Brevet FR2302818A1 — publié le 19761001

La présente invention concerne la rectification des meules et plus particulièrement la rectification périodique des meules profilées dans l'intervalle d'opérations de meulage et plus particulièrement encore les meules profilées telles que celles qui sont utilisées pour former les gorges h6licoïdales des forets. Dans les opérations de meulage classiques telles que la formation des gorges des forets, il est nécessaire de rectifier la surface de travail de la meule pour la conformer exactement, éliminer les particules métalliques qui colmatent les pores de la matière abrasive et en renouveler le bord coupant. Dans de nombreuses applications de production, l'opération de meulage doit etre sensiblement continue (c'est-à-dire d'une opération à l'autre, par cycles répétitifs) et il est avantageux d'alterner les opérations de rectification et d'utilisation de la meule. Les meules sont constituées en matière abrasive extremement dure telle que le carbure de silicium ou l'alumine, l'outil de rectification étant nécessairement en matière encore plus dure, par exemple des particules de diamant ou de diamants distincts. Normalement, ces particules de diamant sont des diamants naturels ou synthétiques de nuance industrielle. Le profil de la gorge à former est habituellement défini par deux arcs ayant des centres et rayons de courbure différents et qui se recoupent. La meule doit posséder un profil complémentaire de celui de la gorge à obtenir et il est donc nécessaire d'utiliser une meule spéciale pour chaque dimension et chaque configuration de foret. Dans la rectification des meules destinées à former les gorges hélicotdales de forets et auxquelles l'invention est particuliè- rement applicable, on utilise dans la technique antérieure des appareils comprenant un outil à pointe unique de diamant. Ces appareils utilisent up ou plusieurs outils à pointe unique qui suivent le profil de la surface de meule selon un trajet commandé par deux bras oscillants qui peuvent etre réglés selon un décalage axial déterminé. Ces bras oscillants sont généra- lement entraînés par un engrenage cylindrique à pignon et crémaillère ou par un organe opérateur tournant. Habituellement, ces outils ne durent que le temps d'un poste de travail et doivent etre remplacés sur la base d'une journée.Un autre appareil utilisé dans la technique connue comprend une molette de diamantage de forme, ou profilée, qui est placée de manière à se déplacer au contact de la surface utile de la meule. Ces molettes sont normalement des molettes du type à grains dont la surface utile a un profil complémentaire de celui de la meule. La molette tourne dans le meme plan que la meule et, habituellement, en sens opposé. Le principal inconvénient de cet appareil est de nécessiter des molettes spéciales individuellés correspondant à chaque profil de meule. En raison du nombre élevé de ces molettes nécessaires et de leur prix, ce procédé est habituellement inapplicable. Un autre procédé de la technique antérieure qui est appliqué particulièrement pour cette rectification utilise deux molettes profilées distinctes dont chacune présente un profil complémentaire d'une partie de la surface de travail de la meule. Par exemple, chaque molette possède un profil formant un arc de 900 et on peut utiliser en combinaison deux molettes montées avec décalage axial, etc., pour obtenir la forme voulue. Le procédé et l'appareil de l'invention atténuent les inconvénients mentionnés plus haut, tout en apportant d'autres avantages qu'il n'était pas possible d'obtenir jusqu'à présent. L'appareil suivant l'invention, qui est destiné à rectifier une meule entre deux utilisations, comprend au moins une et de préférence deux molettes et des moyens d'entraînement en rotation autour de leurs axes, sensiblement parallèles au plan de rotation de la meule, les parties circonférentielles d'usinage de ces molettes étant agencées pour entrer en contact avec la surface profilée de la meule. Chacun des ensembles comprenant une molette et son mécanisme d'entraînement en rotation se déplace suivant une trajectoire normalement curviligne, dans un plan perpendiculaire au plan de la meule, pour déplacer la partie utile de la molette le long de celle de la meule afin de rectifier cette surface entre deux opérations de meulage. Les trajets des molettes et les moyens les déplaçant le long de ceux-ci pour déplacer leur surface utile le long du profil rectiligne,curviligne ou composite de la meule sont caractéristiques du dispositif de l'invention. Dans le procédé suivant l'invention, la meule est attaquée par au moins -une molette rotative dont l'axe est sensiblement parallèle au plan de rotation de la meule. L'axe de la molette est déplacé en translation sur une trajectoire curviligne ou rectiligne qui suit sensiblement le profil de la surface de la