Brevet FR2500345A1 — publié le 19820827

L'invention a pour objet un dispositif de réglage pour un outil de brochage essentiellement constitué par un corps porteur et par au moins un élément de coupe dispo- sé sur celui-ci, l'élément de coupe étant, dans le domaine de son support arrière en considérant la direction de brochage, réglage perpendiculairement à cette direction de brochage et à l'opposé de la normale aux dents de brochage. Lors du brochage des pièces on rencontre d'une façon générale un problème en ce que, par suite de l'usu- re des arêtes de coupe des dents de brochage de l'outil de bro- chage, la précision des cotes des surfaces de brochage au cours des diverses opérations de brochage diminue au cours de la du- rée de vie d'un outil de brochage. De plus, il est difficile d'effectuer une orientation précise de l'outil de brochage par rapport à la di- rection de brochage. Pour éliminer ces problèmes, il est connu de prévoir des coins réglables, dans le domaine du support de l'élément de coupe, sur un porte-outils se disposant sur un chariot d'outil, ces coins servant à déplacer ou à régler les éléments de coupe. La pratique a en outre montré que lorsque plusieurs profils étaient brochés l'un à la suite de l'autre sur la même pièce avec le même outil de brochage, il pouvait se produire des défauts de précision de cotes considérables par suite de l'élévation de la température de la pièce au cours des diverses opérations de brochage. Un tel problème se pré- sente par exemple lors du brochage extérieur de pistes de rou- lement de billes dans les bagues extérieures de joints dits joints homocinétiques tels que les joints connus par exemple d'après la revue "Werkstatt und Betrieb" (Atelier et exploita- tion), 1968, Numéro 9, pages 3 à 6. L'invention a pour but d'agencer un dis- positif de réglage pour outil de brochage du type indiqué dans le préambule de façon à permettre de façon simple un réglage de l'élément de coupe perpendiculairement à la direction de brochage et à l'opposé de la normale aux dents de brochage, no- tamment aussi pendant une opération de brochage. L'invention concerne à cet effet un dispo- sitif de réglage du type ci-dessus caractérisé en ce que pour le réglage du support arrière, en considérant la direction de 2 2500345 brochage, de l'élément de coupe, il est prévu un organe pour déformer élastiquement ce support. La nature de l'invention réside en ce qu' une force est exercée indirectement ou directement sur l'élément de coupe ou sur la partie qui le maintientdu porte-outils ou du fût de l'outil, cette force étant dirigée dans la direction de la normale à la surfaceà réaliser sur la pièce. Par cette force, le support de l'élément de coupe est déformé élastique- ment, ce support étant entendu dans le sens le plus large en inclinant la partie du porte-outils ou du fût de l'outil sur laquelle est fixé l'élément de coupe. En raison de cette défor- mation élastique, le déplacement ou le réglage de l'élément de coupe de l'outil de brochage est réversible à chaque instant. Par les dispositions conformes à l'invention, on fait donc ef- fectivement varier la pente de l'outil de brochage. On peut ainsi effectuer une compensation de l'usure, une compensation des défauts dus à la dilatation thermique ou encore un réglage souhaité pour d'autres raisons. Les deux possibilités de principe pour appliquer la force de déformation sont obtenues en ce que: - il est prévu un organe de compression sollicitant directement l'élément de coupe par une force; - il est prévu un organe de compression sollicitant indirectement l'élément de coupe par une force. Mais au lieu de l'organe de compression constitué par un piston de pression sollicité de façon préfé- rentielle par voie hydraulique, on peut aussi appliquer la for- ce par un excentrique, une vis actionnée à la main ou par un moteur ou encore par une sollicitation thermique. Les principes constructifs suivant lesquels peut être déformé le support de l'élément de coupe sont tels que: - il est prévu en tant qu'organe de com- pression un-piston