Brevet FR2526349A1 — publié le 19831110

L'invention se rapporte aux orocédés permettant d'obtenir par rectification une surface réglée qui s'enrou- le autour d'un axe longitudinal rectiligne et forme la sur- face de travail d'une came, ainsi qu'aux machines pour la mise en oeuvre de ce procédé. L'invention se rapporte en particulier à un procé- dé, et à une machine pour la mise en oeuvre de ce procédé, du type décrit dans la demande de brevet français N O 8 304 255 et la demande de brevet japonais n' 42535/83 déposée le 16 3 1983 par la même demanderesse. Le procédé selon ces demandes est du type qui com- prend les phases consistant à prévoir une meule qui tourne autour d'un axe et possède une surface de travail annulai- re, à mettre la surface de travail annulaire de la meule en contact avec la surface réglée de la came que l'on veut obtenir, à mettre la came en rotation autour de son axe, à imprimer à cet axe de la came un mouvement angulaire oscil- lant autour d'un axe d'oscillation dont la direction est fixe, à imprimer à la meule un mouvement de translation ca- pable de déplacer la surface de travail de la meule dans une direction rectilignefixée, à prévoir des moyens de com- mande qui lient entre eux le mouvement de rotation de la came autour de son axe, le mouvement d'oscillation de l'axe de cette came et le mouvement de translation de la meule d'une manière à maintenir constamment la surface de travail de la meule en contact avec la surface réglée de la came. De même, la machine selon cette demande est du ty- pe qui comprend une tête porte-pièce supportée par la structure fixe de la machine de manière à pouvoir tourner autour d'un axe d'oscillation dont la direction est fixe et sur laquelle est monté un chariot porte- pièce, la came à obtenir étant montée sur ce chariot de manière à pouvoir tourner autour de son axe longitudinal, une tête porte-outil sur laquelle est monté, de manière à pouvoir tourner autour de son propre axe, un mandrin auquel est fixée coaxialement une meule de rectification, la tête por- te-outil étant supportée à coulissement par la structure fixe de la machine, pour permettre un mouvement de transla- tion de l'axe {e rotation de la meule le ong d'une trajec- toire rectil Igne pcr-établie, et des Lovens de commande prévus pour réaliser une relation pré-établie antre la ro- tation l li came autour de son a>e longitudiial, le nmoive- ment angulaire de la tête porte-pièce autour de l'axe d'cs- cillation et le mouvement de translation de la tête porte- outil coulissante qui supporte ie mandrin, ladite relation pré-établie étant appropriée pour maintenirla surface de tra- vail oie la meule constamment en contact avec la surface ré- g 14 e de la ca ne. Dans la technique connue, le procédé et la machi- ne du type spécifié exigent, l'utilisation d'une meule pla- ne, c'est-à-dire qui possède une surface de travail conte- nue dans un plan. Le but de 'invention est de réaliser un Procêde et une machine du type précité qui permettent d'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, et qui utilisent une meule cylindri- que ayant une surface de travail appartenant à un cylindre à section constante. Pour atteindre ce uut, l'invention a pour objet un procédé du type spocifié, caractérisé en ce que la sur- face de travail annllaire de la meule est constituée par un cylindre à section circulaire constante ayant pour axe l'axe de rotation de la meule et en ce qu'il comprend les phases complémentaires consistant à imprimer à l'axe de la camie un deuxième mouvement d'oscillation angulaire autour d'un deuxième axe d'oscillation et à imprimer à la meule un deuxième mouvement de translation le long d'une direc- tion rectiligne fixée, cependant qu'il est prévu des moyens de commande qui lient le deuxième mouvement d'oscil- lation angulaire de l'axe de la came au premier mouvement d'oscillation angulaire de cet axe et le deuxième mouve- ment de translation de la meule au premier mouvement de translation de la meule, l'action des moyens de commande étant telle que, dans chaque position de travail de la ca- me, le segment de la surface réglée de cette dernière qui se trouve en contact avec la surface de Éravail de la meu- le soit disposé parallèlement à l'axe de la meule, de mani- ère que le contact entre