Brevet FR2523018A1 — publié le 19830916

éSt 3 Oi 8 Dispositif de rectification. La présente invention concerne un dispositif de rectifica- tion pour le finissage d'un siège de soupape ou d'une face de joint, bague bicône d'un injecteur notamment, compor- tant une broche reliée à une meule, ainsi qu'un élément de support et de guidage, excentré dans un alésage fini de la pièce pendant l'opération d'usinage et solidaire de la broche porte-meule. Sur un dispositif connu de ce genre (DE-OS 29 12 814), l'é- lément de support et de guidage est constitué par une douille cylindrique, qui enveloppe la broche porte-meule dans la zone de l'alésage central de la pièce A l'une de ses ex- trémités, la broche supporte la meule adaptée à la pente de la surface de contact de la soupape Pour les pièces d'alésage central relativement faible, dont le diamètre est par exemple égal ou inférieur à 6 mm, ce dispositif de rectification connu ne répond plus aux exigences élevées de précision d'usinage Cet inconvénient est dû à la sta- bilité insuffisante de ce montage. Pour les injecteurs de pompes d'injection par exemple, il est de plus en plus souvent indispensable de fabriquer des pièces de diamètre d'alésage très faible. La pré sente invention vise à créer un dispositif de rectifi- cation de ce type, qui permette également d'obtenir une précision d'usinage élevée sur des alésages de très faible diamètre. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, l'é- lément de support et de guidage est constitué par une ti- ge de diamètre inférieur à celui de la broche porte-meule, cette tige supportant la meule à son extrémité libre et étant plus longue que l'alésage de la pièce, de telle sor- te que la broche se trouve à l'extérieur de ce même alésage en position de travail. Selon l'invention, la broche porte-meule étant externe à la pièce, son diamètre peut être largement supérieur à celui de l'alésage,et son exécution peut donc être extrêmement stable et massive La fixation de la tige sur la broche porte-meule améliore encore le maintien et le guidage de la pièce, même d'un'diamètre très faible Ce montage con- forme à l'invention permet également d'utiliser des bro- ches porte-meule traditionnelles, extrêmement précises et rapides, présentant par exemple un portage hydrostatique ou aérostatique et une vitesse de rotation de 60 000 à 000 t/min La conception rigide et solide de la broche assure une précision d'usinage très élevée, répondant aux plus grandes exigences. D'autres caractéristiques de la présente invention, données dans les revendications 2 à 15, seront mieux comprises à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des dessins annexés, qui représentent: Figure 1: une coupe axiale d'une partie du dispositif con- forme à l'invention, Figure 2: une vue du dessus d'une partie d'une seconde forme de construction d'un dispositif conforme à l'inven- tion, Figure 3: une coupe axiale d'une partie du dispositif conforme à l'invention, dans une autre forme de construction. Figure 4: une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3. La figure l représente un dispositif de rectification avec la pièce 1 montée, qui présente un alésage central 2 fini par honing et un siège de soupape 3 concentrique à cet alé- sage, et doit être rectifiée sur le dispositif Pour l'u- sinage du siège 3, le dispositif présente une tige 5, qui supporte à son extrémité avant 38 une meule 6 adaptée à la pente de la surface 3 La tige 5 est solidaire d'une bro- che porte-meule 4 Elle est montée simplement à son ex- trémité 26 externe à l'alésage 2 dans un alésage correspon- dant 27 de la broche 4 Afin d'améliorer sa résistance, la tige 5 est d'une conception massive, entièrement composée en métal dur de préférence, et présente sur toute sa lon- gueur une même section circulaire Son diamètre est lé- gèrement inférieur à celui de l'alésage central 2, mais beaucoup plus faible que celui de la broche 4 Ce dernier est un multiple de celui de la tiqe, au moins du double au quadruple dans l'exemple de construction Ce diamètre im- portant confère à la broche 4 une résistance particuliè- rement élevée, qui garantit le