de pression sollicité par voie hydraulique; - l'organe de compression s'applique con- tre l'élément de coupe. Une solution constructive particulière- ment préférentielle et particulièrement simple est caractéri- sée en ce que: a) l'organe de compression est agencé 4o pour déformer partiellement l'appui maintenant l'élément de cou- pe; b) l'organe de compression s'applique contre un voile centré qui s'appuie à son tour, au moins d'un c8té, contre l'appui; c) le voile est agencé en forme de levier coudé. Les dispositions conformes à l'invention sont applicables de façon similaire au brochage intérieur et au brochage extérieur. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans les- quels: - la figure 1 est une vue en élévation d'une machine à brocher eXtérmeure verticale comportant un dispositif de réglage conforme à l'invention; - la figure la est une vue en détail cor- respondant à la figure 1; - la figure 2 est une vue latérale de la machine à brocher suivant la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus de la machine à brocher suivant la figure 1 et la figure 2; - la figure 4 est une vue d'une partie de la figure 1 représentant un détail du dispositif de réglage; - la figure 5 est une coupe horizontale effectuée suivant la ligne V-V de la figure 4; - la figure 6 représente une forme de réa- lisation variante du dispositif de réglage, également pour le brochage extérieur; - la figure 7 est une vue schématique d'un outil de brochage intérieur; - la figure 8 est une vue d'une partie de la figure 7 représentant un détail du dispositif de réglage conforme à l'invention; la figure 9 représente une pièce devant être usinée avec l'outil de brochage intérieur suivant la figure La machine à brocher extérieure représen- tée sur les figures 1 à 3, comporte de façon usuelle un mon- 4 2500345 tant ou bâti 1 reposant sur le sol ou sur une fondation 2 Sur le bâti 1 est disposée une table porte-pièces 3 sur laquel- le est monté de façon interchangeable un support 5 adapté aux diverses pièces à usiner 4 et destiné à maintenir ces pièces 4 pendant l'opération d'usinage. Sur le bâti 1, un chariot porte-outils 6 est monté dans des guidages verticaux pour se déplacer suivant la double flèche 8. Le chariot porte-outils 6 est entrainé par une commande à vérin hydraulique 9 qui est simplement indiquée sur les dessins. Le cylindre de cette com- mande 9 est vertical et est disposé à l'intérieur du revêtement se trouvant au-dessous de la table porte-pièces 3. La tige de piston de la commande 9 est disposée à l'intérieur du chariot porte-outils 6 et fixée à l'extrémité supérieure de ce chariot. Un porte-outils 11 est monté de façon amovible sur le chariot porteoutils 6, un ou plusieurs outils de brochage étant à leur tour fixés sur ce porte-outils. Telle qu'elle a été décrite jusqu'ici, la machine de brochage est usuelle dans le commerce et est, par exemple, connue d'après la brochure "RAS- Le nouveau programme de machines à brocher extérieures verticales hydrauliques" de la Société Oswald Foret GmBH, Solingen, République Fédérale d'Allemagne. Dans le cas présent,- les outils de brocha- ge sont agencés et disposés de manière à permettre le brochage des pièces 4 qui sont constituées par des bagues intérieures de joints dits joints homocinétiques tels que ceux qui sont connus d'après la revue mentionnée précédemment. On broche alors par paires des pistes de roulement de billes 12. Comme il res- sort notamment des figures 1 et 3, on usine simultanément trois pièces 4. Mais dans la description qui suit, notamment en se rapportant aux figures 4 et 5, on ne décrira de façon précise qu'un poste de brochage 13 Etant donné qu'on broche simultanément deux pistes de roulement de billes 12 diamétralement opposées dans une pièce 4, la disposition des outils de brochage est également symétrique par rapport à un plan dans chaque poste de brochage. Il est donc suffisant de ne décrire qu'un c8té. Chacun des outils de brochage mentionnés est réalisé au moins en deux parties, c'est-à-dire qu'il compor- te une partie de dégrossissage 