la surface de travail de la meule et la surface réglée de la came s'étende sur la totalité du segment précité. Pour atteindre le but mentionné plus haut, l'in- vention a également pour objet une machine du type spéci- fié plus haut, caractérisée en ce que la meule présente une surface de travail cylindrique à section circulaire constante disposée coaxialement au mandrin, ledit mandrin étant monté rotatif sur un chariot portemandrin lui-même porté à coulissement par le montant porte-meule pour per- mettre un deuxième mouvement de translation de l'axe de la meule le long d'une trajectoire rectiligne pré-établie et en ce que le chariot porte-pièce, sur lequel la came à ob- tenir est montée rotative, est supporté par une plaque support qui s'articule sur la tête porte-pièce, pour tour- ner autour d'un axe d'oscillation, cependant qu'il est pré- vu des moyens de commande qui lient le mouvement angu- taire de la tete porte-pièce autour de son propre axe d'os- cillation au mouvement angulaire d'oscillation de la t 4 te porte-pièce et le mouvement de translation du chariot por- te-mandrin au mouvement de translation du montant porte- meule de telle manière que, dans chaque position de tra- vail de la came, le segment de la sur Eace réglée de cette dernière qui se trouve en contact avec la surface de tra- vail de la meule soit disposé parallèlement à l'axe de la meule, de manière que le contact entre la surface de tra- vail de la meule et la surface réglée de la came s'étende sur la totalité dudit segment. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se réfé- rant aux dessins annexés sur lesquels, les figures 1, 2, 3 et 4 sont des vues schémati- ques en perspective de la came à obtenir et de la meule ou- til représentées dans différentes phases successives du procédé selon l'invention; la figure 5 est une vue en plan correspondant à la figure 1; la figure 6 est une vue de côté, prise selon la flèche VI, parallèle à l'axe de la meule outil, de la figu- re 5; les figures 7, 8, 9, 10, 11 et 12 sont des figu- res analogues aux figures 5 et 6 et qui correspondent res- pectivement aux figures 2, 3 et 4; la figure 13 est une vue parallèle à l'axe de la meule outil représentant cette meule et la came dans une autre phase du procédé selon l'invention; la figure 14 est une vue en perspective d'une ma- chine appropriée pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En 1, on a indiqué une meule cylindrique qui tour- ne autour d'un axe X La meule 1 présente une surface de travail 2 cylindrique à section constante et coaxiale à l'axe X L'axe X peut se déplacer par un mouvement de translation le long de la direction indiquée par la flèche F En 3, on a représenté une came présentant une surface de travail 4 formée par une surface réglée, c'est-à-dire constituée par un ensemble de segments rectilignes La ca- me 3 peut tourner autour d'un axe Y et sa surface de tra- vail 4 présente un profil qui varie de façon continue le long de l'axe Y La came 3 peut tourner autour d'un pre- mier axe V perpendiculaire à l'axe X de la meule 1 La ca- me 3 peut également tourner autour d'un deuxième axe Z per- pendiculaire à l'axe Y et à l'axe V En A, on a indiqué un plan tangent à la surface de travail 4 de la came 3 le long d'un segment rectiligne 5 En 7, on a indiqué la géné- ratrice de la surface cylindrique 2 disposée sur le plan défini par l'axe X de la meule 1 et par la direction de dé- placement F de cet axe Sur les figures 1, 5 et 6, la géné- ratrice 7 est parallèle au segment 5 et elle est alignée sur ce segment dans la direction de déplacement F Par con- séquent, si la meule 1 se déplace dans la direction F, la génératrice 7 se déplace jusqu'à venir se superposer au segment 5 En B, on a indiqué un autre plan tangent à la surface de travail 4 de la came 3 le long d'un segment rec- tiligne 6 Par rapport au plan A, le plan B est tourné d'un angle H autour de l'axe Y Sur les figures 2, 7 et 8, la came 3 a été tournée, par rapport à la situation illus- trée précédemment, de l'angle H autour de l'axe Y, selon la flèche Hl Dans ces conditions, le plan B est donc per- pendiculaire au plan défini par l'axe X de la meule l et par la direction de déplacement F Sur les figures 3, 9 et , la came 3 est tournée par rapport aux figures 2, 7 et 8 d'un