Brevet FR2545027A1 — publié le 19841102

I Procédé pour dresser et affûter une meule La présente invention concerne un procédé pour dresser et affûter une meule, en particulier une meule à base de nitrure de bore cubique. Le mode opératoire habituellement utilisé pour dresser et affûter une meule, en particulier une meule à base de nitrure de bore cubique, consiste à dresser la meule au moyen d'un dresse-meule et à l'affûter ensuite en introduisant de l'abrasif en poudre dans une fente entre la meule et un élément presseur En tant qu'élément presseur peuvent être utilisés des pièces déjà rectifiées mais égalelnent des patins spéciaux ou des cylindres d'affûtage rotatifs; les particules d'abrasif peuvent être introdui- tes en étant liées dans de la cire, de la graisse,, un fluide de refroidissement ou même de l'air Habituellement on procède à cet égard en réglant la fente entre l'élément presseur et la meule lors de l'affûtage par régulation de la pression avec laquelle l'élément presseur appuie l'abra- sif contre la meule à affûter (voir le brevet américain n' 3 314 410 et l'article u High-Speed Dressing of BORAZON CBN Wheels" de Philip E Bonnice paru dans la revue "Cutting Tool Engineering" janvier/février 1975); il était cependant également déjà connu de choisir pour la largeur de fente une valeur correspondant au diamètre des grains d'abrasif (voir la demande de brevet allemand mise à l'inspection publique N O 1 080 433 et la demande de brevet allemand publiée N O 2 639 058). En ce qui concerne le réglage précis de la fente en fonction de -la grosseur de grain de l'abrasif un procédé connu consiste en ce qu'après chaque opération d'affûtage l'élément presseur, présenté en l'occurrence sous la forme d'un cylindre d'affûtage, est rectifié de façon à réduire son rayon d'une quantité correspondant à l'usure plus forte du dresse-meule, afin de compenser la variation de la lar- 2 45 eu 27 geur de fente due à cette plus forte usure du dresse-meule par une variation de la position de la surface active de l'élément presseur par rapport à la surface active du dresse-meule (demande de brevet allemand publiée no 2 639 058) Ce procédé n'a toutefois pas donné satisfaction dans la pratique et a par conséquent été abandonné puisqu'il suppose que le dresse-meule subit au cours de l'opération de dressage une usure plus forte que celle subie par l'élément presseur lors de l'affûtage O Dans la pratique cette supposition ne se vérifie pas, ou au mieux seulement dans des cas exceptionnels, puisque le dressage s'effectue habituellement avec des disques diamantés dont l'usure est sensiblement moindre que celle des éléments presseurs habituellement utilisés l'usure d'un disque dresse-meule fortement diamanté étant dans bien des cas même tout à fait négligeable en comparaison de l'usure de l'élément presseur. En conséquence, la présente invention a pour but de créer un procédé pour dresser et affûter une meule, dans lequel une largeur de fente bien définie peut être mainte- nue entre la meule et l'élément presseur m 8 me lorsque l'usure subie par l'élément presseur lors de l'affûtage est plus forte que celle subie par le dresse-meule lors du dressage. En partant du procédé connu pour dresser et affûter une meule, en particulier une meule à base de nitrure- de bore cubique, dans lequel la meule est dressée au moyen d'un dresse- meule et ensuite affûtée, en introduisant un abrasif en poudre dans une fente entre la meule et un élément presseur, et dans lequel après l'affûtage l'élément presseur est rectifié de façon à réduire son rayon, ce but est atteint selon l'invention essentiellement par le fait que l'exigence d'une position constante de la surface active de l'élément presseur par rapport à la surface active du dresse-meule est abandonnée et qu'à l'aide de l'équipement de commande de positionnement, dont la rectifieuse est équipée de toute manière, le dresse-meule