Brevet FR2532873A1 — publié le 19840316

La présente invention concerne en général l'art des-machines de rectification et, plus spécifiquement, un procédé perfectionné de remise en état d'une surface d'une roue de rectification en nitrure de bore cubique par déplacement intermittent de la roue par rapport à un ensemble fixe de remise en étatg qui est monté en un en- droit contigu à la roue, cet ensemble étant équipé d'un élément consommable en contact ave c la roue lors des opé- rations de remise en état' On sait dans l Vart des'machines de la recti- fication dresser la périphérie extérieure d'une roue de rectification dont l Vabrasif est consommable en faisant appel à diverses méthodes ou formes, par exemple, un dia- mant à point unique, un diamant multi-point, un diamant rotatoire, ou un rouleau a diamant Le type de travail exécuté prescrit le procédé de la rectification qui four- nira les performances optimum La plupart des machines automatiques de rectification sont basées sur l Uutilisa- tion d'une roue de rectification relativement consomma- bledpar exemple en oxyde d Ualuminium ou en carbure de siliciums laquelle est périodiquement remise en état (rectifiée ou dressée) par un outil relativement non con- sommable, tel qu'un diamant à pbont unique ou un groupe fixe de points multiples A diamant ou une roue à diamant 2. tournante (Rppelée roue ou l Ame) Comme la eoue en maté- riau relativement consommable perd généralement sa capaci- té à procéder une rectification correcte avant de per- dre une partie importante de sa précision dimensionnelle, elle est généralement remaise en état (dressée) avant que la précision dimensionnelle des pièces ne soit affectéeo Comme la distance entre la surface d'une pièce finie et la surface de coupe de l'outil de remise en état reste fixe, tout ce qui est demandé à la machine automatique est une -diminution périodique de la distance séparant la roue et la combinaison système de dressage/pièceo Cette diminution est appelée "conlpensation? ou "compensation de dressage". Selon le type de machinela roue est compensée, ou bien le support de pièce porte le dispositif de-dressage et le support de pièce est alors compensé Dans chaque cas, la compensation se produit généralement juste avant que la roue soit soumise à l'outil de dressage, et cet outil enlè- ve cette quantité de la roue, laissant les surfaces criti- ques de la roue, de la pièce et du dispositif de dressage essentiellement dans les positions relatives o elles se trouvaient avant qu'ait lieu la compensation O Les super-abrasifs modernes, tels que le dia- mant et le nitrure de bore cubique, sont plus difficiles -à incorporer dans un processus totalment automatique Le problème est du à l'une de leurs caractéristiques propres qui les rend si intéressants, à savoir leur extrême résis- tance à l'usure, Des roues fabriquées avec ces matériaux s'usent très lentement et dans la plupart des cas d'une façon très régulière, Dans certaines applications o l'on utilise du nitrure de bore cubique, la nécessité de remet- tre en état la surface de la roue est mise en évidence par l'augmentation de la rugosité de la surface des pièces fi- nies, Dans ces cas, le remède approprié consiste à com- penser une petite épaisseur, disons 0,002 mm, et à passer ensuite la lame tournante en diamant sur la roue, Cela nécessite toujours l'utilisation d'une roue quelque peu consommable et-d'un outil de remise en état de roue relati- vement non consommable comme décrit ci-rdessus, Le rhabilla- 3 2532873 ge initial d'une roue en nitrure de bore cubique pour éliminer l'excentricité après montage tombe également dans cette catégorie, Cependant, dans de nombreuses appli- cations, la nécessité d'une remise en état de la surface de la roue se manifeste par une réduction de la facilité de coupe de la roue, une augmentation de la force et de la température La cause de ces effets est la perte de "saillie" des grains d'abrasif en diamant ou nitrure de bore cubique au-delà du matériau qui les lie ensemble, Le remède consiste à user ou éroder une partie du matériau de liaison sans user ou enlever notablement les particu- les de diamant ou de nitrure de bore cubique Cela est ef- fectué en procédant a une rectification avec la roue d'oxy- de d'aluminium ou de carbure de silicium relativement ten- dres, soit sous forme de bâton fixe soit de roue tournan- te Cette dernière est soit motorisée, soit équipée d'un dispositif de freinage qui limite la vitesse de rotation- que la roue tendre peut atteindre à lasuite de l'effet d'entraînement de la roue en super-abrasif, La présente invention concerne un procédé d'utilisation d'un dispositif de dressage consommable pour la mise en état de la surface de meulage d'une roue de rectification en super- abrasif,' Comme un bâton ou une roue de remise en état en matériau tendre s'use sensible- ment, un procédé automatique de la présente invention tient compte et suit