Brevet FR2481975A1 — publié le 19811113

L'invention se rapporte à une machine de finition d'une pièce en métal ainsi qu'à un procédé de finition d'une pièce en métal utilisant la machine et, plus particulièrement, à une machine pour la finition d'une pièce métallique et à un procédé de finition d'une pièce métallique pour couper quatre angles dans la direction longitu dinale d'une barre allongée de métal à section carrée, angles où les faces d'une pièce tri-dimensionnelle se coupent mutuellement ou angles d'autres pièces en métal à section polygonale, selon le mode de coupe pour enlèvement de bavures. Comme moyens de finition pour des pièces de métal, on connait et on a employé dans la pratique divers moyens tels que des moyens de travail manuel, employant des limes et d'autres outils de travail à main et des moyens de finition automatique tels que des moyens de finition mécaniques, électriques ou chimiques.Ces moyens de finition connus sont employés sélectivement selon la configuration des pièces à usiner, selon les zones particulières de pièces à usiner et selon le nombre de stades de finition auxquels sont soumises les pièces0 Bien que les moyens de finition à la main soient inefficaces et co*teux, ils sont préférables aux moyens de finition automatiques mentionnés ci-dessus, mécaniques, électriques et chimiques, perce que les moyens de finition à la main permettent d'obtenir des produits de haute finition sans affecter défavorablement la qualité de la matière des pièces.Cependant le travail de finition à la main demande une main-d'oeuvre expérimentée et augmente les dépenses de personnel de sorte que le travail de finition a la main n'est pas applicable avantageusement à la production de masse. C'est pourquoi la présente invention a pour but de proposer une machine et un procédé pour la finition de pièces éliminant de façon efficace les inconvénients iSherents aux moyens de finition å la main et automatiques connus dont il a été question ci-dessus Un but de la présente invention est de proposer une machine de finition d'une pièce de métal et tm procédé de finition d'une pièce de métal qui puissent effectivement assurer la haute finition des pièces de formes et de contours divers en enlevant les bavures produites dans les zones rectilignes ou d'angles aigus ou obtus formées sur les pièces pendant l'usinage plan des pièces d'une manière semblable à la finition à la main sans affecter défavora- blement la qualité de la matière des pièces. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine et un procédé de finition de pièces de métal selon lesquels, comme une pièce est coupée par un moyen de coupe rotatif à grande vitesse, le moyen de coupe est soumis à un faible couple et par suite à une faible résistance à la coupe pendant l'opération de coupe, de sorte que le moyen de coupe et le mécanisme de transmission associé ne sont pas soumis à des contraintes excessives, ce qui donne l'assurance d'une longue durée de service du moyen de coupe et de toute la machine de finition des pièces de métal. Un autre but de l'invention est de proposer une machine pour la finition de pièces métalliques qui soit applicable à une production de masse à moindre cotit et ait une longue durée de service. Un autre but de la présente invention est de proposer une machine pour la finition de pièces de métal qui puisse Autre conçue sous forme de structure fixe ou de structure portable. Encore un autre but de la présente invention est de proposer une machine pour la finition de pièces en métal qui puisse 3tre combinée avec un tuyau de projection d'air agissant sélectivement comme moyen de refroidissement ou moyen d'enlèvement des copeaux. Les buts et avantages ci-dessus de l'invention ainsi que d'autres apparaîtront plus facilement aux spécialistes à la lecture de la description détaillée qui suit, établie en référence au dessin annexé qui montre une forme d'exécution préférée d'une machine de finition de pièces de métal selon l'invention, à simple titre d'exemple sans aucun caractère limitatif, et dans lequel la figure n est une vue de côté en élévation avec coupe partielle d'une machine pour la finition de pièces de métal, une partie de la machine ayant été arrachée la figure 2 est une vue en élévation de face correspondant a la figure 1 la figure 3 est une vue de côté fragmentaire en élévation à plus grande échelle du mécanisme de transmission pour la liaison fonctionnelle entre le moteur électrique d'entraînement et les arbres tournants la figure 4 est une vue de face en élévation correspondant à la figure 3 la figure 5 est une vue en perspective à plus grande échelle d'un moyen de coupe employé dans la3machine pour la finition de pièces en métal la figure 6 est une vue schématique an élévation de côté montrant la relation entre le mouvement du moyen de coupe et une pièce à usiner par le moyen de coupe 5 et la figure 7 est une