Brevet FR2481980A1 — publié le 19811113

La présente invention a pour objet une machine de rectification ou rectifieusede matériaux durs et notamment de quartz à effet piezoélectriquepar abrasion, du type dans lequel la pièce est usée par frottement contre une surface sur laquelle est déposé un abrasif. Des machines rectifieuses de ce type sont connues. Elles comprennent généralement un plateau présentant une couronne dentée extérieure et une couronne dentée intérieure7 sur lequel reposent des satellites au voisinage de la périphérie desquels sont percés des alvéoles dans lesquels sont introduites les plaquettes à rectifier. Les satellites sont entraînés en rotation d'une part autour d'eux-mêmes et d'autre part autour de l'axe du plateau par la couronne intérieure et/ou la couronne extérieure. On obtient ainsi un déplacement important et relativement rapide des plaquettes sur le plateau. L'abrasif nécessaire est amené par des canalisa- tions prévues dans le couvercle et qui est appliqué sur le plateau par pression ou par son propre poids. On obtient ainsi des plaquettes de quartz, par exemple, qui sont satisfaisantes en ce qui concerne le parallélisme des faces et la planéité de ces dernières. Toutefois, on sait que les matériaux cristallisés,et en particulier le quartzprésentent des axes de cristallisation et que les caractéristiques radioélectriques des plaquettes de quartz dépendent d'une manière très sensible de l'angle que forment leurs faces avec leurs axes de cristallisation. Pratiquement, après rectification dans une rodeuse planétaire du type décrit ci-dessus, on sélectionne les quartz possédant les angles désirés par goniométrie et on rejette pratiquement une bonne partie de ceux-ci. Bien entendu, cette sélection statistique conduit à un pris de revient élevé des 248 1980 plaquettes de quartz utilisables par exemple dans les transmissions radioélectriques pour le pilotage des étages oscillateurs. Un premier objet de la présente invention est une rectifieuse planétaire permettant de réaliser une correction angulaire sur des pièces en matière dures telles que du quartz et de les rendre planes et parallèles par retournement une fois que la correction est apportée. Un second objet de la présente invention est de permettre dans une machine rectifieuse l'ajustage de l'angle des faces par rapport à l'axe principal du cristal à la valeur désirée, ainsi que celui de l'épaisseur des pièces tout en obtenant un très bon état de surface. Selon la présente invention, la structure planétaire comprenant un plateau et un ensemble de satellites entraînés par au moins une couronne dentée, des canalisations étant prévues dans un couvercle reposant sur les satellites en vue d'un apport d'abrasif est caractérisée en ce que ledit plateau est percé d'un ensemble d'alvéoles entre la couronne dentée extérieure et la couronne dentée intérieure, lesdits alvéoles comportant chacun une table d'inclinaison individuellement variable, lesdits satellites tournant au-dessus dudit plateau et dèsdites tables. Ainsi, contrairement à la disposition utilisée dans la technique antérieure, les plaquettes de quartz ne sont pas mobiles sur le plateau mais restent au contraire fixes, les satellites tournant au-dessus des plaquettes portées par les tables de manière à les éroder selon un angle déterminé. Selon une autre caractéristique de l'invention, chacune des tables précitées est montée pivotante sur l'arête d'un couteau, sous l'action d'une vis micrométrique commandée par un moteur pas à pas. Il est ainsi possible d'obtenir un réglage très fin de l'inclinaison de la table par rapport au pla- teau et par suite des angles précis des faces des plaquettes montées sur chaque table. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaquettes de quartz sont maintenues sur les tables précitées par aspiration. Au niveau de précision auquel travaille la machine, la fixation des plaquettes de quartz sur les tables par une goutte d'adhésif de quelques microns provoquerait des différences angulaires préjudiciables à la qualité du résultat que l'on désire obtenir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre d'un mode de réalisation particulier, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des figures qui représentent: - la fig. 1 une coupe verticale d'une rectifieuse selon l'invention selon la ligne I-I de la figure 2 - la fig. 2 une vue par dessus de la machine - la fig. 3 une vue en -coupe représentant le montage d'une table; - la fig. 4 une coupe verticale de la même table selon un plan radial différent; - la fig. 5 une table en position inclinée - et les fig. 6, 7 et 8 des schémas d'explica- tion du processus opératoire. Bien entendu, sur les figures 6, 7 et 8 les dimensions sont considérablement exagérées pour facili- ter la compréhension. Sur la figure 1, on voit que la machine se compose d'une embase 1 sur laquelle est monté un socle 2, de préférence en granit pouvant se mouvoir