l'importance de l'usure Comme les particu- les en super-abrasif s'usent également, bien que comme conséquence de la rectification d'un grand nombre de piè- ces et non du processus de remise en état, le procédé de la présente invention en tient compte également. En particulier, un objet de la présente inven- tion est d'améliorer l'usure et la remise en état de la surface d'usure d'une roue en super-abrasif ayant un com- posant en super-abrasif, et un composant en matériau de liai- son qui peuvent venir en contact avec un outil de remise en état consommable grâce à un procédé comprenant le choix d'une profondeur prédéterminée d'usure de la roue à laquel- le la remise en état doit se produire lors de chaque 4 2532873 étape de rectification d'une pièce, le règlage de la position de la roue en plus des mouvements d'avance nor- maux entre la roue et la pièce à compenser pour tenir compte de l'usure par incrément de la roue afin de main- tenir l'usure apparente de la roue dans la plage de to- lérances de la pièce en cours de rectification jusqu'à ce que se produise la profondeur prédéterminée de l'usure de la roue; puis le positionnement de la roue par rap- port à l'outil de remise en état consommable de manière à provoquer la consommation de l'outil par la roue jusqu'à une profondeur présentant un ordre de grandeur supérieur à la profondeur prédéterminée d'usure de la roue dans le but d'avoir l'assurance que les grains du composant en super-abrasif de la roue s'étendront audelà du compo- sant de liaison de la roue pour maintenir l'efficacité de coupe de la roue à la suite de l'étape de remise en état. Un autre objet de la présente invention est un procédé de compensation double pour la remise en état d'une roue de rectification en ssuper-abrasifcomprenant les étapes suivantes: rectification d'un nombre prédéterminé de pièces de manière à établir une première profondeur prédéterminée de l'usure de la roue; remise en état pé- riodique de la surface de la roue par consommation d'une seconde profondeur prédéterminée d'une surface d'un outil de remise en état consommable; et production d'une pre- mière compensation d'une roue de rectification par contrô- le de la position de la roue en super-abrasif par rapport à la pièce afin de maintenir une profondeur apparente d'usure de roue dans la plage de tolérances souhaitée pour la pièce, et production d'une seconde compensation d'un dispositif de remise en état de roue de rectifica- tion par mise en contact de la surface d'usure de la roue en superabrasif avec la surface de l'outil de remise en état et mouvement de vaet-vient vis-, vis de la surface de l'outil suivant une distance égale à la seconde profon- deur prédéterminée lors de chaque remise en état de la rouet ', ' 2532873 Un autre objet de la présente invention est un procédé perfectionné de compensation double pour la remise en état de la surface d"usure d'une roue de rectification en super-a Drasifcomprenant les étapes suivantes: place- ment d'un support de pièce et d'un support d'outil de dis- positif de remise en état à des endroits fixes et posi- tionnement d'une roue de rectification en super-abrasif sur une plate-forme mobile; entraînement de la plate-for- me par un moyen d'entraînement sous la commande d'un con- trôleur programmables programmation du contrôleur de ma- nière à déplacer la roue pour l'amener en contact avec la surface d'un outil de remise en état consommable sur le support d'outil seulement à la suite d'un nombre prédéter- miné d'opérations de rectification o la roue rectifie un nombre prédéterminé de pièces sur le support fixe de ma- nière A produire une première profondeur prédéterminée d'usure correspôndante de la surface de rectification de la roue; programmation du contrôleur de manière à produire une première compensation de la roue en super-abrasif par avancement de roue par rapport au nombre prédéterminé de pièces en plus du mouvement d'avance normal de la roue de rectification et en conformité avec un programme pré- déterminé de maintien de 1 "usure 'apparente de la surface d'usure de la roue de meulage à l'intérieur des plages de tolérance désirées de la pièce et nouvelle programmation du contrôleur de manière à produire une seconde compensa- tion de la roue en super-abrasif lors de chaque étape de remise en état par avancement et rétraction de la roue vis-à-vis de la surface de l'outil de reconditionnement consommable suivant une profondeur prédéterminée ayant un ordre de grandeur supérieur à la première profondeur pré- déterminée d'usure. La présente invention' sera bien comprise à la lecture de la description suivante faite en liaison avec le dessin cijoînt dans lequel La figure représente une vue en perspective d'une roue de rectification, du support de pièce et de' l'outil de remise en état consommable,' servant à la mise 6, en pratique du procédé de la présente invention. En liaison maintenant avec la figure, la réfé- rence 