Brevet FR2335310A1 — publié le 19770715

La présente invention concerne un procédé de meulage d'ébauches e ti-ces et une machine pou la mise en oeuvre de ce trocene. Une application particulièrement intéressante, mais nullement exclusive, du procédé de l'invention est le meulage des iso- laveurs en ceraricue d'alumine pour bougie d'allumage, à 11 aide d'une meule de forme. Les ébauches de ces isolateurs peuvent ê-ė fabriquées à l'aide d'une presse isostatique du type décrit dans le brevet des E.-U.A. no 3 820 934. Une solution connue à ce problème consiste à monter individuellement les ébauches d'isolateur sur des madrins libres en rotation qui sont portés par une tête rotative dont l'axe est pa- rallèle à ceux des mandrins cui sont régulièrement répartis sur une sur ace cylindrique centrez sur ledit axe. Les ébauches d'isolateurs peuvent tourner sur leurs mandrins respectifs, et la tète peut être animée d'un mouvement de rotation amenant successivement les mandrins devant une meule de forme en rotation qui usine l'extérieur des ébauches au profil désiré. On constate cependant qu'à moins de limiter la vitesse de rotation de la tête à une valeur très basse, la orme des ébauches ainsi usinées n'est pas véritablement de révolution, c1 est à dire concentrique par rapport au trou central dans lequel s'engage le mandrin. On peut procéder dif-éremment en indexant par intermittance la tte rotative de façon à amener successivement les man- drins et les ébauches en face de la meule en rotation, mais les temps d'immobilisation limitent exagérément la productivité de la machine. Selon un premier aspect de l'invention, un procédé de meulage de pièces à section circulaire consiste à charger individuel- liement les ébauches sur plusieurs mandrins d'une tête rotative autour d'un axe parallèle à celui des mandrins, les mandrins tant régulièrement espacés autour dudit axe, à faire tourner les ébauches sur les mandrins, à faire tourner une meule de forme, à réaliser une indexation complexe de la tête rotative de manière que chaque ébauche soit amenée rapidement d'une position éloignée de la meule à une position immédiatement adjacente, puis déplacee lentement vers une position d'intersection maximale avec la rota- tion de la meule et maintenue un court instant dans cette position pour achever l'usinage avant d'être entraînée relativement rapi dement, et enfin à éJecter les ébauches usinées de la tête rotative. Selon un autre aspect de l'invention, une machine à meuler des ébauches de révolution comprend une tête rotative portant tlu- sieurs mandrins, u dispositif carat individuellement les ébau- ches sur les mandrins, la tête rotative étant indexable autour d'un axe de rotation qui est l'axe d'une surface cylindrique contenant les axes de rotation des mandrins, un dispositif entraînant chaque ébauche en rotation sur son mandrin, une meule de @forme entraînée en rotation, un dispositif d'indexation de la tête ro tutie de manière que chaque ébauche soit amenée relativement rapidement d'une position éloignée de' la meule à une position adja- centre, puis déplacée relativement lentement vers une position d'*n- tersection maximale avec la rotation de la meule, et maintenue un court instant dans cette position avant d'être entraînée relative- ment rapidement, et enfin un dispositif de détection des ébauches usinées de la tête rotative. Le dispositif de chargement est de préférence un mécanisme automatique prenant les ébauches sur un convoyeur de chargement pour les engager sur les mandrins de la tête rotative. Le dispositif d'éjection est de préférence un mécanisme automatique transférant les ébauches usinées de la tête rotative à un convoyeur de déchargement. Il est préférable que les dispositifs de chargement e d'éjection, les convoyeurs de chargement et de déchargement, et l'indexation de la tête rotative soient actionnés à partir d'une meme source de mouvement par l'intermédiaire de transmissions synchrones. La source de mouvement peut être