angle K autour de l'axe Z dans la direction indi- quée par la flèche K 1 Sous l'effet de cette rotation K, le segment 6 est disposé de façon à être parallèle au plan défini par l'axe X de la meule 1 et par la direction de translation F de cet axe Sur les figures 4, 11 et 12, la came 3 est tournée par rapport aux figures 3, 9 et 10 d'un angle L autour de l'axe V, dans la direction indiquée par la flèche Ll Sous l'effet de cette rotation, le segment 6 est disposé de manière à être parallèle à l'axe X de la meule 1 Dans ces conditions, le segment 6 est espacé d'une distance E du plan défini par l'axe X de la meule et par la direction de translation F Sur la figure 13, la meule 1 a été déplacée par rapport à sa position des figu- res 4, 11 et 12, de la distance E dans la direction indi- quée par la flèche G qui est perpendiculaire à la direc- tion de translation F Sous l'effet de cette deuxième translation, la génératrice 7 de la meule 1 se trouve ali- gnée sur le segment 6 dans la direction de translation F. * 2526349 En conséquence, lorsque la meule 1 se déplace dans la di- rection F, la génératrice 7 vient se superposer au segment 6 La description du procédé selon les figures 1 à 13 est la suivante Sur les figures 1, 5 et 6, la meule se dépla- ce en translation le long de -la première direction de translation F de manière à être mise en contact avec le segment 5 Ensuite, la came 3 est mise en rotation autour de son propre axe Y et, en même temps, la position de la came 3 est modifiée, avec des déplacements angulaires de cette came autour des axes -Z et V tandis que la meule 1 est déplacée dans l'un et/ou dans l'autre sens, dans les directions de translation F et G Ces mouvements de la ca- me 3 et de la meule 1 sont commandés numériquement par des moyens de commande connus, non représentés, de telle maniè- re que, dans chaque ensemble de positionsrelaties de la ca- me 3 et de la meule 1, la génératrice 7 de-cette dernière soit en contact avec un segment déterminé de la surface ré- glée 4 de la came 3 Cette opération est représentée sur les figures 2 à 13 restantes Sur ces figures, en prenant pour référence un plan général B tangent à la surface ré- glée 4, les positions correctes de fonctionnement de la meule 1 et de la came 3 sont obtenues par les rotations H, K, L de la came 3 et par les translations F, G de la meule 1 Lorsqu'on connait le profil que l'on veut obtenir pour la surface de travail réglée 4 de la came 3, il est possi- ble de déterminer pour chaque plan tangent B les valeurs correspondantes des angles de rotation de la came 3 et les amplitudes des translations précitées de la meule i Sur la figure 14, on a représenté une machine prévue pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus et désignée dans son ensemble par 10 La machine 10 comprend un socle 11 sur lequel une tête porte-pièce 12 est montée pour tour- ner autour d'un axe fixe V La tête porte-pièce 1 supporte une plaque support 13 d'une manière qui lui permet'de tour- ner autour d'un axe Z perpendiculaire à l'axe V Sur la plaque support 13 est monté coulissant un chariot porte- pièce 14 sur lequel est monté rotatif un arbre à cames 15. L'arbre 15 peut tourner autour d'un axe X perpendiculaire aux axes Z et V et il est entrainé en rotation par un mo- teur 16 Un montant porte-meule 17 est monté sur le socle 11 de manière à pouvoir coulisser le long d'une direction de translation F La direction de translation F est perpen- diculaire à l'axe de rotation V de la tête porte-pièce 12. Le coulissement du montant porte-meule 17 est assuré par un guide à queue d'aronde 18 Un chariot porte-mandrin 19 est monté sur le montant porte-meule 17 de manière à pou- voir coulisser le long d'une direction de translation G. La direction de translation G est perpendiculaire à la di- rection de translation F Le chariot porte-mandrin 19 est muni d'un mandrin sur lequel est montée coaxialement une meule 1 ayant une surface de travail cylindrique à section circulaire constante et coaxiale à l'axe de rotation X de cette meule 1 Cet axe de rotation X est perpendiculaire à l'axe de rotation V de la tête porte-pièce 12 et aux direc- tions de translation F et G Des moyens moteurs non repré- sentés mettent la meule 1 en rotation Le fonctionnement de la machine 10 est le