vue schématique en bout en élévation à plus grande échelle montrant la relation entre le mouvement du moyen de coupe et la pièce vus à angle droit par rapport à la figure 6. On décrira maintenant la présente invention en référence au dessin annexé qui montre une forme d'exécution préférée de l'invention. En référence d'abord aux figures a et 2 du dessin, on a indiqué en 1 une semelle de machine d'où s'élèvent verticalement deux parois de support latérales écartées parallèles 2, 2. Un organe de travail coudé 3, comprenant un long bras pratiquement horizontal 3' et un bras plus court 3" qui fait corps avec le bras 5' en s'étendant obliquement vers le bas a partir de ce bras 3', est supporté pour son oscillation par les deux parois opposées latérales de support 2, 2 de la manière qui sera décrite dans la suite de l'exposé. Le bras le plus long as est percé d'un troll circulaire 3a et le bras le plus court 311 est percé d'un trou circulaire 3be Un premier arbre tour nant 4 tourillonne par ses extrémités opposées dans les parois de support latérales 2 , 2 et fait corps avec un excentrique 4a prévu dans une position intermédiaire entre ses extrémités opposées et un second arbre tournant 5 tourillonne par ses extrémités opposées dans les parois de support latérales 2, 2 et fait corps avec un excentrique 5a situé dans une position intermédiaire entre ses extrémités opposées.Le premier arbre tournant 4 et le second 5 s'étendent à travers les trous 3a, 3b respectivement pour supporter l'organe de travail 3 en permettant son mouvement d'oscillation limité, les excentriques rua,. Sa étant reçus dans les trous 3a, 3b ménagés dans l'organe de travail 3. Des pièces de commande 6, 6 s'étendent librement à travers des trous supplémentaires formés dans le bras long 3' en avant du trou circulaire 3a et à la jonction entre les bras 3', 3fil, respectivement. Les extrémités opposées des pièces de commande 6, 6 s'étendent vers l'extérieur des faces opposées de l'organe de travail 3 sur une faible distance pour empêcher ainsi cet organe 3 d'osciller à gauche et à droite quand on regarde la figure 2 de la manière décrite ci-après quand l'organe de travail oscille en synchronisme avec la rotation des arbres tournants 4, 5.Des plaques de butée 7, 7 sont disposées en butée contre les extrémités opposées des pièces de commande 6; 6 et percées-e trous circulaires dans lesquels des billes 7a, 7a, ... sont logées librement en contact avec les pièces-6, 6 pour maintenir ces pièces en place. Des boîtiers 8 8 sont logés et fixés dans des trous convenables (non représentés) ménagés dans les parois de support latérales opposées 2, 2 pour supporter les ensembles des plaques de butée et des billes 7, 7a qui sont maintenus en place au moyen de rondelles 9 et de boulons 10. En référence maintenant aux figures 3 et 4 montrant le mécanisme de transmission de la machine pour la fini tion de pièces de métal selon l'invention, on a indiqué en Il un moteur électrique monté sur la semelle 1 de la machine, une poulie 12 étant fixée sur l'arbre de sortie lia du moteur. En 13, on a indiqué un arbre tournant qui est supporté pour sa rotation par ses extrémités opposées dans les parois de support latérales 2, 2 en une position parallèle aux arbres 4, 5 et 11a entre les arbres touraaots 4, 5 et au-dessous d'eux et sur cet arbre 13 sont fixées une poulie 13a et une roue d'engrenage de synchronisation 13b. Une courroie sans fin 14 est engagée autour des poulies 12 et 13a solidaires-des arbres 11a et 13 respectivement. Les arbres tournants 4 et 5 portent en outre respectivement des pignons 4b et 5b gui sont en engrènement avec la roue 13b. Quand le moteur électrique 519 raccordé à une source d'énergie convenable (non représentée) est sous tension, la rotation du moteur est transmise à la roue 13b par 11 intermédiaire de 11 arbre 11a, de la poulie 12, de la courroie 14 et de la poulie 13a pour faire tourner la roue 13b. La-rotation de la roue 13b est alors transmise, par les pignons 4b, 5b qui engrènent avec la roue 13b, aux arbres tournants 4 et 5 pour faire tourner ces arbres 4 et 5 dans le mAeme sens en synchronisme l'un avec l'autre. Deux montants de support en U 21 et 22 parallèles et écartés s'élèvent de la semelle de machine 1. Le montant 21 est placé près de l'une des extrémités des parois de support latérales 2, 2 et de façon analogue le montant 22 est placé près de l'autre extrémité de ces parois Deux barres formant glissières 23, 23 parallèles écartées s étendent entre les montants de support 21, 22, les extrémités opposées de chacune de ces barres étant suppor tées par les extrémités supérieures des montants de support 21, 22.Un organe de support 24 de la pièce à usiner pratiquement an forme de UT renversé, est monté pour coulisser sur les barres de guidage 23, 23 de façon à etre déplacé par l'opérateur dans un sens et dans autre le long des barres