et l'élément presseur sont d'une manière générale avancés de quantités différentes Par "avance" il convient d'entendre ici évidemment tant un mouvement de la meule dans le sens d'avance qu'un mouvement du dresse-meule ou de l'élément presseur dans le sens correspondant. Le but précité est atteint selon l'invention par le fait que lors de la rectification -de l'élément presseur la distance entre la meule et l'élément presseur est réduite d'une quantité prédéterminée, qui est sensiblement égale mais en aucun cas inférieure à l'usure subie par l'élément pressêur lors d'une opération d'affûtage, par rapport à celle existant lors de la rectification précédente, sans que la position ainsi obtenue de la surface active de l'élément presseur par rapport à la surface active du dresse-meule soit prise en considération, et que lors du dressage et de l'aff Qtage suivants les distances du dresse-meule à la meule et de l'élément presseur à la meule sont en conséquence dimensionnées différemment. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide des dessins annexes sur lesquels: la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une rectifieuse équipée d'un dispositif de dressage et d'affûtage de type connu; la figure 2 montre schématiquement le dressage d'une meule; la figure 3 représente l'affûtage de la même meule effectué, dans le procédé selon l'invention, à la suite du dressage selon la figure 2; la figure 4 représente schématiquement l'utilisation d'un dispositif de mesure de déplacement à palpeur dans un mode de réalisation du procédé selon l'invention; et la figure 5 représente le graphique de déplacement 2545 C 27 relatif au procédé selon 1 'invention. Suivant la f igure 1 une poupée porte-meule 12 comportant une broche porte-meule 13 et une meule 14 montée sur cette dernière ainsi qu'un dispositif de dressage et d'affûtage 15 sont montés sur un banc de machine 11 Le dispositif de dressage et d'affûtage 15 porte sur un arbre commun 16 un disque dresse-meule 17 et un cylindre d'affûtage 18 Cet agencement est connu et n'a donc pas besoin d'être expliqué en détail; il est également connu d'utiliser, au lieu d'un disque dresse-meule 17 et/ou d'un cylindre d'affûtage 18 entraînés en rotation, une plaquette fixe ou un patin fixe. Dans un agencement spécial connu de ce genre (demande de brevet allemand publiée N O 2 639 058) le rayon du cylindre d'affûtage 18 est plus petit, d'une quantité inférieure a la grosseur des grains d'abrasif libres utilisés pour affûter la meule 14, que le rayon du disque dresse-meule 17, ce qui est illustré sur la figure 1 par le fait que la surface active du disque dresse-meule 17 se trouve à la même hauteur que la périphérie de la meule 14 et qu'entre la périphérie de la meule 14 et la surface active du cylindre d'affûtage 18 est montrée une distance t qui pour des raisons de clarté est évidemment représentée d'une manière fortement exagérée, cette distance t étant en réalité par exemple de 50 microns. Lorsqu'il s'agit de procéder & des opérations de dressage et d'affûtage avec le dispositif de la figure 1 la meule 14 est d'abord dressée au moyen du disque dresse- meule 17, puis le dispositif de dressage et d'affûtage 15 est amené dans la position représentée sur la figure 1, et dans la fente entre la meule 14 et le cylindre d'affûtage 18 sont amenés des grains d'abrasif libres se trouvant dans un fluide-support approprié, par exemple un liquide de refroidissement aqueux Lors de l'affûtage la meule peut être animée de mouvements dans la poupée porte-meule 12 par L 545 C 27 un mécanisme vibrant Si lors de cet affûtage le cylindre d'affûtage 18 subit une usure moindre que celle subie par le disque dresse-meule 17 au cours du dressage précédent, alors le cylindre d'aff Gtage est ensuite rectifié de façon que son rayon soit réduit de l'excédent de l'usure du disque dresse-meule 17, de sorte que la différence de