verticalement par l'intermédiaire de cinq colonnes de guidage 3 sous l'action d'un vérin 4 de préférence comportant trois tiges 5. Le socle 2 est percé dans sa partie centrale d'un alésage 6 à travers lequel passe un fourreau 7 renfermant un axe d'entraînement 8 qui entraîne la couronne dentée intérieure 9 en rotation. Des satellites 10 prennent appui par leur denture d'une part sur le pignon 9 et d'autre part sur la couronne dentée extérieure 11. L'arbre 8 est entraîné en rotation par un dispositif de renvoi d'angle 12 dont l'arbre 13 est relié à un moteur électrique non représenté. Au dessus des satellites 10 vient prendre appui un couvercle 14 dont l'intérieur présente des conduits 15 dont le rôle est d'assurer le cheminement de l'abrasif destiné au rodage des plaquettes de quartz qui sont très schématiquement représentées en 16. Les plaquettes de quartz sont disposées sur des tables 17 dont le montage à l'intérieur d'alvéoles du plateau 18 sera expliqué ultérieurement. Le plateau 18 et la couronne extérieure 11 reposent sur un support fixe 19. On aperçoit sur la figure 2 la couronne dentée extérieure 11 à l'intérieur de laquelle viennent prendre appui trois satellites 10 représentés en traits interrompus et entraînés par la couronne dentée intérieure ou pignon 9. Dans l'exemple représenté, le plateau 18 porte cinq tables 17. Le socle 2 coulisse sur les colonnes 3 par l'intermédiaire de rails de guidage 20 sur lesquels viennent porter des tables de roulement. De préférence, l'embase 1 et le socle 2 sont réalisés en granit dont la stabilité se compare avantageusement à celle de la fonte. Les tables de guidage de précision permettent d'obtenir un déplacement absolument vertical, ce qui est nécessaire pour que le plateau 18 soit très exactement horizontal. C'est en effet par rapport à la position du plateau 18 que l'on va déterminer l'inclinaison des tables 17 et par suite l'inclinaison des faces de chaque quartz par rapport à son axe principal. Le fonctionnement de la machine est globalement le suivant: le socle 2 occupant sa position basse par rétraction des tiges 5 du vérin 4 à l'intérieur du corps du cylindre, les plaques de quartz sont disposées sur les tables 17 et maintenues sur celles-ci comme celà est expliqué ultérieurement. Les satellites 10 sont disposés au dessus des plaquettes de quartz et le couvercle 14 est abaissé. Puis, par action du vérin 4, le socle 2 est poussé vers le haut. Le pignon 9 est entraîné en rotation alors que l'abrasif arrive par les conduits 15. Après un temps convenable, le socle 2 redescend, le couvercle remonte et les plaquettes usinées sont retirées et retournées, puis après leur double usinage remplacées par de nouvelles plaquettes. La figure 3 représente une coupe verticale par un plan radial passant par l'axe de la machine représentant en vue partielle le montage d'une table 17 sur le socle 2. Conformément à une caractéristique de l'invention, la machine permet d'obtenir une inclinaison des tables 17 sur lesquelles sont disposées les plaquettes de quartz (non représentées sur la figure 3) de manière à obtenir la formation d'un angle entre une face de ladite plaquette et le plan horizontal. Comme exposé précédemment, une table 17 est incluse dans un alvéole 21, formé dans le plateau 18 monté sur le support 19, par l'intermédiaire d'un joint 22 qui évite que l'abrasif ne pénètre à l'intérieur du mécanisme de la machine. La table 17 est supportée par le socle 2, de préférence par l'intermédiaire d'une ventouse magnétique dont le corps 23 est vissé par une vis 24 dans le socle 2 et dont la plaque polaire 25 est solidarisée de la table 17 par une vis 26. La table 17 repose par ses deux extrémités d'une part sur un pivot 27 en forme de couteau solidarisé du socle 2 par l'une de ses extrémités et sur une vis micrométrique 28 dont le déplacement est commandé par un moteur pas à pas 29. Dans ces conditions, on conçoit aisément que, par action sur le moteur pas à pas 29, il est possible de donner une inclinaison très faible à la table, donc à la surface supérieure des plaquettes, si elles sont initiale- ment à faces parallèles par rapport à l'horizontale. On a représenté sur la figure 5 une table 17 en position inclinée. La figure 4 représente une coupe analogue à celle de la figure 3 mais par un autre plan radial, ce qui permet de distinguer le système de maintien des plaquettes en position horizontale par un ensemble de conduits 30 interconnecté par un collecteur 31 avec une canalisation 32 reliée à un dispositif quelconque susceptible de produire une forte dépression. Les trois plaquettes de quartz 16 sont maintenues à l'encontre des forces qui leur sont appliquées latéralement par un cadre 33. Comme signalé précédemment, le dispositif de maintien et d'application des plaquettes contre la surface de la table permet d'éviter -les erreurs d'angle résultant de la présence de gouttes de colle à diamètre indéterminé. Les figures 6, 7 et 8 sont