Brevet FR2523495A1 — publié le 19830923

L'invention se rapporte à un procédé pour ob- tenir par rectification une surface réglée qui s'enroule autour d'un axe longitudinal rectiligne et qui forme la surface de travail d'une came, ainsi qu'à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Avec cette opération de rectification, on ob- tient le profil circonférentiel qui forme la surface ex- terne de la came Ce profil circonférentiel constitue le profil de travail avec lequel coopère l'élément commandé par la came. Dans ce cas, il se pose le problème d'obtenir un profil arrondi en chacun de ces points et par consé- quent dépourvu de discontinuités. Pour les cames destinées à être produites en grande série, il se pose également le problème de pouvoir obtenir le profil cité en une opération continue, auto- matique et rapide. Le but de l'invention est de réaliser un pro- cédé pour obtenir par rectification une surface réglée qui s'enroule autour d'un axe longitudinal rectiligne et qui forme la surface de travail d'une came, ainsi qu'une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, le procédé et la machine étant de nature à résoudre les problèmes précités d'une façon simple, économique et facilement réa- lisable. Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un procédé pour obtenir par rectification une surface ré- glée qui s'enroule autour d'un axe longitudinal rectili- gne et qui forme la surface de travail d'une came, carac- térisé en ce qu'il comprend les phases consistant à pré- voir une meule ayant une surface de travail plane et qui tourne autour d'un axe perpendiculaire à ladite surface plane, à disposer la surface plane de travail de la meu- le en contact avec la surface réglée de la came, à mettre la came en rotation autour de son axe longitudinal, à im- primer à cet axe longitudinal de la came un mouvement an- gulaire oscillant autour d'un axe d'oscillation, à impri- mer à la meule un mouvement de translation parallèle à l'axe de rotation de la meule, à prévoir des moyens de commande qui relient entre eux, avec une relation pré-éta- blie, le mouvement de rotation de la came autour de son axe, le mouvement d'oscillation de l'axe longitudinal de cette came et le mouvement de translation de la meule, l'action des moyens de commande étant capable de mainte- nir contamment la surface plane de travail de la meule en contact avec la surface réglée de la came. Pour atteindre les buts précités, l'invention a en outre pour objet une machine destinée à réaliser, par rectification conformément au procédé précité, une surface réglée qui forme la surface de travail d'une came, machi- ne qui comprend un chariot porte-pièce sur lequel la came à obtenir est montée rotative autour de son axe longitu- dinal et un mandrin porte-meule sur lequel est montée ro- tative une meule plane, caractérisée en ce que le chariot porte-pièce est monté pour tourner autour d'un axe d'os- cillation et que le mandrin porte-meule est monté sur un chariot coulissant, des moyens de commande étant prévus pour réaliser une relation prédéterminée entre la rotation de la came autour de son axe longitudinal, le mouvement angulaire du chariot porte-pièce autour de l'axe d'oscil- lation, et le mouvement de déplacement du chariot coulis- sant qui supporte le mandrin, ladite relation prédétermi- née étant de nature à maintenir contamment la surface de travail plane de la meule en contact avec la surface ré- glée de la came. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 représente par une vue schématique éclatée une came dont la surface de travail doit être ob- tenue par le procédé suivant l'invention et une meule pla- ne destinée à usiner ladite surface de travail; les figures 2 et 3 montrent la came et la meule de la figure 1 dans des phases de travail successives du procédé suivant l'invention; les figures 4, 5 et 6 sont des vues de dessus des éléments représentés sur les figures 1, 2 et 3 respecti- vement; les figures 7, 8 et 9 sont des vues prises res- pectivement selon les flèches VII, VIII et IX des figures 4, 5 et 6 respectivement; la figure 10 est une vue en perspective d'une machine prévue pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. On a représenté en 1 une came et en 2 le profil de travail de cette came Le profil de travail 2 est ob- tenu sous la forme d'une enveloppe des positions successi- ves que prend un plan qui se déplace en rotation autour d'un axe assigné X-X et qui prend dansson mouvement de rotation des positions angulaires différentes par rapport audit axe X-X Sur la figure 1, on a indiqué deux positions successives de ce plan générateur, qui sont respectivement désignées par les lettre A et B Le plan A est tangent à la surface