rayon existant avant le début de l'opération de dressage et correspondant à la largeur de fente désirée t se trouve rétablie. Ce mode opératoire n'est cependant applicable que si le disque dresse-meule 17 subit au cours du dressage effectivement une usure plus forte que celle subie par le cylindre d'affûtage 18 au cours de l'affûtage; si, par contre, le cylindre d'affûtage 18 s'use au cours de l'affûtage plus fortement que le disque dresse-meule 17 au cours de l'opération de dressage précédent, alors ce procédé connu est inopérant car une rectification subséquente du disque dresse-meule 17 n'est pas possible, puisqu'elle ne ferait que conduire à un nouveau dressage de la meule 14, de sorte que la différence de rayon entre le disque dresse-meule 17 et le cylindre d'affûltage 18 se trouve rapidement accrue à tel point que la largeur de fente t devient supérieure à la grosseur des grains d'abrasif, de sorte qu'un affûtage n'a plus lieu. C'est pourquoi selon l'invention, à la différence de ce mode opératoire connu, la notion d'une différence de rayon constante entre le disque dresse-meule et le cylindre d'affûtage est abandonnée et la largeur de fente désirée entre le cylindre d'affûtage 18 et la meule 14 est réglée, au moyen de l'équipement de commande de positionnement dont la rectifieuse est équipée de toute manière, en ramenant chaque fois le rayon ou le diamètre du cylindre d'affûtage, par rectification, à une valeur bien définie qui est totalement indépendante de celle du rayon ou du diamètre du disque dresse-meule, après quoi le cylindre d'affûtage est positionné en consequence. La figure 2 montre l'opération de dressage qui dans le procédé selon l'invention se déroule de la même façon que dans tous les procédés de dressage connus La meule 14 ' est positionnée & une distance AI du dispositif de dressage et d'affûtage 15 ' et ensuite le dispositif de dressage et d'affûtage 151 est guidé dans la direction Z sur la meule 14 ' de sorte que, comme représenté de manière exagérée pour des raisons de clarté, la meule est dressée au niveau de sa périphérie Alors que dans les procédés connus précités le cylindre d'affûtage 18 D est ensuite amené en regard de la meule 14 ' et l'affûtage est aussitôt commencé 1 dans le procédé selon l'invention le cylindre d'affûtage 18 ' est certes également amené en regard de la meule 14 ' mais cette dernière est ensuite avancée de façon à se trouver,par rapport au dispositif de dressage et d'affûQtage 15 ', & une distance A 2 qui, dans les conditions représentées sur les figures 2 et 3, est inférieure d'une quantité B à la distance Al lors du dressage Après l'affûtage la meule 14 ' est une nouvelle fois avancée, d'une quantité légèrement supérieure à l'usure subie par le cylindre dlaffûtage 18 ' au cours de l'opération d'affûtage, de sorte que le rayon du cylindre d'affûtage 18 ' est réduit en conséquence par rectification, et la position occupée alors par la meule est mise en mémoire dans l'équipement de commande de la machine, si bien que lors de l'opération d'affûtage suivante la distance A 2 est réduite en conséquence de façon à obtenir de nouveau la même fente entre le cylindre d'affûtage 18 ' et la meule 14 ' que celle expliquée & propos de la figure 3 Par conséquent, & l'issue d'un cycle de dressage et d'affûtage la différence de rayon entre le disque dresse-meule 17 ' et le cylindre d'affûtage 18 ' s'est accrue, dans le procédé selon l'invention, d'une quantité légèrement supérieure à l'usure du cylindre d'affûtage I 85 ' à savoir d'une quantité connue, et cet accroissement de la différence de rayon est mis en mémoire dans l'équipement de commande de positionnement de la machine. Dans le mode opératoire décrit jusqu'à présent sont établies (programmées) de la manière usuelle, en tant que données déterminant le positionnement de la meule en ce qui concerne le dressage, une usure évaluée ou déterminée