10 représente généralement une machine de rectifi- cation intérieure électromécanique à un poste, avec une broche de roue de rectification sur chariot transversal entra Cnée par des motaurs à commlande numérique selon les principes décrits dans la demande de brevet américain S N 152 286 du 22 Rai 1 g 80 Comme indiqué dans cette de- mandee tout contrôleur prograncmable approprié peut être utilisé, par exemple le contrôleur dit Bryant Série 75 construit par la société dite Westinghouse Electric Cor- poration de Gatevay Center, Pittsburgh,Pennsylvanie 15222. Une commande d'aveance appropriée est également celle qui est commercialisée par la société dite Intel Corporation de Santa Clara, Californie 95054, et qui est vendue sous le nom d'ordinateur "INTEL" 80/05 (marque déposée) Le moyen de commande peut être un moyen de servocommande approprié, par exemple, la se rvocommande fabriquée par la société dite Hyper Loop, Onc,, 745 W, 79 Street, Bridgeview, Illinois 70455, sous la marque déposée "HYAMP" La servo-commande "HYAMP" est une commandé con- trôlée par redresseur au silicium commandé, bi-direc- tionnelle, quatre ondes, monophasée, pour moteurs en courant continu; elle fournit une puissance de commande en courant continu qui permet une commande et une régu- lation précises de la vitesse dans une large plate de vitesses Une autre servocommande appropriée est celle qui est vendue sous le nom Size 50, par la société dite General Electric Coupanyt 685 West Rio Road, îarlottsville, Virginie 22906. Le moteur de commuande pour chaque axe est un servomoteur en courant continu Des servo-moteurs en courant continu appropriés de ce type sont fabriqués par la société dite Toique Systems Incorporated, 225 Crescent Street, Waltham, Masgackusetts Q 2154 sous la marque "SNAPPER",coame modèles 3435 etz 51 15 On trouve également un gros moteur de ce type à la société dite l, K Porter Co., 301 Porter Street, Pittsburgh, Pennsylvanie 15219. 7, 2532873 Les tachymètr'es font partie des servo-moteurs en courant continu, Des dispositifs de résolution, codeurs ou transducteurs dits "INDUCTOSYN" sont utilisés dans le système de réaction et peuvent être l'un des dispositifs de réaction que l'on rencontre couramment sur le marché, pour les problèmes de détection de positions On trouve des dispositifs de résolution de ce type è la société dite Clffton Precision Company, Clifton Heights, Pennsylvanie 19018 On trouve des transducteurs de position linéaire et rotative de précision "INDUCTOSYN" à la société dite Farrand Controls, division de Farrand Industries, Inc, 99 Wall Street, Valhallav New York 10595, On trouve un codeur optique d'angle d'arbre à la société dite Dynamics Research Corporation 60 Concord Street Wilmington, Maryland 01887, sous le modèle DRC,350 La machine de rectification 10 comprend un banc classique 12 sur lequel est montée une tête de tra- vail fixe classique 13, La tête 13 peut avoir n'importe quelle structure classique et comprend un système de man- drinage 15 pour le maintien d'une pièce Le système de man- drinage est destiné à être mis en rotation par un moteur et un moyen de poulie décrits dans la demande de brevet cité ci-dessus. Comme représenté dans la figure, une roue d Valé- sage 17 est portée par l'ensemble composé 19 formé par les chariots,à l'extrémité droite de la machine 10, qui comprend Ies chariots longitudinal et transversal décrits dans la demande de brevet citée cidessus, On comprendra que le système de commande de la présente invention est capable de commander les combinaisons de mouvement d'une roue de rectification sur l'ensemble formé par les chariots. La roue 17 est une roue en super-abrasif ayant des parti-. cules de diamant ou de nitrure de bore cubique qui définis- sent un composant en super- abrasif de la roue, et un compo- sant approprié constitué d'un liant maintient les particu- les de façon que les segments extrêmes de chaque particu- les soient en saillie sur le matériau de liaison de manière a définir la surface de coupe de pièce sur la roue. 8 2532873 Un ensemble 20 de remise en état de roue de meulage en matière consommable est monté sur la table 12 sutr un élément 21 d'extension de la base qui s'étend, ou forme un porte-à-faux, sur le centre de la zone de rectification de la machine L'ensemble 20 comporte une base 31 fixée par des boulons 23 pouvant coulisser dans des rainures 25 en forme de T de l'élément 21 Un ensemble de base 35 pour chariot est fixé de manière réglable pour être animé d'un mouvement transversal sur la base 31. o 10 L'ensemble 35 a une partie transversale 43 s'étendant vers le haut de manière à former une paroi latérale de support de chariot pour un ensemble de dressage 45 Un outil consommable de remise en état 47 est placé sur l'en- semble 45. En marche, la roue de rectification 17 est mise en rotation de wanière à meuler l'alésage ou la face d'une pièce ou toute combinaison de pièces, Le chariot