15 située en avant dans la direc- tion de brochage 14 et une partie de calibrage 16 disposée à la suite. La partie de dégrossissage 15 de l'outil de brochage comporte des dents de brochage 17 dont les arêtes de coupe 18 sont échelonnées, c'est-à-dire disposées avec une rampe, de façon que lors du mouvement du chariot porteoutils 6 dans la direction de brochage 14 vers le bas sur la pièce 4 fixée sur la table porte-pièces 3, le profil désiré, c'est-à-dire la piste de roulement de billes 12, soit dégrossi par brochage. La partie de dégrossissage 15 est fixée de façon réglable sur le porte-outils 11 au moyen de vis de fixation 20 traver- sant des perçages oblongs 19. La fixation de la partie de dégrossissage 15 est également assurée par des vis de serrage 21 perpendiculaires aux vis de fixation 20. La partie de calibrage 16, déjà mention- née, est fixée au-dessus de la partie de dégrossissage 15, c'est-à-dire derrière dans la direction de brochage 14. Un porte-outils intermédiaire 22 est alors monté sur le porte- outils 11, également au moyen de vis de fixation 20 et de vis de serrage 21. La partie de calibrage 16 de l'outil de brocha- ge est fixée sur ce porte-outils intermédiaire 22. Cette par- tie d'outil comporte plusieurs supports 24 de réalisation cylin- drique respectivement disposés.à distance mutuelle entre des éléments de coupe 23. Ces supports 24 s'appliquent sur un ap- pui prismatique 25 et sont fixés sur cet appui 25 au moyen d'une vis de serrage 26 traversant l'appui correspondant 25 Chaque élément de coupe 23 comporte de façon usuelle plusieurs dents de brochage 27 réalisées avec un profil de coupe. Une cavité 28 est réalisée dans le porte- outils intermédiaire 22 derrière l'appui qui est le plus en arrière dans la direction de brochage 14, c'est-à-dire derrière le dernier appui supérieur 25. Un voile 31 est réalisé entre la paroi 29 de la cavité 28 voisine de l'appui 25 et la paroi de cette cavité située à l'opposé de l'appui 25, ce voile étant donc sensiblement perpendiculaire à l'appui 25. Ce voile 31 est cintré à la manière d'un levier coudé perpendiculaire- ment à cette direction normale prédéterminée, c'est-à-dire dans ou à l'opposé de la direction de brochage 14, vers un organe de compression agencé sous forme de piston de pression 32. Ce piston de pression 32 est guidé de façon étanche au moyen d'un joint 34 dans un alésage 33 servant de cylindre hy- draulique. Le piston de pression 32 s'applique par sa face 6 2500345 frontale contre la zone de sommet 35 du voile 31 Sur sa face située à l'opposé du voile 31 dans le cylindre hydraulique 33, le piston de pression 32 peut être sollicité par un liquide de pression pouvant être amené par un conduit 36. Par un tel mouvement de compression du piston de pression 32, provoqué par le liquide de pression, en direction de la zone de sommet 35 du voile 31, celui-ci est étendu comme un levier coudé dans le sens normal 37, de sorte que l'appui 25 est repoussé d'une distance correspondan- te à partir du porte-outils intermédiaire 22. Etant donné que la partie de calibrage 16 de l'outil de brochage s'applique contre l'appui 25, à son extrémité située en arrière dans la direction de brochage 14, par le support correspondant 24, elle est déplacée en conséquence. Pour que la sollicitation 1_5 par pression du voile 31 conduise effectivement à une déforma- tion du porte-outils intermédiaire 22 dans le sens 37 et non pas dans le sens opposé à ce sens 37, ce porte-outils inter- médiaire 22 s'appuie, notamment dans ce domaine, directement ou par des éléments intercalaires 38, de façon particuliire- ment robuste contre le porte-outils 11 réalisé de façon parti- culièrement rigide dans ce domaine. Il faut d'autre part que la paroi 29, située vers l'appui 25 et sur laquelle cet appui 25 est effectivement réalisé, ne soit pas trop rigide, de sorte - qu'une déformation soit possible. Dans la réalisation suivant la figure 6 un outil de brochage de calibrage 16' est fixé sur un porte- outils intermédiaire 22'. Dans la mesure o cette réalisation coincide avec