maintien de la tige 5 dans la broche même pour l'usinage de sièges de surface très réduite, et donc un usinage extrêmement précis de cette surface. Pour l'usinage du siège 3, la pièce 1 est amenée sur la tige 5 manuellement, ou, de préférence, au moyen d'un dis- positif connu (non représenté) La pièce est alors par- faitement guidée et maintenue sur la tige 5 dans son alé- sage fini. Afin d'assurer un maintien et un guidage sans jeu de la pièce 1, un élément d'entraînement 9, représenté par un rouleau, attaque le pourtour 8 de la pièce I concentri- que à l'alésage central 2 La pièce 1 est donc comprimée contre la face latérale 7 de la tige 5 et entraînée en rota- tion Par l'intermédiaire d'un dispositif connu (non re- présenté), montage hydrostatique cylindre/piston par exem- ple, le rouleau moteur 9 est déplacé vers la pièce 1 (flè- che 10) par une force prédéfinie, à réglage progressif de préférence, et entraîné en rotation dans le sens de la flèche 11 par un entraînement (également non représenté), un moteur à huile par exemple La pièce 1 tourne donc en sens inverse (flèche 13) de la broche 4 (flèche 12), avec une vitesse inférieure toutefois, 200 à 3000 t/min par e- xemple. Pour conférer à la pièce 1 un mouvement d'avance axial (flèche 25), le rouleau moteur 9 est relié à un entrai- nement 14 déjà connu, ce qui permet une application pré- cise de la meule 6 sur le siège 3 de la pièce 1 et un ré- glage progressif de la pression de meulage. Dans une autre forme de construction (figure 2), l'axe 28 du rouleau moteur 9 a forme un angle prédéfini aigu 15, de 20 à 5 e de préférence, avec l'axe de la pièce 29, de telle sorte qu'une composante axiale se superpose au mouvement de rotation du rouleau moteur 9 a, dans le sens de la pièce 1 (flèche 24) La pression de meulage peut être réglée en ajustant et en modifiant l'angle 15. Les rouleaux moteurs 9 ou 9 a peuvent être remplacés par un entraînement à bande conçu en conséquence Les dis- positifs représentés sur les figures 1 et 2 présentent par ailleurs un système de refroidissement, dont la seule buse 18 est illustrée (figure 1) , par l'intermédiaire de laquelle un agent réfrigérant et lubrifiant sous haute pression est introduit dans la zone de rectification 16 de la pièce 1. La buse 18 étant alignée avec l'orifice 17 de la pièce, à une légère distance de ce dernier, le jet injecté sous hau- te pression par la buse 18 est directement orienté sur la zone de rectification 16. Par suite de la pression élevée, l'agent réfrigérant et lubrifiant est poussé dans l'interstice en forme de croissant 19, situé en amont de la zone de coupe 16 dans le sens de l'avance 25, et séparant l'alésage central 2 de la face latérale 7 Dans cet interstice 19, l'agent réfrigérant et lubrifiant forme un film lubrifiant, qui constitue un por- tage hydrostatique entre la tige 5 et la pièce 1 Ce por- tage est très précis et réduit considérablement le frotte- ment entre la tige 5 et la pièce L'agent réfrigérant et lubrifiant sort sur la face frontale 30 de la pièce 1 orien- tée vers la broche porte-meule pour être dirigé, par l'intermédiaire d'un couvercle 20 et d'un collecteur 21, vers une conduite de retour 22. Le collecteur 21 a la forme d'un caisson plat, de section pratiquement circulaire, présentant deux orifices de passa- ge coaxiaux 31 et 32 sur les parois latérales opposées en forme de disque Les extrémités opposées 33 et 34 de la pièce 1 et de la broche 4 pénètrent dans ces orifices 31 et 32 Le couvercle 20, circulaire, porte sur la face frontale correspondante 35 de l'extrémité de la broche 34. Le couvercle présentant un bord 36 incurvé externe à la broche 4 et un diamètre très légèrement inférieur à celui du collecteur 21, l'étanchéité de la broche 4 par rapport à l'agent réfrigérant et lubrifiant est parfaitement assu- rée La conduite de retour 22, qui se situe dans le pro- longement de la paroi cylindrique externe 37 du collecteur 21, est conçue de préférence d'une seule pièce avec ce dernier. Par ailleurs, l'agent réfrigérant et lubrifiant peut être dirigé dans le sens inverse A cette fin, l'agent réfri- gérant peut-être injecté sous haute