meule, de sorte que la partie utile de la molette attaque et rectifie la surface utile de la meule, habituellement périodiquement, entre les opérations de meulage. Dans la forme préférée de réalisation, l'appareil comprend deux molettes, une de chaque côté de la meule. Ces molettes sont particulièrement bien adaptées et présentent un profil convexe irrégulier, telles que celles de meulage des gorges de forets hélicoidaux et pièces équivalentes. D'autres objets et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple préféré de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 est une vue en élévation latérale d'un dispositif industriel destiné à meuler les gorges hélicoidales des forets de perçage et auquel sont associées deux molettes de rectification suivant l'invention; - la figure 2 est une vue en plan de l'appareil de diamantage de la figure 1 prise suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une coupe partielle suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et à plus grande échelle, certaines parties étant arrachées et coupées pour laisser voir des détails de construction; - la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1 et à plus grande échelle; ' - - la figure 5 est une coupe suivant la ligne 5-5 de la figure 3; ; - la figure 6 est une coupe schématique qui indique les trajets curvilignes des deux molettes; - les figures 7 et 8 sont des vues, respectivement en élévation avant et en élévation latérale, qui montrent les positions des molettes au début du cycle de rectification sur une partie de la périphérie de la meule; - les figures 9 et 10 sont des vues analogues aux figures 7 et 8, représentant les positions respectives de la meule et des molettes après que ces molettes ont décrit leur trajet descendant formant la première moitié du cycle de rectification; et - les figures 11 et 12 sont des vues analogues aux figures 7 et 8, 9 et 10, les positions relatives des meule et molettes correspondant à la fin du cycle de diamantage, lorsque les deux molettes s'arrêtent dans des positions espacées de la périphérie de la meule pour laisser un jeu de dégagement entre molettes et meule. Les figures 1 et 2 représentent plus particulièrement une machine à meuler A qui est destinée à former les rainures hélicotdales de forets de perçage. Cette machine est complétée par deux dispositifs de rectification B et C à molettes, montés de manière à pouvoir se déplacer par rapport à la meule, pendant la rotation de cette dernière, suivant des trajets curvilignes qui épousent des parties du profil périphérique de la meule, au cours du cycle de travail de cette dernière, pour rectifier périodiquement la surface utile de cette meule. La machine A comprend une meule 10 à grains d'alumine dont la surface périphérique est profilée selon deux arcs à centres et rayons différents, ces arcs se recoupant sur un sommet comme il est bien connu dans cette technique. Le profil de la meule 10 est complémentaire du profil particulier des rainures hélicoîdales à usiner dans des forets de perçage. Le dispositif de montage servant à placer et mettre en mouvement le foret pendant le meulage est classique et ne sera donc pas décrit ni représenté. La meule 10 est maintenue entre deux flasques 13 et 14 calés sur un arbre 15, celui-ci et son moteur d'entraînement (non représenté) étant montés sur un bati principal 16. Les deux dispositifs B et C sont supportés par une plaque 20 munie d'un coulisseau vertical 21 boulonné destiné à coulisser dans une rainure à queue d'aronde 22 portée par le bati principal 16. Cette plaque porteuse 20 est munie d'une ouverture allonge 23 qui est traversée par l'arbre 15 et qui lui permet de se déplacer verticalement par rapport à la meule 10. Sur la plaque porteuse 20 sont boulonnées une plaque de montage 24 portant le dispositif B et une autre plaque de montage 25 portant le dispositif C. La plaque 24 est fixe par rapport à la plaque porteuse, tandis que la plaque 25 peut se déplacer verticalement pour permettre le réglage de la position en hauteur du dispositif C par rapport au dispositif B. Sur la plaque 25 est boulonné un coulisseau 26 associé à une glissière à rainure en queue d'aronde 27, formée par des éléments boulonnés sur la plaque 20. La position verticale du dispositif C est réglée par une vis 28 maintenue par la plaque porteuse 20 et vissée dans la partie supérieure du coulisseau 26. Comme déjà indiqué, les plaques de montage 24 et 25 portent respectivement les dispositifs B et C, dont chacun est réglable en hauteur par rapport à la meule 10, le dispositif C étant réglable en hauteur par rapport au dispositif B. Ces dispositifs B et C sont sensiblelement identiques; il suffira donc de ne décrire que l'ensemble C en détail. Sur les dessins, les éléments des dispositifs B et C,étant identiques, sont désignés par les memes références. Le dispositif