de travail 2 de la came 1 le long d'un segment indiqué en 7; le plan B est tangent à ladite surface 2 le long d'un segment indiqué en 8 Dans le cas représenté, les segments 7 et 8 sont obliques par rapport à l'axe X-X. Toutefois, ces segments pourraient être parallèles à cet axe ou encore couper cet axe; dans ce cas, ils appartien- draient à des plans qui contiennent l'axe X-X La came 1 est portée par un arbre 3 coaxial à l'axe X-X En 4, on a indiqué une meule circulaire munie d'une surface de tra- vail plane frontale 5 en forme de couronne circulaire La meule 4 tourne autour d'un axe Y-Y qui, sur la figure 1, coupe l'axe X-X perpendiculairement le plan A de la figu- re 1 est disposé perpendiculairement au plan défini par les axes X-X et YY Le plan A coupe le plan de ces axes le long d'un segment de trace 6 qui, sur la figure 1, est pa- rallèle à la direction de l'axe X-X Par conséquent, lors- qu'on rapproche la meule 4 de la came 1, la surface de travail 5 de la meule touche la surface de travail 2 de la came le long du segment 7 précité Dans la position représentée sur la figure 2, la meule 4 et l'axe X-X de la came conservent leurs positions relatives sans change- ment Toutefois, la came 1 a été tournée de manière à pla- cer le plan B perpendiculairement au plan des axes X-X et Y-Y Le plan B coupe le plan de ces axes le long d'un seg- ment trace 9 qui n'est pas dans ce cas parallèle à l'axe X-X mais le coupe en formant avec lui un angle K En con- séquence, le segment trace 9 n'est pas non plus parallèle à la surface de travail frontale 5 de la meule 4 mais il forme l'angle K précité avec cette surface Sur la figure 3, on a représenté en traits interrompus la came 1 dans la position qui correspond à celle de la figure 2 On a au contraire représenté la came 1 en traits continus dans la position qu'on obtient en faisant tourner l'axe X-X de l'angle K autour d'un axe d'oscillation Z-Z perpendi- cualire au plan des axes X-X et Y-Y, de manière à dispo- ser le segment trace 9, intersection du plan B avec le plan des axes X-X et Y-Y, parallèlement au plan frontal de travail 5 de la meule 4 Dans cette dernière position, lorsqu'on fait avancer la meule 4 parallèlement à son axe Y-Y, la surface de travail frontale 5 de la meule 4 entre en contact avec la surface de travail 2 de la came 1 le long du segment 8 Pour passer de la position de travail de la figure 1 à celle de la figure 3, on doit effectuer les opérations suivantes: faire pivoter l'arbre 3 d', un angle indiqué sur la figure 2 par la lettre F; faire pi- voter l' axe X-X de l'arbre 3 de l'angle K comme indiqué sur la figure 3 et déplacer la meule 4 parallèlement à son axe Y-Y Ces trois opérations sont effectuées simultané- ment Si l'on connait la forme de la surface de travail 2 de la meule que l'on veut obtenir par l'opération de rec- tification effectuée par la meule 4, il est possible de calculer pour chaque valeur de l'angle F la valeur corres- pondante de l'angle de rotation K que l'on doit imprimer à l'axe X-X de l'arbre 3 et la valeur correspondante du déplacement axial le long de la direction Y-Y qu'il faut imprimer à la meule 4 Il est donc possible de déterminer la valeur de cette translation axiale de la meule 4 et de l'angle de rotation K en fonction de la valeur de l'an gle F, cet angle F variant de la valeur zéro à la valeur 3600 Par conséquent, lorsqu'on met l'arbre 3 en rotation lente autour de son axe X-X et qu'on imprime ensuite à cet axe X-X une oscillation d'un angle K qui varie conti- nuellement pendant que l'arbre 3 tourne autour de son axe, et qu'on déplace en même temps la meule 4 parallèlement a elle-même, cette dernière, mise en rotation à grande vi- tesse autour de son axe propre, forme au moyen de sa pro- pre surface de travail frontale 5 la surface de travail 2 qu'on veut obtenir sur la came 1. Sur la figure 7, on a représenté une machine 20 appropriée pour la mise en oeuvre du procédé illustré par les figures 1 à 6 La machine 20 comprend un socle 21 qui porte à sa partie supérieure deux guides longitudinaux 22. Sur les guides 22 est montée coulissante une colonne 23 qui assure les fonctions d'une tête porte-meule Dans la tête porte-meule sont disposés des moyens de commande qui mettent en rotation un arbre 24 constituant le mandrin sur lequel est montée la meule outil 4 Dans la tête 23 sont en outre disposés des moyens de commande qui commandent le déplace- ment longitudinal de la tête 23 le long des guides 22 Sur le socle 21 est fixée, face à la tête 23, une plaque support 25 sur laquelle est montée une plate-forme 26 pouvant tour- ner autour d'un axe Z-Z Sur la plate-forme 26 est fixée une embase 27 de forme allongée et munie de guides trans- versaux 27 a