suivant L'arbre à cames 15 est mis en rotation par le moteur 16 autour de son axe Y dans la direction indiquée par la flèche Hl En même temps, des moyens de commande à commande numérique non représentés mettent la plaque support 13 en rotation autour de l'axe Z dans la direction indiquée par la flèche Kl et la tête por- te-pièce 12 en rotation autour de l'axe V dans la direc- tion indiquée par la flèche Ll En outre, et en même temps, sous l'action de moyens de commande à commande numé- rique non représentés, le montant porte-meule 17 se dépla- ce le long de la direction de translation F et le chariot porte-mandrin 19 se déplace le long de la direction de translation G Sous l'effet de ces mouvements combinés, la meule 1 se trouve à chaque instant en contact avec la came 3 de l'arbre 15 qui lui est adjacente, le long de l'un des segments qui constitue la surface de travail réglée de la came 3. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au dispositif qui vient d'être décrit à titre d'exemple non limitatif sans pour ce- la sortir du cadre de l'invention Par exemple, étant don- né que, pour obtenir un accouplement de travail correct en- tre la meule 1 et la came 3, les mouvements décrits précé- demment ont une importance en tant que mouvements relatifs et non pas comme mouvements absolus, certains des mouve- ments imprimés à la came peuvent être en variante imprimés à la meule et, inversement, les mouvements de translation de la meule peuvent être en variante imprimés à la came. -R E V E N D I C A T I O N S 1 Proeédé 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, comprenant les phases consistant à prévoir une meule qui tourne autour d'un axe et présente une surface de travail annulaire, à mettre la surface de travail annulaire de la meule en contact avec la surface réglée de la came, à met- tre la came en rotation autour de son axe, à imprimer à cet axe de la came un mouvement d'oscillation angulaire au- tour d'un axe d'oscillation dont la direction est fixe, à imprimer à la meule un mouvement de translation approprié pour déplacer la surface de travail de la meule dans une direction rectiligne fixée; à prévoir des moyens de com- mande qui lient entre eux le mouvement de rotation de la came autour de son axe, le mouvement d'oscillation de l'axe de cette came et le mouvement de translation de la meule de manière à maintenir constamment la surface de tra- vail de la meule en contact avec la surface réglée de la came, ce procédé étant caractérisé en ce que la surface de travail de la meule ( 1) est constituée par un cylindre à section circulaire constante ( 2) ayant pour axe l'axe de rotation (X) de la meule et en ce qu'il comprend les au- tres ohases consistant à imprimer à l'axe (Y) de la came ( 3) un deuxième mouvement d'oscillation angulaire (Kl) au- tour d'un deuxième axe d'oscillation (Z) et à imprimer à la meule ( 1) un deuxième mouvement de translation (G) le long d'une direction rectiligne fixée, cependant qu'il est prévu des moyens de commande qui lient le deuxième mouve- ment d'oscillation angulaire (Kl) de l'axe (Y) de la came ( 3) au premier mouvement d'oscillation angulaire (L) de cet axe et le deuxième mouvement de translation (G) de la meule ( 1) au premier mouvement de translation (F) de la meule, l'action de ces moyens de commande étant telle que, dans chaque position de travail de la came, le segment ( 5, 6) de la surface réglée ( 4) de cette dernière qui se trou- ve en contact avec la surface de travail la totalité dudit segment. 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de travail réglée ( 4) de la came ( 3) est formée par des segments rectilignes juxtaposés dont chacun est disposé dans un plan correspondant qui passe par l'axe longitudinal (Y) de la came ( 3). 3 Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le premier axe d'oscillation (V) et le deuxième axe d'oscillation {X) autour desquels se produisent respectivement le premier (Ll) et le deuxième (Kl) mouvements d'oscillation de l'axe de rotation (Y) de la came ( 3) sont perpendiculaires entre eux. 4 Procédé selon la revendication 3; caractérisé en ce que le premier axe d'oscillation (V) de la came est perpendiculaire à l'axe de rotation (X) de la meule x 1). Procédé selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le premier (F) et le deuxième (G) mouvements de translation de la meule ( 1) se produisent Le long de trajectoires rectilignes perpendiculaires à l'axe de rotation (X) de la meule ( 1). 