expérimentalement de la meule, une usure évaluée du dressemeule, les dilatations thermiques évaluées se produisant dans la machine et la profondeur de coupe effective désirée en ce qui concerne le dressage A cet égard il faut en général effectuer un dressage plus poussé que celui calculé comme nécessaire puisque les valeurs estimatives ou expérimentales doivent pour des raisons de sûreté être fixées un peu largement. Tant pour des motifs technologiques relatifs à la rectification que -pour des raisons économiques, il est cependant souhaitable qu'une profondeur de coupe effective déterminée comme étant optimale, en ce qui concerne le dressage,soit obtenue d'une manière parfaitement reproduc- tible (même en cas de fonctionnement entièrement automati- que) Un moyen d'y parvenir consiste à utiliser un disposi- tif de mesure de déplacement à palpeur. La figure 4 montre schématiquement un palpeur de position 19 monté avec un disque dresse-meule 17 '' et un cylindre d'affûtage 18 '' sur un même chariot longitudinal et disposé en regard d'une meule 14 "' Le palpeur 19 prend appui sur la meule 14 '' et se trouve ou est, comme expliqué plus loin, réglé de façon que l'équipement de commande de la machine reçoive un signal lorsque la périphérie de la meule 14 '' occupe la position qui correspond à la surface active du disque dresse-meule 17 '' Le mode opératoire à adopter avec cette technique est expliqué ci-dessous à l'aide du graphique de déplacement représenté sur la figure ; le déroulement du procédé est le même que celui déjà expliqué à propos des figures 2 et 3, en étant cependant -8 complété de phases opératoires intermédiaires dues au palpeur de position 19, Le graphique de déplacement montre la position de la meule 14 '' dans la direction (d'avance) X auxt instants tl à t 23 qui désignent le début et la fin d'un cycle de dressage et d'affûtage En ce qui concerne la description il est supposé que l'équipement de commande de positionnement de la rectifieuse comprend plusieurs compteurs de déplacement qui pour enregistrer des positions déterminées sont mis, à l'instant concerne, & une valeur bien déterminée (de préférence zéro) et qui comptent également tous les déplacements de l'axe X Une diminution du rayon de la meule due à l'usure et au dressage est alors prise en compte dans le compteur concerné par soustraction d'une quantité correspondante Un moyen spécial d'y parvenir est expliqué plus loin A cet égard il convient de noter que cette mise en mémoire de position peut également s'effectuer d'autres manières, par exemple au moyen de mémoires électroniques; ces moyens sont cependant connus de l'homme de l'art et n'ont donc pas besoin d'être expliqués plus en détail Comme précédemment, il est également supposé que le mouvement d'avance est effectué par la meule et le déplacement dans la direction Z par le dispositif de dressage et d'affûtage; ces déplacements peuvent cependant également Atre effectués respectivement par l'autre organe, comme cela est connu Les modes de déplacement décrits sont cependant avantageux puisque pour la rectification -en tant qu'opération d'usinage proprement dite la meule est généralement avancée dans la direction X, alors que le déplacement longitudinal (axe Z) est effectué par la pièce. Au début d'un cycle de dressage/affûtage, c'est-à- dire à l'instant t 1, la meule 145 ' se trouve, dans la direction Z, en regard du palpeur de position 19 mais à une certaine distance de celui-ci. A l'instant t 2 la meule 14 '' avance dans la direc- tion X jusqu'à ce que, à l'instant t 31 zéro soit atteint dans le compteur de déplacement relatif au dressage La meule 14 ' cesse alors de se déplacer et dès cet instant le compteur de déplacement relatif à l'affûtage est bloqué. Le palpeur de position 19 jusqu'à présent soulevé pour ménager le patin du palpeur est alors amené au contact de la meule (instant t 4), après quoi la meule 14 '' avance