Brevet FR2365413A1 — publié le 19780421

La prdsente invention concerne un dispositif d'arrosage pour meules de rectification et outils analogues travaillant par abrasion å grandevitesse. On sait que, lorsque les meules de rectification tournent A grande vitesse (on considère les grandes vitesses b partir de 40 mètres/seconde) les dispositifs d'arrosage classiques, équi- pant généralement les machines, ne permettent pas de mouiller convenablement les meules ; le liquide d'arrosage se trouve en effet sépare de la meule par une couche d'air; de ce fait, les grains abrasifs ne sont pas nettoyés et les particules de matériau arrachées å la pièce à usiner s'accumulent par soudage, provoquant finalement l'arrachement du grain. Cet arrosage insuffisamment efficace entraîne un certain nombre de consdquences défavorables. C'est ainsi que le grain ne disparaît pas par usure, il enlève seulement au premier passage une particule de matériau d usiner; le matériau se trouve usiné dans les rotations suivantes par la particule arrachée précédemment et colle au grain abrasif, ce qui exige d'ailleurs un effort de coupe supdrieur; les particules successives, soudées les unes aux autres, ayant augmenté le rayon de meule ddtermind par la pointe du grain abrasif, décrivent pendant un temps très bref un sillon sur la pièce b usiner, puis l'effort de coupe augmentant, le déchaussement du grain hors du liant se produit; la meule mal refroidie par le liquide d'arrosage, s'chauffe et son rayon augmente progressivement, faussant ainsi la géométrie d'usinage. Il en rdsulte que, pour les grandes vitesses de travail, les dispositifs d'arrosage classiques présentent un certain nombre d'inconvénients et, notamment t usure rapide de la meule; mauvais état de surface; mauvaise tenue des cotes; force de contact meule/pièce très importantes ce qui produit des échauf- fements localisés avec apparition de phénomènes tels que brunissage, tapures, criques, décollements de couches, etc.. Pour remddier aux inconvénients ci-dessus, les constructeurs et les utilisateurs de machines à rectifier ont tenté d'adapter sur celles-ci des dispositifs d'arrosage sous fortes pressions et fort débit. Cette solution a finalement été abandonnée da fait du coat éleva d'une part de ces centrales d'arrosage å hautes caractéristiques, et d'autre part des dispositifs as sur rant le retour du liquide amena sur la machine, sa filtration et son recyclage. La présente invention permet de remddier à ces inconvénients, sans avoir à utiliser de fortes pressions et de forts ddbits d'arrosage, grâce au fait qu'on tire parti de la rotation ellemême de la meule pour accroître la vitesse du liquide d'arrosage distribué par le groupe d'arrosage de la machine et pour supprimer la couche d'air entourant la meule. Le dispositif suivant l'invention peut ainsi être alimentd par un groupe d'arrosage classique, fonctionnant à pression modéré, par exemple 0,5 à 1 bar seulement. La prsente invention a pour objet un dispositif d'arrosage pour meules de rectification et outils analogues travaillant par abrasion à grande vitesse, qui comprend un patin déflecteur du liquide d'arrosage disposé, en position fixe, en regard d'une partie de la surface active de ladite meule, ledit patin présen- tant une surface déflectrice qui délimite, avec la surface en regard de la meule, un intérvalle étroit de guidage du liquide d'arrosage. Ce patin est raccorde à une arrivé de liquide d'arrosage sous pression et comporte au moins un orifice de distribution dudit liquide vers la meule, ledit orifice ddbouchant dans l'intervalle dtroit précité. De préférence, la surface déflectrice du patin prdsente des stries ou des dents de renvoi du liquide d'arrosage vers la meule, lesdites stries ou dents étant orientes sensiblement perpendiculairement au ddplacement de la surface active de la meule. Le liquide d'arrosage qui arrive sur la périphérie de la meule tend à être écarté par la force centrifuge tangentieflement à la meule, mais, grâce à l'invention, il est renvoyé par la surface déflectrice et par les dents que comporte de préférence celle-ci. Il se produit ainsi, grâce aux multiples réflexions et au laminage entre meule et patin