquelle est engagé chacun de deux tenons19, 20 constitués par deux mé-plats fraisés sur une cclllerette prévue à l'extré- mité de la barrede commende 8 disposée dans l'alésage 7 du corris 1. 2) Dispositif porte-outil suivant la revendicatioll 1, caractérisé en ce que la plaque 14 du coulisseau 13 est réalisée en deux parties dont l'une est solidaire des deux glissières 16, 16a et dent l'autre formant chapeau 21 est fixée sur le première et porte l'outil 24. 3) Dispositif porte-outil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces d'appui des deux parties de la plaque 14 sont munies de stries-23 complémentaires de direction générale perpendiculaires à l'axe de la broche. 4) Dispositif porte-outil suivant la revendication 2, caractéris en ce que le chapeau 21 présente des logements pour les vis 22 de fixation qui sont constitués par des mortaises 32, 33 de direction générale perpen diculaires b l'axe de la broche et dont l'une 33 débouche latéralement, alors que l'autre 32 présente à l'une de ses extrémLtés un trou de passage de la tète de vis. 5) Dispositif porte-outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps 1 du porte-outil comporte, du coté opposE à la face d'appui sur la broche 2, un appendice 4 sensiblement coaxial à la broche et passant dans un orifice pratiqué dans la plaque 14 du coulisseau 13, ledit appendice 4 présentant un alésage 5 de diamètre réduit débouchant dan l'alésage 7 du corps 1 situé du côté de la face d'appui, ledit appendice 4 recevant à son extrémité un canon 6 centré sur l'axe de la broche. 6) Dispositif porte-outil suivant la revendi-atia; 1, caractérise en ce que le corps 1 du porte-outil comporte, du côté opposé à la face d'appui sur la broche, un appendice 4 sensiblement: coaxial à La broche et passant dans un orifice pratiqué dans la plaque 14 du coulisseau 13, ledit appendice 4 présentant un alésage de diamètre redut dans lequel est tixée une tige 35 porte-grain 37. 7) Dispositif porte-outil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps 1 du porte-outil comporte, du csstd opposé à la face d'appui sur la broches un appendice 4 sensiblement coaxial à la broche, passant dans un orifice pratiqué dans la plaque 14 du ouîjsseau 13, ledit appendice 4 portant à son extrémité un grain alésage 38, 8) Dispositif porte-outil suivant la revandication 5, caractérisé en ce qu'un trou 34 percé sur l'appendice 4 débouche intérieurement dans l'alésage derrière le canon 6 et extérieurement devent l'outil de chariotage 24.