un réducteur de vitesse accouplé à un moteur électrique et ayant un arbre de sortie à vitesse constante qui entraîne par des transmissions à courroies les convoyeurs de chargement et de déchargement et des cames commandant les dispositifs de chargement et d'éjection des ébauches. Le réducteur comporte également un arbre de sortie à vitesse variable cycliquement qui commande l'indexation de la tête rotatl vu, la vitesse de rotation de l'arbre à vitesse constante et la vitesse moyenne de rotation de l'arbre à vitesse variable étant dans un rapport fixe. Dans certaines applications, telles que le meulage d'iso- lateurs de bougies d'allumage en alumine moulée sur tresse iso- statique, il est avantageux d'enlever simultanément l'extrémité de l'ébauche pour que son trou axial borgne, dans lequel est engagé le mandrin, soit transformé en un trou débouchant, de préférence avec un chanfrein intérieur. Le dispositif d'usinage nécessaire à cette opération supplémentaire est de préférence commandé å partir de l'arbre à vitesse constante du réducteur var l'intermédiaire de transmissions à courroies et de cames. La meule ce orme et son moteur électrique d'entraînement sont de préférence montés sur un chariot déplaçable par rapport à la tète rotative pour compenser l'usure de la meule. Les ébauches portées par 1 15s mandrins sont de préférence mises en rotation par une roue ce contact entrainée par un moteur électrique et disposées à l'intérieur du cercle des mandrins excentriquement par rapport à l'axe de la tête rotative. La roue de contact est garni e d'un bardage souple, par exemple en cahute chout, qui entre en contact avec l'ébauche juste avant qu'elle n'atteigne la meule.L'axe de la roue de contact est de préféren- ce légèrement incliné par rapport à celui de la tète @otative de façon que la force tangentielle exercée sur l'ébauche ait une composante axiale suffisante pour l'appliquer contre une butée assurant un positionnement précis. La présente invention a donc pour objet un procédé et une machine permettant de meuler des ébauches de pièce montées individuellement sur des mandrins qui sont animés d'un mouvement circulaire pour amener successivement les ébauches en contact avec une meule rotative, puis les en écarter. Dans la machine de l'invention, les ébauches se déplacent relativement rapidement Jusqu'à une position adjacente à la meule, puis avancent lentement en contact avec a meule et sont maintenues dans cette position pendant le temps nécessaire au meulage. Chaque ébauche est mise en rotation sur son mandrin Juste avant d'entrer en contact avec la meule. La machine de l'invention est de préfé- rence entièrement automatique, c'est à dire que les ébauches ame- nées par un convoyeur de chargement sont engagées automatiquement sur les mandrins, usinées par la meule, puis éjectées automatique- ment sur un convoyeur de déchargement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'un mode de réali- sation préféré de la acine de l'invention qui est associé à une presse isostatique; la fifre 2 représente la machlne de l'invention 57ue en élévation de la droite sur la figure 1; la figure 3 est une vue fragmentaire à grande échelle d'une partie de la machine de la figure 1; la figure 4 est une coupe dans le plan 4-4 de la figure 3; la figure 5 est une coupe dans le plan 5-5 de la figure 3;; La figure 6 est une coupe dans le plan 6-6 de la figure 3 illustrant plus particulièrement la roue de contact et sa transmission; la igre 7 est une coupe fragmentaire illustrant les positions relatives de la roue de contact, de la meule et de l'outil qui usine l'extrémité de l'ébauche; la figure 8 est un diagramme des vitesses fournies par les arbres du réducteur. Les figures 1 et 2 représentent une machine à meuler 1 qui est associée à une presse isostatique 2. La presse isostatique est de préférence du type décrit dans le brevet des E.