C porte et entrasse en rotation une molette 12 rectifiant l'une des parties du profil de la meule 10 (figure 4). Cette molette 12 comprend une partie annulaire extérieure 31 faite d'une matrice en métal fondu dans lequel sont noyées des paillettes ou particules de diamant industriel. Cette partie annulaire extérieure 31 est montée sur un corps métallique 32 de molette, lui-même calé sur un arbre 33 par un écrou de blocage 34. L'arbre 33 est entrainé en rotation par un moteur à fluide 35 de construction sensiblement classique. L'arbre 33 tourne par des roulements 36 et 37 montés dans un corps cylindrique 38 qui est boulonné sur le carter 39 du moteur. Ce carter 39 est lui-même boulonné sur un coulisseau 40 déplaçable dans une rainure à queue d'aronde 41 formée dans un bras ou montant oscillant 42. Sur la face supérieure de ce montant 42 est boulonnée une plaquette 43 destinée à recevoir une vis de réglage 44 qui est vissée dans le coulisseau 40. Cette vis 44 sert à régler le rayon de l'arc parcouru par la molette 12. Pour vérifier à vue la position radiale du coulisseau 40, celui-ci porte une échelle graduée 46 coopérant avec un index 47 formé sur une plaquette, elle-meme montée sur le montant 42. Ce montant 42 est boulonné sur un arbre 50 qui fait partie d'un dispositif moteur 51 de pivotement. Ce moteur 51 peut etre, par exemple, du genre disponible sur le marché aux Etats-Unis d'Amérique sous la désignation Char-Lynn Orbit Motor n DBS. L'arbre 50 pivote dans un carter 52 au moyen de roulements 53 et 54. Le moteur 51 entraine l'arbre 50 dans les deux sens en pivotement entre des positions limites définies par un manchon de butée 56 (figure 5) qui est fixé dans le carter 52. Ce manchon 56 est maintenu en position angulaire déterminée par deux ergots de blocage radiaux 57 et 58 qui traversent le carter 52 et sont engagés dans des trous radiaux ménagés dans le manchon 56. Le manchon est également retenu dans une position axiale déterminée par une vis 60 maintenue par un taraudage du carter et engagée dans une saignée 61 ménagée dans la surface externe du manchon 56. Ce manchon 56 coopère avec un doigt de butée 62 en saillie radiale d'un trou transversal de l'arbre 50. La tete 63 du doigt 62 de butée se déplace dans une boutonnière ménagée dans le manchon 56 et qui couvre un arc de 1000, constituant les butées de déplacement du doigt. Le doigt de butée 62 est bloqué dans l'arbre 50 par une vis d'arrêt 65 vissée dans un trou radial de celui-ci. De toute façon, le moteur 51 fait tourner l'arbre 60 alternativement dans les deux sens entre les positions limites espacées de 100 qui sont représentées sur la figure 5 et entraine le montant 42 et la molette 12 selon un arc déterminé. Sur le bottier 52 est boulonné un coulisseau 66 associé à une rainure horizontale 67 à queue d'aronde formée dans une glissière 68 elle-meme montée sur la plaque de montage 25. Cette glissière 68 porte sur son extrémité extérieure une plaquette 69 formant le support d'une vis de réglage 70 vissée dans le coulisseau 66 et servant à régler la position du carter 52 dans la direction latérale pour placer l'axe du moteur 51 et de l'arbre 50 dans la position voulue. Ce réglage sert à fixer la position du centre géométrique de l'arc qui sera parcouru par la molette 12. Une échelle graduée 71 portée par la plaquette 69 indique la position latérale du coulisseau 66. Pour décrire le réglage initial des molettes 11 et 12, on se reportera aux figures 7 et 8 qui représentent les molettes 11 et 12 dans une position initiale hors du contact de la surface de meule 10.Ainsi qu'on la représenté sur ces figures, à ce stade, les molettes 11 et 12 sont en positions initiales supérieures, écartées du bord de travail de la meule 10. Le profil périphérique devant être donné à la meule est déterminé par la géométrie de la gorge à former dans un foret de perçage et, dans ce cas, le profil est défini par deux arcs centrés sur deux points différents et qui se recoupent pour former un sommet. Toutefois, il va de soi que l'on pourrait rectifier, de meme façon selon l'invention, une meule possédant un profil différent de celui représenté sur les dessins. Ce profil de meule peut comprendre des parties rectilignes ou des parties curvilignes composées de plusieurs arcs, aussi bien que des combinaisons de parties rectilignes et d'arcs. Le premier réglage est effectué par la vis 28 de réglage de position en hauteur de la molette 12 par rapport à la molette 11. Ce réglage a pour but de placer les deux molettes en position correcte relative et par rapport à la surface périphérique de la meule 10. Le réglage suivant dépend de la géométrie de l'arc que la molette doit décrire pendant l'opération. A titre illustratif, on décrira uniquement le réglage du trajet de la molette 12. Comme représenté sur les dessins, cette molette 12 part de la position