Brevet FR2494610A1 — publié le 19820528

24946'l 0 La présente invention est relative à un procédé de réalisation du biseau des bras de vilebrequins ou similaires, par usinage avec enlèvement de copeaux, ainsi qu'à une frai- seuse pour la mise en oeuvre de ce procédé. Surtout dans le cas de vilebrequins assez grands et assez lourds, on biseaute fréquemment les bras aux faces laté- rales extérieures dans la région des manetons, d'une part pour économiser de la matière et du poids et, d'autre part, pour gagner de la place dans le carter de vilebrequin ou analo- gue. Jusqu'ici, ces biseaux forment des surfaces planes ou des surfaces coniques et nécessitent une dépense de fabrication considérable. En effet, après avoir usiné les manetons avec une fraiseuse usuelle pour vilebrequins, il faut transférer les vi- lebrequins sur un tour ou une fraiseuse spécialement agencés à cet effet et alors seulement s'effectue l'usinage des biseaux de bras. On ne peut éviter de transférer la pièce que si, à nouveau, après le fraisage des manetons, on convertit la frai- seuse elle-même en remplaçant le plateau fraiseur par un groupe additionnel à entraînement propre qui permet alors l'usinage du biseau. Comme outils, on utilise des outils de tour ou des fraises convenablement choisies que l'on fait plonger radiale- ment ou que l'on guide avec une avance dirigée transversalement à l'axe du vilebrequin. Par conséquent, étant donné la néces- sité de transférer la pièce ou de convertir la machine, les procédés connus d'usinage de biseaux de bras avec enlèvement de copeaux sont longs et exigent des moyens supplémentaires impor- tants, vu la nécessité de machines, groupes additionnels, dis- positifs et outils spéciaux. C'est pourquoi l'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients et de fournir un procédé de l'espèce définie plus haut qui permette de réaliser des biseaux de bras avec économie de temps, de façon rationnelle et pratique, sans appareils ad- ditionnels etc. Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait que l'on usine la région à biseauter du bras le long d'une sur- face de coupe engendrée par un arc de cercle situé dans un plan normal à l'axe du vilebrequin et dont le centre se déplace sur une trajectoire dont l'allure comporte des composantes axiales et radiales. Ce procédé, qui aboutit par exemple à un biseau en forme de surface cylindrique si la trajectoire du centre de l'arc est rectiligne, permet d'utiliser des fraises à disques simples à coupe extérieure ou intérieure dont le cercle de la- mes a un rayon correspondant à l'arc de cercle et il suffit de communiquer à la fraise une avance adaptée à la trajectoire du centre de l'arc de cercle pour réaliser le biseau de bras dési- ré. Une telle fraise intérieure ou extérieure peut se monter sans difficultés sur n'importe quelle fraiseuse pour vilebre- quins, de sorte que le biseau de bras d'un vilebrequin peut être réalisé sur une fraiseuse pour vilebrequins, avec la même fixation de la pièce et sans adjonction d'un groupe addition- nel. Etant donné que le point important n'est pas la forme du biseau, mais l'économie de matière et de place, l'absence de biseaux coniques est sans importance, mais si, dans des cas spéciaux, un tel biseau conique était nécessaire, on pourrait par le procédé selon l'invention approcher de cette surface co- nique, par exemple en usinant le biseau suivant deux surfaces de coupe dont les trajectoires en arc de cercle seraient si- tuées dans deux plans axiaux symétriques autour du plan axial passant par le rayon du vilebrequin. Bien entendu, en même temps que l'avance, on peut choisir librement l'allure de la trajectoire en arc de cercle et donc la forme même des biseaux, par exemple, à part la forme rectiligne, une forme convexe ou concave et naturellement, par le procédé selon l'invention, ou- tre des biseaux de bras de vilebrequin, on peut aussi réaliser d'autres biseaux quelconques sur des pièces pouvant être usi- nées sur des fraiseuses. Pour la mise en oeuvre rationnelle du procédé, selon un développement de l'invention, dans