longitu- dinal soumet la roue 17 à une séquence de mouvements tels qu'un mouvement transversal rapide, avance lente, mouve- 2 o ment de va-et-vient à haute vitesse et retour en arrière. Le chariot transversal confère à la roue 17 des mouve- ments de positionnement et de compensation destinés à compenser son usure lors de la rectification d'une pièce. Le système de commande de la présente invention est dé- -s crit dans la demande de brevet citée ci-dessus et n'a pas besoin de faire l'objet d'une description en détail. Pendant la remise en état, la roue de rectifi- cation 17 est acheminée par l'ensemble 19 jusqu'à l'en- semble de remise en état 20 o elle est remise en état ou dressée par un élément tendre ou outil de remise en état 47 constitué de matériaux tels que l'oxyde d'alumi- nium ou le carbure de silicium, Ces matériaux sont carac- térisés par le fait qu'ils sont plus tendres que les par- ticules en super-abrasif de la roue 17 et ont une dureté qui permet d'arracher le composant de liaison de la roue 17. A la suite de séquences prolongées de recti- fication, que permet la meilleure possibilité d'usure des particules en super-abrasif de la roue 17, on peut se trouver dans le cas o les extrémités exposées des parti- cules ne sont plus en saillie ou ne s V'étendent plus sur la surface de la roue 17, Le remède est d'user ou d'éroder une partie du matériau de liaison de la roue de façon à exposer des particules en super-abrasif sans sensiblement user ou extraire ces particules. Selon la présente invention 2 un bâton ou toue tendre de remise en état est utilisé en outil de remise en état dans un procédé de remise en état de roue à com- pensation double dans le but de maintenir l'efficacité de la machine de rectification; L'ensemble fixe du dispositif de remise en état est fixé rigidement, et est constitué de segments de plaque relativement rigides qui définis- sent une plate-forme stable, positionnée avec précision, pour l'outil de remise en état dont l'élasticité est réduiteo L'outil de remise en état 47 est positionné de manière à permettre un dressage plus précis et stable de la roue de rectificationr qui non seulement est simple et plus fiable, mais encore améliore la remise en état de la roue 17. Un exemple du procédé est basé sur les critè- res suivants La roue 17 est remise en état apres le meu- lage de 100 pièces, La roue use de 0,02 mm pendant cet intervalle La tolérance de la pièce est telle que l'usu- re de la roue doit être ramenée à 0,002 mm ou moins. L'usure de l'outil de remise en état est 0,6 mm lors de chaque remise en état complète de la roue (ordre de gran- deur supérieur à l'usure de la surface de la roue), Le support de la piece et le support de l'outil de remise en état ont des emplacements fixés et la roue est déplacée par un contrôleur à commande numérique, La première des compensations "doubles" sert à abaisser l'usure apparente de la roue à 0,002 mm ou moins. La commande numérique est par conséquent programmée pour faire avancer la roue vers la pièce de 0,002 nmm après rectification de 10 pièces, ou de 0, 0002 mm après chaque pièce, ou toute combinaison appropriée comprise entre ces 9. 10. deux valeurs Cette avance S'ajoute aux mouvements d'avance normaux, La seconde des compensations "doubles" sert à assurer deux choses a que le contact de la roue avec l'outil de remise en état est correct et que la roue avan- ce chaque fois de O G 6 mm dans l'outil de la manière cor- recte, et que la roue s'éeloigne de l'outil de remise en état de 0,6 irm supplémentaire toutes les fois successives de manière a être dans la position correcte pour être mise en contact avec la pièceo Le contrôleur à commande numérique est par conséquent programmé de manière à faire avancer la roue vers l'outil de remise en état après la rectification de 100 pièces, soit vers la position qu'elle avait lors de sa dernière avance, soit de 0,6 mm au-delà de la position qu'elle avait lors de sa dernière avance jusqu'a l'outil (les deux étant les mêmes), puis à la faire avancer dans l'outil de remise en état de 0,6 mm à une vitesse spécifiée,opération suivie d'un temps de re- pos en option, puis à la ramener en arrière jusqu'à la po- sition correcte pour être amenée en contact avec la pièce. L'appréciation de certaines des valeurs de me- sures indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la conversion d'unités anglo- saxonnes en unités métriques, La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifica- tions qui apparaîtront à l'homme de l'art. 11 o REVENDICATIONS 1 Procédé de compensation de l'usure d'une roue en super-abrasif ayant un composant en super-abrasif et un composant en matériau de liaison,pouvant venir en contact avec un ou- til consommable de remise en état, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes la pré-sélection d'une profondeur prédéterminée d'usure de la roue à la- quelle doit se produire la remise en état; le