initiale, ou limite, supérieure représentée sur la figure 7 jusqu'à la position limite inférieure représentée sur la figure 9 puis revient à la position limite supérieure représentée sur la figure 11. L'arc représentant le trajet de cette molette est centré sur un point dont la position est déterminée par la partie de surface active courbe de la molette. Il est donc nécessaire de placer l'axe du moteur 51 de pivotement et de l'arbre 50 en coïncidence avec le centre de l'arc de trajet à obtenir. Pour ce réglage, on utilise la vis de réglage latéral 70. Lorsque la position de l'axe a été réglée, une dernière opération règle le rayon de la trajectoire curviligne. Ce rayon est égal à celui de l'arc décrit par l'axe de la molette moins le rayon de la molette elle-même. Ce dernier réglage est effectué au moyen de la vis 44, qui détermine la longueur effective du montant oscillant 42, mesurée à partir de l'axe du moteur 51 et de l'arpre 50. On tourne la vis 44 jusqu'à ce qu'on ait obtenu le rayon voulu. L'opérateur peut éventuellement utiliser la graduation de référence 46. A ce stade, les ensembles B et C sont réglés l'un par rapport à l'autre et de maniere à décrire des arcs donnés. Ensuite, on abaisse la plaque porteuse 20 des deux dispositifs B et C pour placer les molettes à proximité immédiate de la surface périphérique de la meule 10 en déplaçant le coulisseau 21 dans la rainure à queue d'aronde 22 du bâti principal 16. Lorsque ces dispositifs B et C ont été réglés conformément au profil du bord périphérique de la meule 10 de la façon décrite plus haut, la rectifieuse est prête à travailler en production. On place le foret à usiner dans un montage, conformément à la pratique classique, puis on lui imprime une avance déterminée suivant un cycle qui assure l'usinage d'une gorge complète. La rectification est effectuée habituellement après chaque cycle de meulage de gorge mais, dans certains cas, par exemple dans l'usinage de forets relativement petits, cette rectification peut n'être exécutée qu'après deux cycles de meulage. Lorsqu'un cycle de meulage est terminé et pendant que le foret est éjecté de son montage et remplacé par un autre, la plaque porteuse 20 de la molette descend sous l'action d'un vérin à fluide ou autre dispositif approprié d'une distance qui correspond à l'épaisseur de matière à enlever pour rectifier la meule. A partir de leur position initiale (figures 7 et 8), les deux molettes il et 12 décrivent leurs trajets curvilignes respectifs, chacune sous l'action de son moteur 51 et de son arbre 50. Normalement, les molettes doivent enlever entre 0,005 et 0,025 mm de matière abrasive de la meule à chaque opération. La quantité de matière enlevée dépend de la dimension de la meule, du grade de la matière abrasive et d'autres facteurs. Dans leurs mouvements, les molettes passent de leur position initiale ou position limite supérieure (figure 7) à leur position limite inférieure (figure 9). Lorsqu'elles sont arrivées en position inférieure, les molettes 11 et 12 sont ramenées à la position supérieure (figure 11), ce qui achève le cycle de rectification et place les molettes à un certain écartement de la périphérie de la meule jusqu'au cycle suivant. Il va de soi que, dans certains cas, par exemple lorsque la meule présente un profil exactement semi-circulaire ou autre profil en arc continu, au lieu d'être formé de deux arcs se recoupant, on peut utiliser une seule molette pour la totalité de l'opération. Dans ce cas, cette molette décrit un arc qui s'étend d'un côté à l'autre de la meule et dont les limites sont déterminées par le manchon de butée particulier monté dans le corps 52. Il est également évident que, dans certains cas, par exemple lorsque le profil de la meule comprend un segment purement rectiligne, ou encore un segment rectiligne et un arc de cercle, ce segment rectiligne peut etre rectifié à l'aide de cet appareil. Pour cela, on met hors d'action le moteur 51 de l'une ou de chacune des molettes et on fait pivoter le montant 42 de l'angle désiré autour de l'arbre 50 pour placer la molette en position correcte de rectification du segment rectiligne du profil, puis on bloque mécaniquement le bras 42 à l'angle voulu, compris entre 0 et 100 . Ensuite, pendant la rotation de la molette, on fait avancer le coulisseau 66 le long du profil périphérique de la meule en tournant manuellement la vis de réglage 70, ou en utilisant un organe moteur linéaire. En dehors des moyens décrits ci-dessus, il va de soi que le procédé suivant l'invention peut utiliser n'importe quel dispositif capable de guider et de déplacer la molette, ou chacune des molettes, dans la direction latérale et suivant un trajet conforme au profil de meule. On peut citer comme exemple de ces autres moyens qui peuvent être utilisés des mécanismes d'entratnement ou de commande capables d'engendrer des mouvements en deux coordonnées rectangulaires et qui répondent à diverses informations d'entrée telles qu'une commande numérique. