Brevet FR2569594A1 — publié le 19860307

PROCEDE ET MEULEUSE-RECTIFIEUSE POUR LA RECTIFICATION DE FILETAGES COMMANDEE PAR MESURES La présente invention se rapporte à un procédé de rectification de filetages par calibrage automatique, dite dans ce qui suit "commandée par mesures". Elle concerne en outre une meuleuse-rectifieuse pour rectifier des filetages selon une commande par mesures, cette machine comprenant une poupée et une contre-poupée entre lesquelles la pièce à usiner est coincée et qui sont mobiles sur un chariot commun conjoin- tement à cette pièce à usiner, dans la direction de l'axe lon- gitudinal de cette dernière, ainsi qu'une broche porte-meule montée pivotante et recevant un outil de meulage, la rectifica- tion ayant notamment lieu par mise en oeuvre du procédé précité. Des meuleuses-rectifieuses de filetages, de type moderne et fonctionnant automatiquement, doivent, moyennant des temps de rectification les plus courts possible, produire des fileta- ges d'une haute précision et d'un très haut degré de reproducti- bilité. Il est alors particulièrement essentiel qu'elles autori- sent une production souple, c'est-à-dire que les types de file- tages les plus différents puissent être réalisés sur une machi- ne avec toutes les cotes de filets. L'invention a par conséquent pour objet de proposer un pro- cédé de rectification de filetages commandée par mesures, qui tienne compte de ces exigences. En outre, une rectifieuse de filetages doit être réalisée de telle sorte qu'elle permette la mise en oeuvre du procédé susmentionné. Le procédé conforme à l'invention, pour rectifier des filetages grâce à une commande par mesures, consiste en ce que le meulage de la circonférence externe et du profil à filets d'une pièce à usiner s'opère simultanément en une passe de meu- lage commune, la circonférence externe du filetage étant mesurée en permanence et le profil exact du moyen de meulage étant main- tenu pendant toute la durée du processus de meulage. Conformément à l'invention, une mesure en continu du faux-rond radial de la pièce à usiner est effectuée en plus de la mesure en continu du diamètre. Conformément à l'invention, une meuleuse-rectifieuse pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisée par le fait que son outil de meulage est réalisé en vue d'un meulage simulta- né de la circonférence externe et du profil à filets de la pièce à usiner; par le fait que la mesure en continu du diamètre externe est assurée par une tête de mesure; et par le fait que des moyens sont prévus pour que l'outil de meulage conserve son profil exact pendant tout le processus de meulage. Une autre caractéristique selon l'invention consiste en ce que la tête de mesure est utilisée en plus pour mesurer en con- tinu le faux-rond radial de la pièce à usiner. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'outil de meulage consiste en un disque de meulage comprenant, en juxta- position, un profil pour meuler la circonférence externe et un profil pour meuler les filets, le profil de meulage de la cir- conférence externe étant disposé, par rapport à la direction d'avance de la pièce, en amont ou en aval du profil de rectifica- tion des filets. Dans ce cas, conformément à l'invention, le profil du dis- que de meulage destiné à rectifier la circonférence externe comprend un biseau de dégrossissage et une partie cylindrique. Conformément à l'invention, une autre forme de réalisation de l'outil de meulage consiste en ce que cet outil se compose de disques individuels de meulage agencés en juxtaposition, l'un étant muni du profil de meulage de la circonférence externe et l'autre étant doté du profil de meulage des filets. Selon l'invention, la tête de mesure présente une mâchoire mesureuse inférieure et un palpeur mesureur supérieur. La mâchoire mesureuse inférieure garantit un contact sûr permettant de mesurer le diamètre externe de filetages présentant pratiquement toutes les cotes et tous les profils possibles. Le palpeur mesureur supérieur sert, outre à la mesure du diamètre, également à une mesure établissant une moyenne lors du meulage d'un filetage préalablement taillé et, conformément à l'invention, ce palpeur est en particulier réalisé pivotant avec faculté de détection de déviations latérales. Une autre caractéristique de l'invention réside dans le fait que le moyen pour maintenir le profil exact de l'outil de meu- lageau cours du processus de meulage, consiste à utiliser un disque de meulage en un matériau résistant à l'usure. Une autre possibilité, pour maintenir le profil exact de l'outil de meulage lors du processus de meulage, consiste à pré- voir un dispositif de dressage assurant un dressage continu. L'invention garantit une souplesse de production, c'est-à- dire qu'elle permet de produire, par une commande résultant d'un mesurage, des filetages des types et des dimensions les plus différents, présentant des pas à droite et des pas à gauche, des filets à une