6 Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le premier (F) et le deuxième (G) mouvements de translation de la meule ( 1) se produisent le long de tra- jectoires rectilignes perpendiculaires entre elles. 7 Machine permettant d'obtenir par rectifica- tion selon le procédé de la revendication 1 une surface ré- glée qui forme la surface de travail d'une came, compre- nant une tête porte-pièce supportée par la structure fixe de la machine de manière à pouvoir tourner autour d'un axe d'oscillation dont la direction est fixe et sur laquelle est monté un chariot porte-pièce, la came à obtenir étant 11. montée sur ce chariot porte-pièce de manière à pouvoir tourner autour de son propre axe longitudinal, un montant porte-meule sur lequel un mandrin auquel est fixée coaxia- lement une meule de rectification est monté pour tourner autour de son axe, le montant porte-meule étant supporté à coulissement par la structure fixe de la machine, pour per- mettre un mouvement de translation de l'axe de rotation de la meule le long d'une trajectoire rectiligne pré-établie et des moyens de commande destinis à réaliser une relation pré-établie entre la rotation de la came autour de son axe longitudinal, le mouvement angulaire de la tête porte-piè- ce autour de l'axe d'oscillation et le mouvement de trans- lation du montant porte-meule coulissant qui supporte le mandrin, ladite relation pré-établie étant appropriée pour maintenir constamment la surface de travail de la meule en contact avec la surface réglée de la came, caractérisée en ce que la meule ( 1) présente une surface de travail cylin- drique à section circulaire constante ( 2) disposée coaxia- lement au mandrin, ledit mandrin étant monté rotatif sur un chariot portemandrin ( 19) qui est lui-même supporté à coulissement par le montant porte-meule ( 17) pour permet- tre un deuxième mouvement de translation (G) de l'axe de rotation (X) de la meule ( 1) le long d'une trajectoire rec- tiligne pré-établie, et en ce que le chariot porte-pièce ( 14) sur lequel la came à obtenir est montée rotative est supporté par une plaque support ( 13) qui s'articule sur la tête porte-pièce ( 12) pour tourner autour d'un axe d'oscil- lation ( 7), cependant qu'il est prévu des moyens de conman- de qui lient le mouvement angulaire (Kl) du chariot porte- pièce ( 14), autour de son axe d'oscillation (F) au mouve- ment angulaire d'oscillation (Li) de la tête porte-pièce ( 12) et le mouvement de translation (G) du chariot porte- mandrin ( 19) au mouvement de translation (F) du montant porte-meule ( 17) de telle manière que, dans chaque posi- tion de travail de la came ( 3), le segment ( 5, 6) de la surface réglée ( 4) de cette came qui se trouve en contact avec la surface de travail ( 2) de la meule ( 1) soit dispo- sé parallèlement à l'axe (X) de la meule, de manière que le contact entre la surface de travail ( 2) de la meule ( 1) et la surface réglée ( 4) de la came ( 3) s'étende sur la to- talité dudit segment. 8 Machine selon la revendication 7, caractéri- sée en ce que la surface de travail réglée ( 4) de la came, ( 3) est formée de segments rectilignes ( 3) juxtaposés dont chacun est disposé sur un plan correspondant qui passe par l'axe longitudinal (Y) de la came. 9 Machine selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que l'axe d'oscillation (V) de la tg- te porte-pièce ( 12) et l'axe d'oscillation (Z) de la pla- que support ( 13) sont perpendiculaires entre eux. 10 Machine selon la revendication 9, caractéri- sée en ce que l'axe d'oscillation (V) de la tête porte-piè- ce ( 12) est perpendiculaire à l'axe de rotation (X) du man- drin porte-meule. 11 Machine selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les deux mouvements de transla- tion (F, G) de la meule ( 1) se produisent le long de tra- jectoires rectilignes perpendiculaires à l'axe de rotation (X) du mandrin porte-meule. 12 Machine selon la revendicationn 11, caracté- risée en ce que les deux mouvements de translation (F, G) de la meule ( 1) se produisent le long de trajectoires rec- tilignes perpendiculaires entre elles.