une fraiseuse comportant un chariot porte-outil pouvant se mouvoir transversalement à l'axe longitudinal de la machine et recevant un outil de frai- sage, de préférence annulaire à coupe intérieure, et un chariot longitudinal portant le chariot porte-outil, on prévoit un dis- positif de commande au moyen duquel on peut commander aussi bien l'entraînement du chariot porte-outil que l'entraînement du chariot longitudinal pour imprimer à l'outil de fraisage un mouvement d'avance comprenant des composantes radiales et axia- les. Uniquement en vertu de ce dispositif de commande, on peut utiliser une fraiseuse usuelle sans autres dispositifs addi- tionnels pour usiner des biseaux de bras, car l'avance corres- pondante de l'outil est donnée par la combinaison des mouve- ments du chariot porte-outil et du chariot longitudinal. Le chariot porteoutil peut être aussi bien un chariot à mouve- ments croisés qu'un chariot transversal, il faut simplement, dans le cas du chariot transversal, assurer une division angu- laire correspondante du vilebrequin afin qu'il s'effectue aussi un mouvement du chariot transversal dans la position correcte relativement au rayon de maneton dont il s'agit et qu'il en ré- sulte la composante radiale désirée de l'avance. Une telle di- vision du vilebrequin n'est pas nécessaire dans le cas d'un chariot à mouvements croisés, car avec celui-ci, l'outil peut de toute façon être déplacé dans n'importe quelle direction ra- diale. Il est particulièrement avantageux, selon l'invention d'utiliser comme outil de fraisage un plateau fraiseur pouvant servir à usiner les tourillons et/ou le contour extérieur des bras. Par suite, un plateau fraiseur de ce genre permet de fraiser les tourillons et/ou le contour extérieur des bras, ainsi que d'usiner le biseau des bras d'un vilebrequin.pendant une seule fixation et avec un même outil de fraisage. Il ne faut ni transfert ni conversion ni transformation et la pièce une fois fixée peut être usinée en une seule passe à tous les endroits désirés. L'objet de l'invention est représenté à titre d'exem- ple par les dessins annexés, sur lesquels: les figures 1 et 2 montrent schématiquement l'exécu- tion du procédé selon l'invention, à propos d'un bras de vile- brequin en élévation latérale et frontale et la figure 3 une fraiseuse pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, en élévation latérale. Pour pouvoir réaliser un biseau 2 sur les bras la d'un vilebrequin 1 avec une fraiseuse usuelle pour vilebrequins munie d'un plateau fraiseur M en forme de disque, on usine ce biseau sous une forme pratiquement cylindrique et, à cet effet, on communique au plateau fraiseur M, qui est dans l'exemple re- présenté un plateau fraiseur annulaire à coupe intérieure, une 14 2494610 avance V dont la direction rjrncipale se sante radiale VR et d'une eomposante axiale VA' En vertu de cette avance V, Il se forme lors du fraisage avec le plateau fraiseur M un biseau de bras 2 qui est la surface d'intersec- tion entre le bras la et la surface enveloppante du cercle de lamnes K correspondant à l'avance du plateau fraiseur M. L'avan- ce V et la trajectoire du centre du plateau fraiseur lors du fraisage peuvent en principe Utre choisies librement du moment que leur allure présente non seulement une composante radiale mais également une composante axiale, la trajectoire pouvant naturellement aussi comporter une allure à direction variable et des tronçons à composante exclusivement radiale ou vertica- le. Etant donné qu'une telle trajectoire doit être complétée lors de l'avance de l'outil, il faut logiquement, dans le choix de cette trajectoire ou du parcours d'avance, veiller à la pos- sibilité d'exécution pratique et à l'efficacité. La figure 3 représente une fraiseuse pour vilebre- quins qui permet, avec un même plateau fraiseur M et pendant une même fixation d'un vilebrequin 1, non seulement d'usiner les tourillons lb, les manetons le et le contour extérieur la' des bras la, mais de réaliser en outre le biseau 2 des bras. A cet effet, le plateau fraiseur annulaire à coupe intérieure