celle des figures 1 à 5, on a utilisé les mêmes références numériques et on s'est abstenu de donner une nouvel- le description. Immédiatement au-dessous de la vis de ser- rage supérieure 26, un piston de pression 32' servant d'organe de compression est guidé de façon étanche apu moyen d'un joint 34' dans un alésage parallèle à la vis de serrage 26 et ser- vant de cylindre hydraulique 33'. Dans la partie arrière, rap- portée à la position de l'outil de brochage de calibrage 16t, du cylindre hydraulique 33', débouche un conduit 36' pour le liquide de pression. Au moyen de ce fluide, le piston de pres- sion 32' peut être poussé en direction de l'outil de brochage 16 par une force résultant de la pression du fluide de pression et de l'aire de la section du piston de pression 32'. Le pis- ton de pression 32' sort du cylindre hydraulique 33' à l'exté- rieur et s'applique par sa force frontale extérieure contre une surface d'appui 39 formée entre l'élément de coupe 23 et le support 24. Le piston 32' est muni d'un évidement 40 dans le domaine de sa face frontale mentionnée précédemment et qui s'applique sur la surface d'appui 39. Dans cet évidement 40 s'engage une plaque d'arrêt 41 fixée par vis dans le porte- outils intermédiaire 22' et qui empêche que le piston de pres- sion 32' puisse sortir du porte-outils intermédiaire 22' quand il ne s'applique pas contre une surface d'appui 39 de l'outil de brochage de calibrage 16'. Lorsque le piston de pression 32' est sol- licité par le liquide de pression, il pousse l'outil de brocha- ge de calibrage 16' en déformant la vis de Jerrage 26 dans le sens 37 à partir du porte-outils intermédiaire 22' vers la piè- ce 4, qui n'est pas représentée sur la figure 6. L'effet de déformation est le même que dans l'exemple de réalisation sui- vant les figures 1 à 5. La figure 7 représente schématiquement un outil de brochage intérieur servant à effectuer le brochage intérieur de pièces 4" qui sont dans le cas présent, comme on le voit sur la figure 9, des bagues extérieures de joints homocinétiques tels que ceux qui sont également connus d'après la revue déjà mentionnée. Dans ce cas, on réalise également par brochage des pistes de roulement de billes 12" diamétrale- ment opposées sur la surface latérale de la pièce 4" et qui correspondent aux pistes de roulement de billes 12. Cet outil de brochage comporte un fût d'outil 42 sur lequel, dans la zo- ne située en avant dans la direction de brochage 14, sont réa- lisées des parties de dégrossissage 15" avec des dents de bro- chage 17" présentant des arêtes de coupe 18". Des parties de calibrage 16" sont associées aux parties de dégrossissage 15", ces parties de calibrage étant en principe agencées et fixées sur le fût 42 de l'outil de la même façon que, dans l'exemple de réalisation suivant les figures 1 à 5, les parties de calibrage 16 des outils de bro- chage sont fixées sur le porte-outils intermédiaire correspon- dant 22. On a donc utilisé, sans autre description, les mêmes références numériques affectées d'un signe seconde. A l'extrémité supérieure du fût d'outil 42, c'est-à-dire à l'extrémité arrière en considérant la direc- tion de brochage 14, est réalisée une cavité 28"! symétrique- ment à l'axe longitudinal 43 du fût 42 de l'outil. Les deux parois 29", 30" de la cavité 28" voisines des appuis 25" op- posés l'un à l'autre sont reliées par un voile 31" agencé de la même façon que le voile 31. Dans les deux cas, la cavité 28, 28" est donc ouverte vers l'avant et vers l'arrière en se rap- portant au plan de figure. Le piston de pression 32" servant d'organe de compression, le cylindre hydraulique 33" avec son joint d'étanchéité 34" et le conduit 36" sont agencés de la mê- me façon que dans le cas de la figure 4. Lorsque le piston de pression 32" est sollicité par le liquide sous pression, ce piston est poussé vers la zone de sommet 35" du voile 31" et déforme ce voile 31" par extension de celui-ci suivant la flè- che double 37" vers les deux appuis 25". Il en résulte que les éléments de coupe 23" situés'en arrière dans la