-U.A. n0 5 820 934 et comporte une tâte de moulage 3 produisant à chaque opération six ébauches d'isolateurs de bougie d'allumage en céra- mique d'alumine qui sont simultanément déposées dans des alvéoles 4 d'un convoyeur 5 de type quelconque. Le convoyeur 5 est animé d'un mouvement intermittent vers la droite (sur la figure 1) commandé par un mécanisme à croix de Malte à cinq branches. Au bout de six pas du convoyeur, la tète de moulage 3 décharge s-- multanément six ébauches dans les alvéoles vides 4 qui sont situés sous elles. La machine à meuler 1 comprend une tête rotative indexable 6, un mécanisme de chargement 7 transférant les ébauches du convoyeur 5 à la tete 6, une roue de contact 8, une meule 9, un méca- nisme d'éjection 10 et un convoyeur de déchargement 11 qui reçoit les ébauches meulées et éjectées par le mécanisme d'éjection 10. Des moteurs électriques 12 et 13 entraient respectivement la roue de contact 8 et la meule 9. La meule 9 et son moteur 13 sont montés sur des chariots à mouvements croisés commandés par des volants 14 qui permettent de régler la position précise de la meule 9. Un aspirateur 15 évacue les poussières de meulage. L'arbre d'entrée d'un réducteur de vitesse 16 à engrenages sans jeux est entraîné par un moteur électrique 17 à vitesse varia- ble par l'intermédiaire d'une transmission à courroie. Le réducteur 16 comporte un premier arbre de sortie 30 à vitesse constante (figure 3) qui entraîne le convoyeur 5, le mécanisme de chargement 7, le mécanisme d'éjection 10, le convoyeur de déchargement 11 et un dispositif d'usinage en bout 32 qui sera décrit plus loin. Le réducteur 16 comporte également un second arbre de sortie, dont la vitesse est variable cycliquement, qui crée le mouvement d'indexation de la tête rotative 5. Ainsi qu'on peut le voir sur les figures 3, li et 5, la tête 6 est une tourelle G dix postes indexable par pas de 36 dans le sens des aiguilles d'une montre sur la figure 3. Chacun des dix postes de la tête est équipé d'un mandrin 18 dont l'axe est parallèle à l'axe d'indexation 6a de la tête 6. Les mandrins 18 montes dans ces pinces de serrage 19 qui permettent de les rempla- ser lorsqu'on change de type de pièce. A l'endroit où le convoyeur 5 change de direction autour d'une poulie 21, les ébauches d'isolateur moulées 20 sont maintenues dans leurs alvéoles 4 par un guide semi-circulaire 22 jusqu'à une position A située 54 avant le point mort haut de la tête 6. La mécanisme de chargement 7 comprend une tige poussoir 23 mont se en face de la position A et déplaçable vers la droite sur la @igu- we 4 pour éjecter l'ébauche 20 de son alvéole 4 et l'engager sur le mandrin aligné 18. Le mouvement axial du poussoir 23 est commandé par une tige coulissante 25 articulée sur l'un des bras d'un levier coudé 26.Le levier 26 est monté sur un pivot 27 et son second bras porte un galet 28 qui coopère avec une came 29 a rainure ovoïde clavetée sur l'arbre a vitesse constante 30 du réducteur 16. Une tige fixe 31 stabilise la translation du méca- nisme de chargement 7. L'ébauche 20 portée par son mandrin 18 est déplacée par l'indexation de la tête 6 jusqu'à une position 3 située à 540 au delà du/point mort haut. Pendant la durée d'un tour complet de l'arbre à vitesse constante 30 du réducteur, la tête 6 qui est entraînée par l'arbre à vitesse variable est indexée d'un cran, soit 36 . Le diagramme dela figure 8 représente graphiquement la rotation de la tête 6 en fonction de celle de l'arbre 30. On voit que la phase initial du cycle correspond à une accélération de zéro à une vitesse re- latîvement élevée puis à une décélération se poursuivant jusqu'à une position oui correspond à environ 280 de la rotation de la tête et à environ 720 de la rotation de l'arbre 30.A l'issu de cette åécélératir, la tête 5 continue à tourner à une vitesse relativement faible qui est maintenue pendant les 80 restants de sa rotation, ce qui correspond approximativement à la rotation de l'arbre 30 entre 720 et 2390. A une position correspondant appro- ximativement à 29P de la rotation de la tête, l'ébauche 20.qui a