M est monté par l'intermédiaire d'un tambour d'outil 3, dans un chariot porte-outil 4 sous forme de chariot à mouvements croi- sés qui se compose d'un chariot horizontal 4a et d'un chariot vertical 4b et permet un déplacement quelconque du plateau fraiseur M dans un plan normal à l'axe longitudinal de la ma- chine 4. Le chariot porte-outil 4 est monté à son tour sur un chariot longitudinal 5 qui peut coulisser longitudinalement le long du banc 6 et assure le mouvement du plateau fraiseur M en direction axiale. Pour l'entraînement des chariots horizontal et vertical 4la, 4b sont prévus des moteurs 7 qui déplacent les chariots 4a, 4b par l'intermédiaire de transmissions correspon- dantes et de tiges filetées 8, 9. Un moteur 10 avec tige file- tée 1l assure l'entraînement du chariot longitudinal 5. Sur le banc 6 de la fraiseuse sont en outre disposées deux poupées 12 qui immobilisent le vilebrequin à usiner 1 pen- dant tt - te:nps dIusinaFçe. Pour lsutenir le vilebreiuin 1 lors de l'usinage par le plateau fraiseur M est en outre prévue une lunette 14 qui est également montée de manière à pouvoir coulisser sur le banc 6 et peut éventuellement être accouplée au chariot longitudinal. Pour commander les mouvements des chariots et les en- traînements de chariot est prévu un dispositif de commande 13 par l'intermédiaire duquel les entraînements de chariot peuvent être commandés de telle sorte que le plateau fraiseur M est po- sitionné longitudinalement conformément aux points d'usinage et exécute le mouvement d'avance nécessaire à l'usinage désiré. Lors de l'usinage des tourillons lb et des manetons lc ainsi que des contours extérieurs la' des bras la, ce mouvement d'avance se situe dans un plan normal à l'axe longitudinal de la machine et par suite, il est assuré uniquement par le cha- riot porte-outil 4. Si par contre on usine les biseaux de bras 2, il faut que l'avance présente une composante radiale et une composante axiale, de sorte que l'entraînement du chariot lon- gitudinal 5 doit être commandé non seulement pour le position- nement longitudinal du plateau fraiseur, mais en outre pour l'avance de celui-ci. L'avance V du plateau fraiseur M pour l'usinage des biseaux de bras 2 résulte ainsi de la combinaison du mouvement du chariot porteoutil dans un plan normal et dans la direction appropriée, pour la composante VR, et du mouvement du chariot longitudinal, en direction axiale, pour la composan- te VA. Les grandeurs des composantes qui déterminent chaque fois l'avance, ainsi que leur coopération, peuvent être choi- sies par l'intermédiaire du dispositif de commande et sont aus- si surveillées par celui-ci. Ainsi, avec une seule fraiseuse et un seul outil, on peut usiner de la façon la plus rationnelle les tourillons, les manetons, les contours extérieurs des bras et le biseau des bras. 6 2494610 REVENDICATIONS 1. Procédé de réalisation du biseau des bras de vile- brequins, etc..., par usinage avec enlèvement de copeaux, ca- ractérisé par le fait que l'on usine la région à biseauter du bras le long d'une surface de coupe engendrée par un arc de cercle situé dans un plan normal à l'axe du vilebrequin et dont le centre se déplace sur une trajectoire dont l'allure comporte des composantes axiales et radiales. 2. Fraiseuse pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un chariot porte-outil pouvant se mouvoir transversalement à l'axe longitudinal de la machine et recevant un outil de fraisage, de préférence annulaire à coupe intérieure, et un chariot longitudinal portant le chariot porte-outil, et caractérisée par un dispositif de commande (13) au moyen duquel on peut commander aussi bien l'entraînement (7, 8, 9) du chariot porte-outil que l'entraînement (10, 11) du chariot longitudinal pour imprimer à l'outil de fraisage (M) un mouvement d'avance (V) comprenant des composantes radiales et axiales (VR, VA) 3. Fraiseuse selon la revendication 2, caractérisée par le fait que l'outil de fraisage est un plateau fraiseur (M) pouvant servir à usiner les tourillons (lb, le) et/ou le con- tour extérieur (la') des bras.