pression, directe- ment dans l'interstice 1 % en forme de croissant, par un doigt (non représenté) pénétrant dans un espace 23 com- pris entre la face frontale 35 de la broche porte-meule 4 et la face frontale opposée 30 de la pièce 1 L'agent lubrifiant passe ensuite dans la zone de rectification 16 et sort de la pièce 1 par l'orifice 17 L'avantage de cette solution réside dans le fait que les déchets de la zone de coupe 16 ne peuvent pas parvenir dans la zone de guidage et de support de la pièce 1, mais sont évacués directement de la pièce 1 par l'orifice 17. Dans le dispositif représenté sur les figures 3 et 4, l'a- vance axiale est effectuée par la broche porte-meule 4 a (flèche 32) La pièce 1 est guidée et maintenue dans le sens axial par une butée 40, représentée par un palier à charge axiale hydrostatique et prévue sur la face frontale 41 de la pièce 1 opposée à la broche 4 a Sur cette face frontale 41, une rainure circulaire 42, concentrique à la buse 18 a, est alimentée en fluide sous pression par une conduite d'alimentation 43. La butée 40 et la buse 18 a sont d'une conception simple monobloc; le fluide sous pression est l'agent réfrigérant et lubrifiant Si une seule conduite est prévue pour l'ali- mentation en agent réfrigérant et lubrifiant, le palier de butée hydrostatique peut présenter une autre forme. Dans ce cas, une dérivation partant de la conduite d'ali- mentation dirige vers la rainure circulaire une partie du flux de l'agent lubrifiant. L'avance de la broche porte-meule (flèche 39) et/ou le ré- glage et la mise au point d'une pression optimale de rec- tification peuvent être simplement commandés par l'in- termédiaire de la contrainte de portage apparaissant en cours d'usinage La contrainte est alors mesurée par un dispositif 44, un manomètre par exemple, puis amenée à un dispositif d'instrumentation 45 relié à la commande d'avance 46 de la broche 4 a. Une solution particulièrement avantageuse consiste à di- riger la broche porte-meule 4 a contre une butée fixe (non représentée) La tige 5 a est alors seulement introduite par un mouvement rapide dans l'alésage 2, puis la butée 40 est déplacée dans l'axe (flèche 47) au cours de l'avan- ce L'unité 45 est alors reliée à un dispositif d'avance (non représenté) de la butée 40. Comme le montre également la figure 3, l'élément de guidage et de support constitué par la tige 5 a présente à ses deux extrémités une surface d'appui 7 a et/ou 7 b, formée par une section partielle 48 et/ou 49, sur laquelle le diamètre externe de la tige est réduit par chariotage Ces faces d'appui se si- tuent aux extrémités de l'alésage 2 Elles présentent sur leur pourtour plusieurs rainures 50 réparties à distance égale dans le sens de l'axe de la tige 5 a et/ou de la bro- che 4 a et présentant une forme hélicoïdale ou oblique, de telle sorte que chaque rainure 50 constitue une section d'un hélice imaginaire Par suite de cette conception, les surfaces d'appui 7 a et 7 b présentent plusieurs sur- faces de glissement, assurant un guidage particulièrement satisfaisant de la pièce 1 Le sens des rainures 50 étant adapté au sens de rotation de la tige 5 a, un effet de pom- page vient renforcer le flux de l'agent réfrigérant et lubrifiant (flèche 51) Vu dans un sens transversal par rapport à l'axe de la broche 56, les rainures 50 forment avec ce dernier un angle aigu de 150 environ Par ailleurs, chaque rainure d'une surface d'appui 7 a est alignée avec la rainure correspondante de l'autre surface d'appui 7 b. Pour assurer un support et un guidage sans Jeu de la pièce 1 sur la tige 5 a, deux rouleaux moteurs 9 b et 9 c (figure 4) reposent l'un derrière l'autre sur le pourtour 8 de la pièce 1, de façon à se recouper partiellement, vu dans le sens axial de cette même pièce 1 Ces rouleaux 9 b et 9 c sont par ailleurs montés de telle sorte que leurs lignes de contact 52 et 53 avec le pourtour 8 sont symé- triques par rapport à un plan central longitudinal 55 de la pièce 1, comportant la ligne de contact 54 de la tige Sa et de l'alésage 2, et que les plans tangentiels imaginaires des lignes de contact 52 et 53 forment avec la ligne de contact 54 un angle aigu de 600 environ. Revendications. 