une accéldration des gouttelettes de liquide qui sont projettes plusieurs fois de suite contre la meule avec une énergie croissante et finissent par éliminer tous les déchets subsistant au contact des outils. De préférence, le patin épouse la oirconférence de la meule sur un secteur de l'ordre de 50 à 902, avantageusement de 70 , l'intervalle entre le patin et la meule n'excédant pas 1,5 è 2 mm environ. Le dispositif d'arrosage suivant l'invention s'applique aux meules travaillant par meulage tangentiel, par meulage frontal, aux meules boisseau, aux disques de tronçonnage, et plus géné- ralement à tous outils travaillant par abrasion è grande vitesse (rectification entre pointes, rectification plane, rectification centerless) L'inventflon sera mieux comprise à la lecture de la description ddtaillde qui suit et à l'examen des dessins annesss qui représentent, è titre d'exemples non limitatifs, plusieurs modes de rdalisation de l'invention. La fig. 1 est une vue schdmatique du dispositif d'arrosage suivant l'invention, appliqué à @@@ cylindrique entre pointeg La fig. 2 est une vue partielle k grande échelle montrant l'effet déflecteur du patin et de ses dents sur le liquide d'arrosage. La fig. 3 reprdsente un dispositif d'arrosage pourvu d'un système de réglage de l'avance du patin par rapport k la meule. Les figs. 4 et 5 montrent deux variantes de réalisation du système de réglage de la fig. 3, comportant un rdglage conjugal de la courbure du patin. La fig. 6 est une vue en coupe axiale d'un dispositif suivant l'invention applique à une meule boisseau. La fig. 7 est une vue en coupe partielle suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. Sur la fig. 1, on a représenté une meule 2 qui est portée par l'axe 4 de la machine. Eh carter de protection 6 est fixé ou articulé sur le bti 8 de la machine ou bien par rapport à l'axe de la meule. La pièce à rectifier a été indiqué en 10, le sens de rotation de la meule 2 est représenté par la flèche 12. Dans ce mode de réalisation, le patin déflecteur 14 a la forme d'un secteur qui épouse la circonférence de la meule sur un secteur &alpha; d'environ 60 k 70 , l'intervalle Â existant entre la meule et les surfaces du patin les plus proches de la meule étant de l'ordre de 0,5 b 2,5 mi, et, de préférence n'excddant pas 1,5 mm. Le patin 14 est maintenu, en position fixe par rapport à la meule, par des moyens de fixation 16 qui solidarisent le patin avec le bâti 8 de la machine, ou bien, comme on le verra k propos de la fig. 3 , avec le carter de protection. Le patin 14 est constitue par un corps creux renfermant une chambre 18 dans laquelle ddbouche une arrivée 20 de liquide d'arrosage fournie à une pression modériez par'exemple 0,5 à 1 bar, par une centrale d'alimentation non reprdsentde. La chambre 18 communique avec l'intervalle A, entre le patin et la meule, par un ou plusieurs (par exemple 3) orifices d'échappe- ment de liquide 22. Suivant la forme préférée de rdalisation, la surface du patin 14 située en regard de la surface active de la meule est censée de stries ménageant entre elles des dents 24 (voir également fig 2) qui sont orientes sensiblement perpendioulairement au déplacement de la surface active de la meule. Les orifices d'échappement du liquide 22 ddbouchent, dans l'intervalle A, aux creux des dents 24. Oa a repréwsenté sur la fig. 2, par des traits interrompus, la circulation du liquide entre le patin et la meule, la coupe de la fig. 2 dotant limite à la partie centrale dn patin qui comporte l'orifice intermédiaire 22 d'échappement du liquide hors du patin. Le liquide amené contre la meule par les orifices 22 est écartd de celle-ci par la force centrifuge, tangentiellement à la meule. Mais les sommets 26 des dents produisent un laminage du liquide en même temps qu'une rupture de la couche d'air. Grâce à ce laminage entre meule et patin et grâce aux multiples chicanes formées par les dents 24, on provoque une accélération des gouttelettes de liquide qui sont renvoyées plusieurs fois de suite contre la meule, ce qui élimine parfaitement les déchets comme il a été exposé plus haut. Ce dispositif orée évidemment un phénomène de freinage hydraulique de la meule s pour