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art aux procédés et dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans pour cela sortir du cadre de l'invention. RE V E N D I C AT I ON S 1. Procédé de rectification de la sùrface périphérique d'une meule pendant sa rotation, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on attaque ladite surface périphérique de la meule au moyen d'une molette rotative de rectification dont l'axe est sensiblement parallèle au plan de rotation de la meule; on imprime à cette molette un déplacement transversal au plan général de la meule et suivant un trajet déterminé de manière que le point de contact entre la molette et ladite partie de surface périphérique progresse, transversalement au plan général de la meule, en suivant le profil de ladite partie de surface périphérique. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où ladite partie de surface périphérique présente, en coupe transversale, un profil convexe défini par au moins un arc de cercle, on déplace la molette suivant un arc concentrique à cet arc de cercle. 3. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où ladite partie de surface périphérique présente, en coupe transversale, un profil défini au moins en partie par un segment de droite, on déplace la molette en ligne droite parallèle à ce segment de droite. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on attaque ladite partie de surface périphérique de meule par deux molettes de rectification dont chacune parcourt un segment du profil de ladite partie de surface périphérique. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est appliqué dans le cas d'un profil défini par deux arcs de cercles à centres différents et qui se recoupent angulairement. 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les arcs de cercles ont des rayons inégaux. 7. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'on fait tourner les molettes en sens inverse l'une de l'autre. 8. Appareil pour rectifier la partie de surface périphérique d'une meule pendant sa rotation, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins une molette rotative de rectification dont l'axe de rotation est placé de manière que sa surface attaque une partie de la surface périphérique de la meule, des moyens d'entraînement en rotation de cette molette, des moyens de translation de la molette et desdits moyens d'entraînement suivant un trajet déterminé de sorte que le point de contact entre la molette et ladite partie de surface périphérique est déplacé transversalement au plan général de la meule pour suivre le profil de ladite partie de surface périphérique. 9. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit trajet déterminé comprend un arc de cercle concentrique à au moins un segment de ladite partie de surface périphérique. 10. Appareil suivant la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de translation de la molette et d'entraînement en rotation comprennent un bras ou montant oscillant dont l'axe de pivotement coincide avec le centre dudit arc de cercle, la molette et les moyens d'entraînement en rotation étant portés par cet arbre; et des moyens faisant osciller ledit bras dans les deux sens autour dudit axe. 11. Appareil suivant la revendication 10, caractérisé en ce que les moyens qui font osciller ledit bras comprennent un organe moteur rotatif capable de tourner alternativement dans les deux sens, un arbre entraîné en rotation par cet organe moteur et relié au bras oscillant, et des butées associées à cet arbre pour définir les positions limites du bras aux extrémités de l'arc de cercle que la molette décrit dans les deux sens selon ledit trajet. 12. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de modifier la position de la molette sur ledit bras oscillant et de régler ainsi le rayon de l'arc de cercle qu'elle décrit. 13. Appareil suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens permettant de régler la position de l'organe moteur rotatif afin de modifier la position du centre dudit arc de cercle. 14. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend deux molettes de rectification adaptées pour décrire des trajets différents de manière à rectifier des parties distinctes de la surface périphérique de meule. 15. Appareil suivant la revendication 8, caractérisé en ce que ledit trajet déterminé comprend un segment rectiligne parallèle à un segment correspondant de ladite partie de surface périphérique de meule. 16. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le trajet de chacune des molettes comprend un ou plusieurs segments rectilignes. 17. Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le trajet de chacune des molettes comprend un arc et un segment rectiligne.