des schémas permettant de comprendre le processus d'élaboration de plaquettes de quartz à faces parallèles orientées par rapport à l'axe principal. Sur la figure 6, on voit une plaquette 16 et son axe principal s'étendant selon la direction 1fa. La première étape consiste à rendre la face supérieure lb parallèle à l'axe l6a. Celà est obtenu comme expliqué précédemment par inclinaison de la table 17 d'un angle déterminé. Puis, la plaquette est retournée et, selon la même inclinaison, la face 16c est rodée de manière à devenir parallèle à la face 16b1 et par suite à l'axe principal 16a. Dans ces conditions, on obtient un quartz ou une plaquette de quartz dont les faces 16bl et -16c1 sont parallèles entre elles d'une part et parallèles à la direction de l'axe principal d'autre part ou inclinées sur celui-ci d'un angle bien défini. Bien évidemment, la position des faces 16b et 16c par rapport à l'axe principal est déterminée par goniométrie avant rectification. La machine selon l'invention permet donc de réaliser des pièces dont les surfaces opposées composent un angle d'une certaine précision tout en présentant une planéité parfaite, ce qui permet d'utiliser des quartz qui-auparavant étaient rejetés comme présentant des caractéristiques radioélectri- ques insuffisantes. Par ailleurs, on n'applique sur le vérin 4 qui peut être un vérin hydraulique ou pneumatique qu'une pression très faible juste destinée à compenser l'élimi- nation de la matière due à l'abrasion, un système d'éva- cuation de l'abrasif et de la matière en poudre étant prévu. Bien entendu, bien que sur la figure 4 on n'ait représenté que trois plaquettes, le nombre de plaquettes de quartz portées par une table peut être beaucoup plus grand. Toutes les plaquettes portées par une table vont subit la même rectification angulaire et bien entendu doivent être sélectionnées avant montage. La machine qui vient d'être décrite convient par ailleurs parfaitement bien à la taille très précise de toutes les autres matières dures autres que le quartz. Il va de soi que des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation qui vient d'être décrit, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour celà du cadre de la présente invention. 248.1980 REVENDICATIONS 1.- Machine de rectification de pièces en matériaux durs par abrasion comprenant un système plané- taire tournant au dessus d'un plateau fixe, le système planétaire étant recouvert par un couvercle comprenant des conduits d'amenée de l'abrasif, caractérisé en ce que lesdites pièces sont placées sur des tables solidaires du plateau, les satellites tournant au-dessus desdites pièces. 2.- Machine de rectification selon la revendication 1, caractérisée en ce que les tables précitées sont montées pivotantes autour d'un couteau placé au-dessus de l'une de leurs extrémités, la position - angulaire de chaque table étant ajustée par action d'une vis micrométrique portant sous ladite table au voisinage de la seconde extrémité, ledit ajustage de position étant individuel, 3.- Machine selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque table est mécaniquement rappelée contre un socle disposé au-dessous du-plateau et portant le couteau d'une part et les moyens d'entraî- nement de la vis micrométrique d'autre part par une ventouse magnétique dont le corps est solidaire du socle et dont la plaque polaire est solidaire de la table. 4.- Machine selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement de la vis micrométrique consistent en un moteur pas-à-pas. 5.- Machine selon l'une quelconque des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que les tables précitées sont creusées d'une multitude d'orifices débouchant à leurs surfaces supérieures et réunies par l'intermédiaire d'un collecteur à un dispositif d'aspiration sous vide. 6.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le socle précité est monté sur les tiges d'un vérin et guidé par des tables de roulement sur des chemins de guidage verticaux, ledit vérin provoquant l'élévation du socle et des tables au fur et à mesure de l'abrasion des pièces, le couvercle précité restant dans une position horizontale fixe. 7.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les satellites précités sont entraînés par une couronne dentée intérieure et guidés par une couronne dentée extérieure solidaire du support de plateau. 8.- Machine selon la revendication 7, carac- térisée en ce que la couronne dentée intérieure précitée est elle-même entraînée par un axe passant à l'intérieur d'un fourreau à travers le socle, et lui-même entraîné par un moteur électrique. 9.- Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est montée sur une embase en granit, le socle précité étant également en granit. 10.- Pièces cristallisées et notamment quartz dont l'angle des faces est corrigé par rapport à un axe du cristal obtenues par abrasion sur une machine selon l'une quelconque des revendications précédentes.