à nouveau (instant t 5) Lorsque la distance Xl franchie par la meule 14 '' depuis que le comptage du compteur de déplacement relatif au dressage a atteint zéro (instant t 3) correspond à l'usure subie par la meule 14 '' depuis le derniér dressage, le dispositif de mesure de déplacement à palpeur, lequel dispositif est relié au palpeur de position 19, délivre un signal zéro, ce qui indique que la surface active de la meule usée se trouve à la même hauteur que la surface active du disque dresse-meule 17 '' Pour plus de clarté il est représenté que la meule 14 '' reste à cet instant t arr'tée durant un court laps de temps pour avancer ensuite à nouveau, durant le laps de temps t 7 d'une quantité préprogrammée X 2 correspondant au dressage. En même temps le palpeur de position 19 est soulevé pour ménager le patin du palpeur De plus, il convient de noter à cet égard que la quantité Xl plus X 2 peut être mise en mémoire en tant que valeur expérimentale dans l'équipement de commande de la machine, lorsqu'un palpeur de position 19 et un dispositif de mesure de déplacement relié à ce dernier ne sont pas utilisés. Lorsque la meule a été avancée de la quantité X 2 relative au dressage, l'opération de dressage est effectuée à l'instant t 8,et à l'instant t 9 le compteur de déplacement relatif au dressage est mis à zéro (cette position est celle qui est atteinte à l'instant t 3 du cycle de dressage/affûtage suivant) A l'instant t 10 le compteur de déplacement relatif à l'affûtage est à nouveau débloqué. Par suite du blocage temporaire du compteur de déplacement relatif à l'affûtage la distance Xl plus X 2 n'a pas été comptée dans ce compteur, c'est-àdire que pratiquement le point zé-ro du compteur de déplacement relatif à l'aff tage a été déplacé en conséquence, & savoir de la quantité dont le rayon de la meule se trouve diminué, depuis le dernier affûtage, par usure et dressage. A l'instant t l le dressage est terminé; puis le palpeur de position 19 est à nouveau mis en regard de la meule 14 ' et amené au contact de celleci Puis, à l'instant t 14 le signal de mesure du dispositif de mesure de déplacement à palpeur est mis à zéro par voie électroni- que Ainsi le système de mesure est remis à zéro à chaque cycle de dressage/affûtage On obtient ainsi que la prêci- sion du signal de mesure à l'instant t 6 ne risque pas d'être compromise par une usure, même minime; du dresse- meule et du patin du palpeur En effet, il est alors toujours absolument certain que la surface de mesure du patin du palpeur et la surface active du dresse-meule 17 '' se trouvent & la même hauteur. Puis le palpeur de position est soulevé a l'instant t 15 et le dispositif de dressage/affûtage est déplacé dans la direction Z jusqu'à ce qu'à l'instant t 16 le cylindre d'affûtage 18 '' se trouve en regard de la meule 14 "'. La meule 14 '' est alors, & l'instant t 17, à nouveau avancée jusqu'à ce que la meule se trouve & une distance préprogrammée X 4 devant la position o le cylindre d'affû- tage était rectifié après l'achèvement de l'opération d'affûtage précédente Cette distance X 4 est égale à la largeur de fente t dans le procédé connu mais est, dans le procédé décrit selon l'invention, indépendante du rapport dimensionnel du rayon du cylindre d'affûtage 18 ' au rayon du disque dresse-meule 17 ". Ensuite, durant le laps de temps t 18,de l'abrasif est,de manière connue, amené à passer par la fente ? 