déjà été mise en rotation rapide par la roue de contact 8, commence à toucher la meule de forme 9. La tête 6 continue à tourner lentement à vitesse constante jusqu'à sa position dtindexatior. suivante (C sur la figure 3) et le meulage se poursuit dans cette position pendant une darse correspondant à 1090 de la rotation de l'arbre 30. Ainsi, au cours d'un cycle d'indexation de la tête 6 sur 360, l'ébauche 20 est entrainée rapidement jusqu'à une position proche de la meule o, puis avancée lentement jusqu'a la position d'indexation de la tête dans laquelle elle est maintenue pendant le temps nécessaire à l'usinage d'un profil parfaitement circulaire et concentrique. Au cours de la phase initiale du cycle suivant, l'ébauche meule est écartée rapidement de la meule 9, ce qui correspond au mouvement initial rapide de l'ébauche qui est portée par le mandrin suivant de la tête. Pendant la période d'immobilisation de la tête en position indexe, l'extrémité fermée de l'ébauche 20 (qui est toujours en traînée en rotation par la roue de contact 8) peut être découpée et fraisée par un mécanisme 32 visible sur la figure 5. Le meca- nisme 32 comprend un support fixe 33 servant de guide à un outil mobile 34 qui est fixé à l'extrémité d'un bras 35 solidaire d'une tige de commande 36. La tige 36 qui coulisse dans la partie Inférieure du support 33, est rappelée vers la droite sur la figure 5 par un ressort 37.L'extrémité de la tige 36 porte un galet 38 qui suit le profil d'une came 39 entraînée par une poulie 40 qui est reliée par une courroie de transmission à l'arbre à vitesse constante 30 du réducteur 16. Lorsque le galet 38 poussé par le ressort 37 descend dans le creux 41 de la came 39, l'outil 34 avance vers la drDite de manière que son are te coupante enlève l'extrémité de l'ébauche et raise un petit chanfrein autour de l'extremité de son trou cen- tral. La figure 7 illustre le positions relatives de l'ébauche 20, de la roue de contact 8, de la meule 9 et de l'outil 34 pendant cette phase du cycle opératoire. L'ébauche meulée et usinée 20a est ensuite entraînée la position C à une position D qui est située 180 au delà du point mort cas de la tête 6. Dans cette position, l'ébauche 20a est éjectée de la téte 6 par le mécanisme 10. Gomme on peut le voir sur la figure 4, le mécanIsme 10 comprend un éjecteur 42 dont ltextré: é comporte une encoche 43 (figure 3) dans laquelle le mandrin 18 s'engage lorsqu'il arrive en position D. L'éjecteur 42 est fixé à l'extrémité d'une tige coulissante 44 qui est comman e par un levier coudé 45 5 monté sur le même pivot 27 que le levier coudé 25.L'un des bras du levier coudé 45 est relié à la tige 44 et son autre bras est solidaire du galet 28 quI roule dans la rainure ovoïde 29 de la came. Il est évident que la partie poin- tuedu profil de came provoque une translation de la tige 44 et de l'éJecteur 42 oui chasse l'ébauche meulée 20a de son mandrin 18 sur le convoyeur de déchargement t 11 qui, comme indiqué sur la figure 5, est entraîné par une courroie 46 passant autour de la poulie 40 qui est clavetée sur l'arbre vitesse constante 30. La figure 6 illustre la position de la roue de contact 8 qui est montée sur un arbre 47 entraîné par une courroie de transmission 49 à partir d'un arbre parallèle 50 situé au-dessus de la tête 6 et entrainé par le moteur électrique 12. L'axe géométricue 48 de la roue de contact 8 et l'axe de rotation 6a de la tête 6 convergent légèrement vers un point situé relative- ment loin vers la gauche sur la figure 6. n raison de cette légère obliquité de la roue 8, la force tangentielle qu'elle exerce sur l'ébauche 20 a une composante axiale qui pousse l'ébauche en direction de la tête pour assurer un positionnement précis. Ce positionnement est défini par l'engagement d'un épaulement 51 du mandrin 18 contre un épaulement du trou central de l'ébauche. Le moteur 12 est un moteur à vitesse variable permettant de régler à volonté la vitesse de la roue de contact 8 entre 15 et 1500 