de guidagee Â cet effet, organe de support 24 de la pièce à usiner porte des pieds creux 24a aux extrémités inférieures de jambes opposées de l'organe de support et lespieds creux s'étendent vers l'extérieur et horizontalement par rapport aux jambes et sont montés libre- ment sur les barres de guidage 23, 23. L'organe de support 24 de la pièce est destine à etre maintenu dans toute position désirée le long des barres de guidage 23, 23 au moyen d'un ou Go plusieurs boulons Qnon représentés) qui se vissent dans un ou plusieurs trous taraudés ménagés dans l'un des pieds 24a ou dans les deux et le profil en W renversé du support de pièce présente en 25 une gorge V au centre de la face supérieure du support.Le fond de la gorge 25 en V présente une fente 26 et un logement élargi 27 recevant un moyen de coupe est ménagé juste au-dessous de la fente 26 en communiquant avec cette fente, Un moyen de coupe 30 en forme de T renversé tel qu'un outil à fileter est reçu dans le Dgement 27 et sa tige 3cura est partiellement disposée à l'intérieur de la fente 26 tandis que sa base horizontale 30b est disposée entièrement à l'intérieur du logement 27.La face extrême supérieure de la tige 30a du moyen de coupe 30 présente une gorge 30c en V dont l'angle est légèrement plus petit que celui de la gorge 25 en V. quand on emploie dans la machine de finition de-pièces métalliques selon l'invention un moyen de coupe dont la gorge en V est d'un angle différent de celui de la gorge 30 en V, des cales détachables 30d, 30d sont appliquées sur les faces opposées de la gorge 25 en V dans l'organe support de pièce 24 pour correspondre à l'angle de la gorge en V de l'autre moyen de coupe comme on l'a représenté sur la figure 4. Un réservoir de copeaux à dessus ouvert 32 est fixé au montant de support 21 des barres de guidage pour recevoir les copeaux produits par l'opération de coupe. Comme on l'a représenté plus clairement sur la figure 5, la gorge 30c en V du moyen de coupe tel Qu'un outil a fileter, qui peut astre à angle droit, à angle aigu ou à angle obtus, est formée à un bord d'extrémité avec une arête de coupe 30c'. Le moyen de coupe 30 est monté de façon détachable dans un prolongement 3c s'étendant vers le haut à partir du bras le plus long 3' de l'organe de travail 3 (voir la figure 1).A cet effet, le prolongement 3c est formé avec une ouverture 3c1 d'une largeur qui correspond pratiquement à la largeur de tige 30a du moyen de coupe, un évidement 3ca placé juste au-dessous de l'ouverture 3c1 en communiquant avec elle et d'une largeur qui correspond pratiquement à la largeur de la base 30b du moyen de coupe et une fente 3c3 s'étendant vertica- lement et vers le bas a partir de l'évidement 3c2 en communication avec cet évidement. Le prolongement 3c est muni d'un côté doua trou fileté (nonreprésenté) et un boulon 31 se visse dans le trou fileté pour maintenir soli dement le moyen de coupe 30 dans l'organe de travail 3. Comme le montre plus clairement la figure 1, le moyen de coupe 30 est monté dans l'organe de travail 3 dans une position inclinée,l'arête de coupe 30c' étant disposée dans une position plus haute que l'autre bord de coupe du moyen de coupe. On a indiqué en W une pièce de métal à usiner par la machine de finition selon la présente invention. Avec la construction et la disposition ci-dessus des éléments de la machine pour la finition de pièces de métal selon la présente invention, quand le moteur élec- trique il est alimenté pour être entraîné en rotation, cette rotation du moteur 11 entraîne la rotation des arbres tournants 4, 5 dans le même sens des flèches (voir la figure 1) par l'intermédiaire du mécanisme de transmission 12, 14, 13a, 13b, 4t et 5b.Quand les arbres 4, 5 tournent, organe de travail 3 est soumis a une oscillation par les excentriques 4a, 5a sur les arbres 49 5 logés dans les trous 3a, 3b respectivement et le mouvement d'oscillation de l'organe de travail 3 a pour effet que l'arête de coupe 30cÇ du moyen de coupe 50 effectue un mouvement circulaire cyclique comprenant une élévation, une avance, une descente et un recul tout en décrivant un cercle comme le montre clairement la figure 6.Ainsi, pour couper un angle de la pièce W (figure 6) quand la pièce W est avancée manuellement ou mécaniquement en une trajectoire linéaire le long de# la gorge 25 en V de l'organe de guidage, 24 (figure 4), l'arête de coupe 30c' du moyen de coupe 30 qui tourne dans le mouvement circulaire de base peut couper simultanément le sommet Wa et les épaulements opposes Wb, de l'angle de la pièce W pour former une surface de soupe doucement încurv#e ayant a l'angle un aspect plaisante Comme l'arête de coupe 30c' décrit le cercle de'base A tout en maintenant sa disposition parallèle par rapport à la pièce W, l'angle d'attaque de l'ares de coupe# Oc' du moyen de coupe 30 par rapport à la pièce W varie de façon continue pendant