545 27 d'affûtage et la meule 14 " est affûtée Après achèvement de l'affûtage la meule 14 " avance à nouveau (temps t 19) jusqu'à ce que,dans le compteur de déplacement relatif à l'affûtage zéro,soit atteint Cette position correspond à celle dans laquelle après l'affûtage précédent le cylindre d'affûtage 18 " était rectifié (voir plus loin sous temps t 21); l'usure subip entre-temps par la meule ainsi que la quantité dont son rayon se trouve réduit par dressage ont été compensées par blocage du compteur de t 3 à t 1 c O t de sorte que la fente entre le cylindre d'affûtage 18 ' et la meule 14 " dans cette position correspond à l'usure du cylindre d'affûtage 18 " durant l'affûtage ayant eu lieu immédiatement auparavant Durant le temps t 2 c la meule 14 " est alors avancée d'une quantité préprogrammée X 5 correspondant à la rectification subséquente et le cylindre d'affûtage 18 " est en même temps, dans la mesure o cela est nécessaire, soumis à cette rectification Lorsque celle-ci a eu lieu, le compteur de déplacement relatif & l'affûtage est durant le temps t 21 mis à zéro, de sorte que, durant les temps t 17 et t 19 du cycle de dressage et d'affûtage suivant, des positions correctes, compte tenu cependant de l'usure ayant eu lieu entre-temps, sont à nouveau atteintes. Durant le temps t 22 la meule 14 " est ramenée dans sa position de travail jusqu'à ce qu'à l'instant t 23 le cycle de dressage/affûtage soit terminé. Jusqu'à présent il était sous-entendu qu'il s'agissait d'une meule à profil plat simple Le procédé selon l'invention est cependant également applicable dans le cas de meules profilées; les modifications qui s'imposent dans ce cas, telles que l'utilisation d'outils de dressage et d'affûtage profilés en conséquence et le fait que l'avance en cas de dressage et d'affûtage soit limitée à la direction X, sont à la portée de l'homme de l'art de sorte qu'il n'est pas besoin d'entrer dans les b 545 027 détails à leur sujet. Manif estement, l'usure de la meu Lle, du dresse-meule et du palpeur ainsi que les dilatations thermiques de la machine sont à chaque fois compensées en amenant chaque fois le palpeur de position 19 au contact de la meule dans des positions déterminées, de sorte que des résultats tout à fait satisfaisants peuvent être obtenus même en cas d'exigences très rigoureuses en ce qui concerne le respect de la profondeur de coupe effective lors du dressage. Lorsque ces exigences sont moins rigoureuses ce mode de mesure peut évidemment être remplacé par mise en mémoire de valeurs expérimentales, comme cela se fait dans le dressage usuel; Contrairement au procédé de dressage et d'affûtage connu, dans le procédé selon l'invention on ne maintient ni même recherche une différence de rayon X 3 constante entre le dresse-meule et l'outil d'affûtage, la différence de rayon X 3 croissant au contraire durant chaque cycle de la quantité X 5 correspondant à la diminution du rayon du cylindre d'affûtage due à la rectification subséquente; pour que cet accroissement de la différence de rayon X 3 ne soit pas nuisible,le point zéro du compteur -de déplacement relatif à l'affûtage est déplacé en conséquence, de sorte que les valeurs absolues de la différence et de la variation de la différence peuvent être quelconques. k 545 i 27 REVENDICATION 1 Procédé pour dresser et affûter une meule, en particulier une meule à base de nitrure de bore cubique, dans lequel la meule est dressée au moyen d'un dresse-meule et ensuite affûtée, en introduisant un abrasif en poudre dans une fente entre la meule et un élément presseur, et dans lequel après l'affûtage l'élément presseur est rectifié de façon à réduire son rayon, caractérisé en ce que lors de la rectification de l'élément presseur ( 18 ', 18 ") la distance entre la meule ( 14 ', 14 ") et l'élément presseur est réduite d'une quantité prédéterminée, qui est sensiblement égalemais en aucun cas inférieure,à l'usure subie-par l'élément presseur lors d'une opération d'affûta- ge, par rapport à celle existant lors de la rectification précédente, sans que la position ainsi obtenue de la surfa- ce active de l'élément presseur par rapport à la surface active du dresse-meule 1 171, 17 ") soit prise en considéra- tion, et en ce que lors du dressage et de l'affûtage suivants les distances du dresse-meule à la meule et de l'élément presseur à la meule sont en conséquence dimensionnées différemment.