une puissance absorbée de 1300 W au moteur de la broche, avec l'arrosage classique, on a constats que l'adjonction du patin d'arrosage entraînait une augmentation de puissance de 40 W, mais cette faible augmentation de puissance est largement compensée par l'efficacité da dispositif. autre avantage ddcoule de ce système : lteffieacitd totale du refroidissement de la meule; celle-ci travaille constamment à la température du liquide d'arrosage, comme on a pu le vérifier en contralant le diamètre de la meule gracie k un micromètre pneumatique. Dans certaines applications, notamment le tronçonnage avec une meule-disque, l'usure de la meule peut btre relativement rapide, malgré l'efficacité du dispositif suivant l'invention, c'est pourquoi, il peut setre avantageux de prdvoir un dispositif d'avance du patin d'arrosage, de façon à maintenir un dcart constant entre la surface déflectrice du patin et la surface active de la meule. La fig. 3 montre une telle disposition appliquée à un disque de tronçonnage 2' destiné à tronçonner des pièces 28, Dans ce mode de rdalisation, le carter de protection 6' est montd oscillant autour de l'axe 4 de la meule et le patin d'arrosage 14 est supporté par le carter. Sur l'autre c8td du carter on peut prévoir une masse d'4quilibrage 30, une butée fixe 32, solidaire du bâti 8 de la machine limitant le mouvement d'oscillation de l'ensemble carter-patin. L'orifice 20 d'arrivée du liquide d'arrosage dans la chambre intdrieure 18 du patin 14 est relié kun tuyau souple 34 raccordé k la pompe d'alimentation en liquide d'arrosage. Le patin 14 est fixé en position rdglable sur le carter 6', de façon à pouvoir coulisser radialement par rapport à la meule. Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 3, le patin comporte deux tiges-guides de déplacement 36 qui coulissent dans une plaque 38 solidaire du carter 6'. Une vis 40, taraudant dans la plaque 38 et solidaire en translation du patin 14 permet de faire avancer le patin vers la meule, au fur et à mesure de l'usure de celle-ci, pour maintenir l'intervalle existant entre la meule et le patin k une valeur sensiblement constante la plus favorable k l'efficacité du dispositif d'arrosage, quel que soit le diamètre de la meule. De prdfdrence, le patin est pourvu, sur ses deux côtés, de joues latérales 42 qui embrassent partiellement la meule et canalisent le liquide d'arrosage. On peut avantageusement prévoir sur le patin ou sur le carter oscillant 6' une touche de copiage ou un galet de copiage 44 provoquant l'oscillation de l'ensemble carter-patin d'arrosage en suivant le profil de la pièce à découper, Le liquide d'arrosage se trouve ainsi constamment amené au plus près de la pièze k refroidir pendant l'opération de tronçonnage. En plus du système d'avance du patin d'arrosage sur le rayon de la meule qui a été déorit ci-dessus, il est avantageux de prévoir également un système de correction de l'arc du patin au fur et à mesure de la diminution de diamètre de la meule, par suite de l'usure. Un tel système de correction permet de maintenir oonstante l'efficité du dispositif d'arrosage, d'autant plus que le réglage de l'avance du patin et la correction de sa courbure peuvent être conjugues, comme il sera exposé à propos des figs. 4 et 5. Dans ces modés de rdalisation, le secteur 45 du patin 14 enveloppant la meule est constitue par une lame métallique flexible dans laquelle ont été taillées les dents 24 et les orifices d'échappement de liquide 22. Dans le cas de la. fig. 4, l'avance du patin et la commande de la ddformation de l'arc sont assurées de façon simultanée par une vis unique 46 comportant deux filets de vis 48 et 49, de diamètres égaux ou diffrents, dont les filets de vis sont inclinés dans le même sens mais avec des pas différents. Dans ce cas, la ddformation permanente de l'arc du secteur 45 correspond au diamètre de la meule neuve. L'arrives du liquide d'arrosage dans la chambre intérieure 18 du patin peut se faire par des alésages 50 perrés dans les tiges de guidage coulissantes du patin. Le galet de copiage 44 représente sur la fig. 3 peut être remplace par une forme convexe 44' donne au patin 14 ou k la joue latérale 42, cette partie convexe