l'opération de coupe et il en résulte que l'arête de coupe 30c' est protégée contre une usure et une détérioration prématuréees pour garantir une longue durée de service du moyen de coupe 30. Comme le cercle de base est très petit, le moyen de coupe 30 peut accomplir un usinage de finition sur une zone d'attaque à angle droit d'une pièce. Selon la présente invention, en faisant varier l'excentricité des excentriques 4a, Sa, on peut faire varier le cercle de base à l'intérieur d'une large gamme entre une valeur maximale prédéterminée et une valeur minimale prédéterminée. Ainsi, une coupe de haute finition est possible avec un petit couple de coupe, ce qui diminue ainsi la résistance à la coupe appliquée au moyen de coupe. La présente invention n'est pas limitée à la forme d'exécution décrite ci-dessus et représentée au dessin annexé mais, par exemple, le mécanisme de transmission, le moyen de montage du moyen de coupe pour empêcher l'organe de travail d'osciller transversalement peuvent entre remplacés par des moyens équivalents convenables sans qu'on s'écarte du cadre de l'invention. Bien selon n'ait représenté et décrit en détails qu'une seule forme d'exécution de l'invention, on comprendra que cet forme d'exécution n'a été indiquée qu'a titre d'exemple sans limiter l'invention définie par les revendications annexées, R E V E N D I C A T I 0 N S. S. Machine de finition d'une pièce de métal, caractérisée par le fait qu'elle comprend un moteur électrique d'entraînement (11), deux arbres tournants (4-5), l'un supérieur et l'autre inférieur, reliés pour leur entraînement au moteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission (12-14-13a-13b-4b-5b) de façon à tourner dans le même sens et en synchronisme l'un avec l'autre, lesdits arbres tournants étant munis d'excen- triques (4a-5a), un organe de travail oscillant (3) percé de deux trous circulaires C3a-5a), l'un supérieur et l'autre inférieur pour recevoir librement lesdits excentri- ques sur les arbres tournants (4-5) et un moyen de coupe (30) monté sur la face supérieure dudit-organe de travail (3) et ayant une gorge en V (30c) sur sa surface supérieure. 2. Procédé pour la finition d'une pièce de métal, dans lequel, deux excentriques (4a-5a) tournant en synchronisme ltun avec l'autre, un moyen de coupe (30) est monté dans une partie d'un organe de travail (3) qui reçoit librement lesdits excentriques et tourne en décri- vant un petit cercle pour couper ainsi un angle d'une pièce à usiner (W). 3. Machine de finition d'une pièce de métal, caractérisée par le fait qu'elle comprend une semelle de machine (1), deux parois de support latérales parallèles (2) s'étendant verticalement à partir de ladite semelle, un moteur électrique d'entraînement (11) monté sur ladite semelle a l'extérieur desdites parois de support, deux arbres tournants (4-5) l'un supérieur et l'autre inférieur, supportés par lesdites parois de support et reliés pour leur entraînement audit moteur par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission, lesdits arbres tournants (4-5) ayant des excentriques faisant corps avec eux (4a#5a), un organe de travail (3) supporté pour osciller sur les dits arbres tournants et ayant un premier trou supérieur et un deuxième trou inférieur pour recevoir librement lesdits excentriques, un moyen de coupe (30) monté de façon détachable sur la surface supérieure da dit organe de travail pour sa rotation on décrivant un petit cercle, deux montants de support parallèles (21-22) pour des barres de guidage (23), ces montants s'élevant de ladite semelle près desext#rémlt6s desdites parois de support, deux barres de guidage parallèles (23) s'étendant entre les extrémités supérieures desdits montants de support des barres de guidage et un organe de support (24) pour la pièce à usiner (W) monté sur les barres de guidage pour se déplacer le long de ces barres. 4. Machine de finition d'une pièce de métal selon la revendication 3, dans laquelle ledit moyen de coupe est sous forme d'un outil à fileter ayant une gorge en V sur sa surface supérieure avec une arête de coupe à une extrémité de la gorge en V. 5. Machine de finition d'une pièce de métal selon la revendication 3, dans laquelle le mouvement de rotation dudit moyen de coupe est un mouvement circulaire de base comprenant une montée, une avance, une descente. et un recul. 6. Machine de finition d'une pièce de métal selon la revendication 3, dans laquelle ledit organe de support de pièce (24) présente une forme en W renversé et une gorge en V dans sa surface supérieure. 7. Machine de finition dune pièce de métal selon la revendication 3, dans laquelle ledit organe de travail (3) est sous la forme d'un triangle comprenant un bras plus long pratiquement horizontal (3') percé dudit trou supérieur (3a) et un bras plus court (3") faisant un angle à partir du bras plus long et percé audit trou inférieur (3b).