direction de brochage 14 sont déplacés et éloignés de l'axe longitudinal 43 du fût 42 de l'outil. Dans tous les exemples de réalisation, la déformation--va de quelques millièmes à quelques centièmes de millimètre. Notamment dans le cas des exemples de réa- lisation suivant les figures 1 à 5, d'une part, et les figures 7 et 8, d'autre part, on peut utiliser comme organe de compres- sion, au lieu du piston de pression 32, 32", une vis ou une canne à excentrique pour excercer la force et en conséquence pour produire la déformation élastique. Mais la sollicitation hydraulique a pour avantage qu'on peut modifier ou supprimer la déformation même pendant le brochage. Ainsi, en faisant crottre la sollicitation du piston de pression 32, 32t, 32" sur un grand nombre d'opé- rations de brochage, on peut bompenser l'usure subie par les dents de brochage 27, 27". Mais la déviation exposée de l'ex- trémité arrière, dans la direction de brochage 14, de la par- tie de calibrage 16, 16', 16" de l'outil de brochage peut aussi être utilisée dans d'autres buts. Lors du brochage extérieur des bagues in- térieures ou des bagues extérieures des joints homocinétiques déjà mentionnés, c'est-à-dire lors du brochage des pièces 4, 4", les pistes de roulement de billes 12, 12" sont brochées en trois opérations successives avec le même outil de brochage. Après chaque opération de brochage, la pièce 4, 4" est simple- ment tournée d'un angle prédéterminé et usinée ensuite à nouveau au même poste de brochage 13 avec le même outil de brochage. Lors de ces opérations de brochage, la pièce s'échauffe très fortement et il en résulte, dans la profondeur des pistes de roulement de billes 12, 12", une dispersion qui peut aller jusqu'à 25/4. De tels défauts peuvent être compensés en ce qu' après une première passe de brochage, on sollicite le piston de pression 32, 32', 32" par une pression de 70 bars, par exem- ple, et après une seconde passe de brochage, par une pression plus faible, de 35 bars par exemple, tandis que lors de la troi- sième passe de brochage on décharge le piston. Lors de l'usina- ge suivant d'une nouvelle pièce 4, 4", ce cycle recommence. Au lieu des dispositifs de réglage décrits, on peut aussi utiliser un coin actionné au moyen d'un piston de pression approprié, ce coin provoquant une déformation appro- priée et, par suite, une déviation de l'outil de brochage. REVENDICATIONS 1- Dispositif de réglage pour un outil de brochage essentiellement constitué par un corps porteur (24) et par au moins un élément de coupe (23, 23") disposé sur celui-ci, l'élément de coupe étant, dans le domaine de son support arrière en considérant la direction de brochage, régla- ble perpendiculairement à cette direction de brochage et à l'op- posé de la normale aux dents de brochage, caractérisé en ce que pour le réglage du support arrière, en considérant la direction de brochage (14), de l'élément de coupe (23, 23m), il est prévu un organe pour déformer élastiquement ce support. 2- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un organe de compression sollicitant directement l'élément de coupe (23) par une force. 3- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu un organe de compression sollicitant indirectement l'élément de coupe (23, 23") par une force. 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est prévu en tant qu'organe de compression un piston de pression (32, 32', 32") sollicite par voie hydraulique. - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 4, caractérisé en ce que l'organe de compression s'applique contre l'élément de coupe (23). 6- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que l'organe de compression est agencé pour déformer partiellement l'appui (25, 25") maintenant l'télément de coupe (23, 23"). 7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe de compression s'applique con- tre un voile cintré (31, 31") qui s'appuie à son tour, au moins d'un c8té, contre l'appui (25, 25"). 8- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le voile (31, 31") est agencé en forme i de levier coudé.