réglage de la position de la roue en plus des mouvements d'avance normaux entre la roue et la piece lors de chaque étape de rectification d'une pièce pour compenser l'usure incrémen- tielle de la roue afin de maintenir I'usure apparente de la roue à l'intérieur de la plage de tolérance de la piè- ce en cours de rectification jusqu'à ce que se produise la profondeur prédéterminée d'usure de la roue; puis le positionnement de la roue par rapport à l'outil consomma- ble de remise en état de manière à provoquer la consomma- tion de l'outil par la roue jusqu'à une profondeur ayant un ordre de grandeur supérieur à la profondeur prédéter- minée d'usure de la roue de façon à assurer que des grains individuels du composant en super-abrasif de la roue sétendent au-delà du composant en matériau de liai- son de la roue afin de maintenir l'efficacité de coupe de la roue à la suite de l'étape de remise en état, 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes la rectification d'un nombre prédéterminé de pièces de ma- nière à établir une première profondeur prédéterminée d'usure de la roue en super-abrasif; la production d'une première compensation de l'usure de la roue de rectifica- tion par comainde de la position-de la roue en super-abrasif par rapport & la pieèce afin de maintenir une profondeur d'usure apparente de la roue dans la plage de tolérance désirée de la pièces et la production donne seconde compen- sation d'un dispositif de remise en état de roue de recti- fication par mise en contact de la surface d'usure de la 12, roue en super abrasif Avec la surface de-l'outil de remi- se en état et son rapprochement et son éloignement vis-à- vis de la surface de l'outil suivant une distance égale à la seconde profondeur prédéterminée lors de chaque remise en état de la roue de manière à assurer que des paires individuelles d'un comîosant en superabrasif de la roue S'étendront au-delà d'un composant en matériau de liai- son de la roue afin de maintenir l'efficaâifé de la roue de rectification. 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:: :e-npdiitionnement d'un support de pièce et d'un support d'outil de dispositif de remise en état en des emplacements fixes sur la base d'une machine et le positionnement d'une roue de rectification en su- per-abrasif sur une plate-forme mobile; l'entraînement de la plate-forme par un moyen d'entraînement sous la com- mande d'un contrôleur programmable; la programmation du contrôleur de façon qu'il y ait déplacement de la roue pour la mettre en contact avec une surface de l'outil con- sommable de remise en état sur le support d'outil seule- ment à la suite d'un nombre prédéterminé d'opérations de rectification o la roue rectifie un nombre prédéterminé de pièces sur le support de pièce fixe de façon à produi- re une première profondeur prédéterminée correspondante d'usure de la surface de rectification de la roue; la pro- grammation du contrôleur de manière à produire une pre- mière compensation de la roue en super-abrasif par avance- Tirent de la roue par rapport au nombre prédéterminé de pièces en addition au mouvement d'avance normal de la roue de rectification et en conformité avec un programme pré- déterminé de manière à maintenir l'usure apparente de la surface d'usure de la roue de rectification à l'intérieur de la plage de tolérance désirée des pièces; et la pro- grammation ultérieure du contrôleur de manière à produire une seconde compensation de la roue en super-abrasif lors de chaque étape de remise en état par rapprochement et 13, éloignement de la roue visa- vis-de la surface de l'ou- til consommable de remise en état suivant une profondeur prédéterminée ayant un ordre de grandeur supérieur à la première profondeur prédéterminée d'usure, 4 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce au'il comprend les étapes suivantes: le positionnement d'un support de- pièce et d'un support d'outil de dispositif de remise en état en des endroits fixes sur la base d'une machine, et le positionnement d'une roue de rectification en super- abrasif sur une plate-forme mobile; l'entraînement de la plate-forme par un moyen d'entraînement sous la commande d'un contrôleur programmable; la programmation du contrô- leur de manière à amener la roue en contact avec la sur- face d'un outil consommable de remise en état sur le sup- port d'outil seulement à la suite d'un nombre prêdéter- miné dopérations de rectification o la roue rectifie un nombre prédéterminé de pièces sur le support fixe de pièce de xanière à produire une première profondeur pré- déterminée correspondante d'usure de la surface de recti- fication sur la roue; et la programmation du contrôleur de manière à produire une compensation de la roue en su- per-abrasif lors de chaque étape de remise en état par rapprochement et éloignement de la roue vis-à-vis de la surface de l'outil consommable de remise en état suivant une profondeur d'usure prédéterminéeo