Sur ces guides, peut coulisser un chariot transversal 28 qui porte à sa partie supérieure une pre- mière colonne 29 qui assure la fonction de poupée porte-piè- ce et une deuxième colonne 30 exerçant la fonction de con- tre poupée La colonne 29 supporte un moteur 31 qui trans- met le mouvement à un axe sur lequel est monté l'arbre 3. L'arbre 3 est un arbre à cames et il est muni de quatre ca- mes 1 La machine 20 est munie de moyens de commande du type numérique, qui permettent d'obtenir les mouvements exigés par l'opération De cette façon, lorsqu'on met l'ar- bre à came 3 en rotation autour de son axe X-X au moyen du moteur 31, l'embase transversale 27 est en même temps mise en rotation, conjointement avec la plate-forme 26 et se déplace en un mouvement oscillant en décrivant l'an- gle K En outre, en même temps et également à l'aide d'une commande numérique de type connu en soi, la tête porte- meule 23 est animée d'un mouvement longitudinal le long des guides 22, avec un mouvement alternatif et cyclique orien- té dans la direction Y-Y, de manière à maintenir la surfa- ce de travail frontale 5 de la meule 4 constamment en con- tact avec la surface de travail voulue 2 de la came 1 en cours d'usinage. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au procédé et au dis- positif qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'inven- tion R E V E N D I C A T I 0 N S 1 Procédé pour obtenir par rectification une surface réglée qui s'enroule autour d'un axe longitudinal rectiligne et qui forme la surface de travail d'une came, caractérisé en ce qu'il comprend les phases consistant à: prévoir une meule ( 4) ayant une surface de travail ( 5) plane et qui tourne autour d'un axe (Y-Y) perpendi- culaire à ladite surface plane; disposer cette surface plane encontact avec ladite surface réglée ( 2); mettre la came ( 1) en rotation (F) autour de son propre axe lon- gitudinal (X-X); imprimer à cet axe longitudinal de la came un mouvement angulaire oscillant (K) autour d' un axe d'oscillation (Z-Z); imprimer à la meule un mouve- ment de translation parallèle à l'axe de rotation de cette meule; prévoir des moyens de commande qui relient entre eux, avec une relation prédéterminée, le mouvement de rotation de la came, le mouvement d'oscillation de l'axe longitudinal de cette came et le mouvement de trans- lation de la meule, l'action des moyens de commande étant de nature à maintenir constamment la surface de travail plane ( 5) de la meule ( 4) en contact avec la surface ré- glée ( 2) de la came ( 1). 2 Procédé selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que l'axe d'oscillation (Z-Z) autour duquel se produit le mouvement angulaire oscillant (K) de la came ( 1) est disposé orthogonalement à un plan qui est paral- lèle à la fois à l'axe longitudinal (X-X) de la came et à l'axe de rotation (Y-Y) de la meule ( 4). 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la surface de travail réglée ( 2) de la came ( 1) est-composée de segments rectilignes jux- taposés dont chacun est contenu dans un plan correspondant qui contient également l'axe longitudinal (X-X) de la ca- me ( 1). 4 Machine destinée à obtenir par rectification une surface réglée qui forme la surface de travail d'une came, comprenant un chariot porte-pièce sur lequel la ca- Mxe à obtenir est montée pour tourner autour de son propre axe longitudinal, et un mandrin porte-meule sur lequel est montée rotative une meule plane, caractérisée en ce que le chariot porte-pièce ( 27) est monté pour tourner autour d'un axe d'oscillation (Z-Z) et que le mandrin porte-meule ( 24) est monté sur un chariot coulissant ( 23), des moyens de commande étant prévus pour réaliser une re- lation prédéterminée entre la rotation de la came ( 1) au- tour de son propre axe longitudinal (X-X), le mouvement angulaire (K) du chariot porte-pièce ( 27) autour de l'axe d'oscillation (Z-Z) et le mouvement de déplacement du cha- riot coulissant ( 23) qui supporte le mandrin ( 24), ladite relation prédéterminée étant de nature à maintenir cons- tament la surface de travail plane ( 5) de la meule ( 4) en contact avec la surface réglée ( 2) de la came ( 1). Machine selon la revendication 4, caractéri- sée en ce que l'axe d'oscillation (Z-Z) autour duquel le chariot porte-pièce ( 27) peut tourner est orthogonal à un plan disposé parallèlement à la fois à l'axe longitu- dinal (X-X) de la came ( 1) et à l'axe (Y-Y) du mandrin ( 24). 6 Machine selon l'une quelconques des reven- dications 4 et 5, caractérisée en ce que la came est munie d'une surface de travail réglée ( 2) constituée par des segments rectilignes juxtaposés dont chacun est contenu dans un plan qui contient également l'axe longitudinal (X-X) de la came ( 1).