1 Dispositif de rectification pour le finissage d'un siège de soupape ou d'une face de joint, bague bicône d'un injecteur notamment, comportant une broche reliée à une meule, ainsi qu'un élément de support et de guidage, ex- centré dans un alésage fini de la pièce pendant l'opé- ration d'usinage et solidaire de la broche porte-meule, caractérisé en ce que l'élément de support et de guidage ( 5) est constitué par une tige de diamètre inférieur à celui de la broche porte-meule, cette tige supportant la meule ( 6) à son extrémité libre ( 38) et étant plus lon- gue que l'alésage ( 2) de la pièce, de telle sorte que la broche ( 4) se trouve à l'extérieur de ce même alésage ( 2) en position de travail. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre de la broche porte-meule ( 4) est au moins du double au quadruple de celui de l'élément de support et de guidage ( 5). 3 Dispositif selon une des revendications 1 et 2, carac- térisé en ce que l'élément de support et de guidage est cylindrique. 4 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 3, sur lequel un rouleau moteur au moins est prévu pour la pièce, caractérisé en ce que l'axe ( 28) du rouleau moteur ( 9 a) est oblique et forme avec l'axe de la pièce ( 29) un angle de préférence de 2 à 5 . Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle ( 15) entre les axes ( 2 b, 29) du rouleau moteur ( 9 a) et de la pièce ( 1) peut être modifié. 6 Dispositif selon une des revendications 4 et 5, carac- térisé en ce que deux rouleaux moteurs ( 9 b, 9 c) sont mon- tés l' un derrière l'autre de façon à se chevaucher, vu dans le sens de l'axe de la pièce ( 1). 7 Dispositif selon une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les lignes de contact ( 52, 53) entre les rouleaux moteurs ( 9 b, 9 c) et le pourtour ( 8) de la pièce ( 1) sont symétriques par rapport à un plan médian longitudinal ( 55) de la pièce, comportant la ligne de contact ( 54) de l'élément de support et de guidage ( 5 a) et de l'alésage ( 2). 8 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 7, comportant un système de refroidissement pour amener un agentréfrigérant et lubrifiant sous pression dans la zone de coupe de la pièce, par l'intermédiaire d'un orifice de cette même pièce, caractérisé en ce que le système de re- froidissement présente une buse ( 18) placée à une cer- taine distance de l'orifice ( 17) de la pièce et de préfé- rence alignée avec ce même orifice. 9 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un collecteur ( 21), prévu pour l'agent réfrigérant et lubrifiant, présente la forme d'un caisson avec des orifices de passage ( 31, 32) pour la bro- che ( 4) et la-pièce ( 1), en ce que la pièce ( 1) et l'extré- mité ( 34) de la broche orientée vers la pièce pénètrent dans le collecteur ( 21), et en ce qu'une pièce de recouvre- ment ( 20) est montée entre la pièce ( 1) et l'extrémité adjacente Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'à la pièce ( 1) est adjointe une butée ( 40), de préférence à poussée hydrostatique. 11 Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la butée ( 40) présente une conduite d'alimentation ( 43) pour l'agent réfrigérant et lubrifiant utilisé pendant la rectification 4 12 Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la conduite d'alimentation ( 43) est pratiquement parallèle à la buse l'évidement ( 42) de la butée. 13 Dispositif selon une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que l'élément de support et de guidage ( 5 a) présente au moins deux surfaces d'appui ( 7 a, 7 b), séparées par une certaine distance axiale. 14 Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que les faces d'appui ( 7 a, 7 b) se situent aux extrémi- tés de l'élément de support et de guidage ( 5 a), et en ce que le diamètre externe d'une portion ( 48, 49) comprise entre ces deux faces ( 7 a, 7 b) est inférieur à celui de la partie restante. Dispositif selon une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que les faces d'appui ( 7 a, 7 b) présentent sur leur pourtour plusieurs rainures longitudinales ( 50), réparties à égale distance l'une de l'autre.