tr/min. Ainsi qu'on peut le voir, tous les mouvements de la machi- ne, à part les rotations contInues de la roue de contact 8 et de la meule 9, sont dérivés du réducteur de vitesse 16 accouplé au moteur 17. La machine 1 peut ainsi être arrétée et remise en mar- che au rythme de la production de la presse 2 et il suffit de cot- riger la vitesse du moteur 17 pour accélérer ou ralentir toutes les opérations selon les caractéristiques part culières de chaque pièce. Le mécanisme d'usinage en bout 32 n test nécessaire que Si l'on veut fraiser l'extrémité du trou central de l'ébauche. Si ce n'est pas le cas, il suffit de donner à la meule 9 le profil voulu pour former le bout de l'ébauche. Dans le réducteur de vitesse 16, le mouvement à vitesse variable du second arbre de sortIe est de préférence produit par une came globoïdale concave coopérant avec des galets montés sur une tourelle circulaire. Ce genre de réducteur est fabriqué par Manifold Indexing Limited, Seymour Road, Leyton, London, Grande Bretagne. Il va de soi que cette description n'est nullement limitative et qu'elle pourra faire l'objet de diverses variantes entrant dans le cadre et dans l'esprit de l'invention. E V E N D I C A T I O N S 1. Machine à meuler des ébauches de pièces comprenant une tête indexable autour d'un axe, plusieurs porte-pièce montés sur ladite tête pour recevoir les ébauches à meuler, les dits porte- pièce entant régulièrement espacés autour de l'axe de la tête et décrivant une trajectoire circulaire lorsqu'elle est indexée, un appareil de meulage monté à proximité de la tête et ayant une surface abrasive qui intersecte la trajectoire des ébauches, un système d'entraînement intermittent de la tête autour de son axe de rotation, ladite machine é'ant caractérisée en ce que le sys tème d'entraînement commande un cycle d'indexation de la tâte comprenant une phase initiale de rotation rapide amenant l'un des porte-outil et son ébauche d'uneoposition éloignée de l'appareil de meulage à une position proche de sa surface abrasive, puis une rotation lente de la tête jusqu'à sa position d'indexation sui- vante pour amener la pièce en contact avec la surface abrasive et l'y maintenir le temps nécessaire au meulage, après quoi la tête effectue à nouveau une rotation rapide éloignant la pièce meulée de la surface abrasive de l'appareil de meulage. 2. Machine selon la revendication t, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un dispositif de chargement automatique des ébauches de riècessur les porte-pièce, un premier convoyeur alimentant le dispositif de chargement en ébauches, un dispositif d'éjection automatique des pièces meulées de leurs porte-pièce, et un second convoyeur emportant les pièces éjectées. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un appareil d'usinage monté-à proximité de l'appareIl de meulage et mis en oeuvre automatiquement pendant l'opération de meulage de l'ébauche pour couper son extrémité et y usIner un chanfrein impossible à réaliser a la meule. 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un distositif de mise en rotation de l'ébauche sur son porte-pièce pendant l'opération de meulage. 5. Procédé de meulage automatique d'ébauches de pièces chargées individuellement sur des porte-tièce an une position prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à déplacer la pièce et son porte-pièce relativement rapidement sur une tra Jectoire prédéterminée jusqu'à une position procne d'une meule rotative, à déplacer la pièce et son porte-pièce relativement lentement sur une trajectoire prédéterminée jusqu'à ce que la pièce soit au contact de la surface abrasive de la meule, à main- tenir la pièce dans cette position pendant un temps suffisant pour l'accomplIssement de l'opération de meulage, puis à éloigner la pièce et son porte-pièce relativement rapidement de la meule sur une trajectoire prédéterminée. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce est mise en rotation pendant l'opération de meulage.