reposant sur le profil de pièce à tronçonner et faisant osciller l'ensemble oarter-patin autour de l'axe- de la meule. La fig. 5 montre un autre mode de réalisation du réglage conjugue de l'avanoe de la meule et de la variation de l'arc du patin d'arrosage, par vis différentielles. Une première vis 48' commande l'avance du patin sur le rayon de la meule 2' tandis qu'une deuxième vis 49', de diamètre et de pas différents, se trouve à l'intérieur de la vis de comman- de d'avance 48',le sens de l'hélies des deux filets étant le même. Ce système de vis différentielles permet donc également la conjugaison simultanée des deux réglages deorits ai-dessus. les figs. 6 et 7 se rapportent k l'application du dispositif suivant l'invention à une meule "boisseau" 52 supportée par l'axe de meule 4. La zone de travail a dté indiquée par la zone hahurie 54. Le patin d'arrosage 56, porté par un support 58 peut embrasser la meule sur un secteur de 60 k 90 , de préférence 80 . Deux joues latérales 60 et 62, fixées au patin, réoupèrent le liquide d'arrosage, L'arrivée du liquide s'effectue à partir du petit diamètre ou diamètre intérieur de la meule par une fente ou des orifices 64 communiquant avec la chambre intérieure 66 du patin. La partie frontale 68 du patin, situe en regard de la surface active de la meule, qui constitue la surface déflectrice du liquide, est pourvue de dents ayant les mêmes fonctions que les dents des patins 14 décrits précédemment k propos de la reotification cylindrique on de tronçonnage. De préférence, comme il est représenté sur la fig. 7, ces dents sont courbes, avantageusement en forme d'épicyoloïde, les picycloIdes étant tracdes en opposition k la projection des gouttelettes de liquide due k la force centrifuge. Sur ü la fig. 7, les lignes 70 représentent le sommet des dentures, les lignes72 le creux des dentures. Pour nettoyer le diamètre exstérieur de la meule, la joue latérale supérieure 60 porte une denture 74, identique à celle du patin 14 des figures 1 à 4. Cette joue assure donc le même rôle qu'un'patin d'arrosage, mais la position de ce patin arrosage est fixe puisque l'usure de la meule est frontale. Par rapport à un système d'arrosage classique, le dispositif suivant l'invention a permis, suivant les conditions d'usinage, d'augmenter le facteur "G1 (grinding ratio) de 400 8-1.200 ; les traces de brunissage et les criques sont évitées; le obtens et toldrances sur la pièce usine, ainsi que l'at de surface, sont mieux maitrisdess. Bien entendu, l'invention n'est nullement limite aux modes de rdalisation déorits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans-qu'on s'écarte pour cela de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. - Dispositif d'arrosage pour meules de rectification et outils analogues du type qui comprend un patin déflecteur dont la surfacé en regard de la surface active de la meule présente des dents ou stries orientées sensiblement perpendiculairement au déplacement de la surface active de la meule, pour renvoyer le liquide d'arrosage vers la meule, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de réglage de la courbure de la surface déflectrice du patin selon le diamètre de la meule. 2. - Dispositif arrosage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins la surface déflectrice du patin est faite en un matériau flexible autorisant une variation de la courbure de la dite surface. 3. - Dispositif suivant la revendication 1 ou la revendication 2, du type qui comprend des moyens de réglage de la position radiale du patin par rapport à la meule permettant de régler l'épaisseur de l'intervalle étroit existant entre la surface déflectrice du patin et la surface active de la meule, ledit dispositif étant caractérisé en ce que lesdits moyens de réglage de la position radiale du patin sont conjugués avec les moyens précités de réglage. de la surface déflectrice du patin. 4. - Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les deux moyens de réglage précités comportent des vis à pas différentiels. 5. - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surface déflectrice du patin s'étend sur un secteur compris entre 500 et 909et, de préférence d'environ 700.