et à plusieurs spires, des inclinaisons différen- tes et des profils différents. Le fait que, conformément à l'invention, le meulage de la circonférence externe et le meulage du profil à filets soient regroupés en une seule intervention de meulage, permet désormais de se dispenser de la rectification de la circonférence externe sur toute la longueur du filetage qui, jusqu'à présent,précédait nécessairement la rectification des filets, ce qui se répercute favorablement sur la durée du meulage. Il n'est plus nécessaire de prévoir des palpeurs mesureurs différents adaptés à chaque profil de filetage considéré, qui étaient encore indispensables dans les procédés de rectification de filetages connus jusqu'à présent, ce qui évite là encore des interventions et des temps de transformation. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une meuleuse-recti- fieuse de filetages; la figure 2 est une vue fragmentaire en bout, illustrant le meulage d'un filetage triangulaire et mettant en évidence l'agen- cement à tête de mesure; la figure 3 est une vue fragmentaire en planmontrant le meulage d'un filetage triangulaire selon la figure 2 et illus- trant le disque de meulage de réalisation compacte; 2-569594 la figure 4 représente un outil de meulage se composant de deux disques individuels,assurant respectivement le meulage de la circonférence externe et le meulage du profil à filets; la figure 5 met en évidence la mesure établissant une moyen- ne,en vue du processus de meulage du filetage déjà ébauché d'une broche filetée à billes; et les figures 6 et 7 sont des représentations correspondant aux figures 2 et 3, se rapportant au filetage d'une vis à billes. La figure 1 illustre la réalisation d'une meuleuse-rectifieuse de filetages. Cette machine présente un bâti 1, sur lequel se trouve une glissière 2 de guidage d'un chariot 3 pourvu d'un plateau 4, sur lequel une poupée 6 occupe une position fixe et une contre-poupée 7 est montée coulissante pour-permettre une adaptation à la longueur de la pièce à usiner. Une pièce 8 à rectifier est emprisonnée d'une part dans un mandrin de serrage 9 entraîné en rotation sur la poupée 6 et elle est d'autre part coincée, dans son trou de centrage, au moyen d'un fourreau 11 de la contre-poupée. En présence de pièces 8 très longues, un appui supplémentaire est conféré à ces pièces par une ou plu- sieurs lunettes 12. Un dispositif de dressage 14 est associé à un disque de meulage 13 adéquatement profilé en vue d'une recti- fication du filetage. Il est en outre prévu une tête de mesure 16 qui peut être rapprochée de la pièce 8 par ses palpeurs me- sureurs 17 et 18, mais que la figure 1 illustre cependant en condition dégagée par pivotement. Le pivotement de cette tête 16 a lieu autour d'axes 19 et 21, grâce à un parallélogramme à leviers non représenté sur les dessins. Jusqu'à présent, il était classique de faire précéder le meulage des filets, proprement dit, d'un meulage de la circonfé- rence externe ou diamètre nominal de la pièce à usiner, sur tou- te la longueur future du filetage. Désormais, grâce au procédé selon l'invention, le meulage de la circonférence externe et celui du profil à filets se dérou- lent concomitamment en une passe de meulage commune, opération au cours de laquelle le diamètre externe est mesuré en permanen- ce et le profil exact de l'outil de meulage, correspondant au filetage devant être rectifié, est maintenu pendant tout le proces- sus de meulage. A cette fin, dans une meuleuse-rectifieuse du type illustré sur la figure 1, le disque de meulage 13 est réalisé de façon qu'il se compose de régions profilées 13a et 13b assurant res- pectivement le meulage de la circonférence externe et le meula- ge du profil à filets, ces régions pouvant faire corps dans un disque 13 d'un seul tenant (figures 3 et 7), ou bien pouvant être conçues en tant que disques individuels de meulage 13A, 13B calés en juxtaposition sur un axe commun (figure 4). Dans ce cas, la région profilée 13a, qui est nécessaire au meulage du diamè- tre nominal et correspond au disque 13A dans le cas de disques séparés (figure 4), comprend un biseau de dégrossissage 22 et une partie cylindrique 23. Un disque de meulage 13 ou 13A, 13B ainsi réalisé autorise le meulage simultané d'une circonférence externe 24 et d'un profil 26 à filets de la pièce 8 à rectifier, ce qui rend su- perflue l'opération de meulage de la circonférence externe, qui précédait jusqu'à présent le meulage des filets. Dans ce cas, il est toutefois essentiel de procéder à une mesure permanente du diamètre externe (mesurage en continu au cours de la production), et de maintenir le profil du disque de meulage 13 ou 13A, 13B pendant tout le processus de rectifi- cation. C'est pourquoi il est prévu une tête de mesure 16 (figure 1), par exemple la tête de mesure "Diatronic 2" fabriquée par la Demanderesse et dont le palpeur inférieur 18 est réalisé sous la forme d'une mâchoire mesureuse (figures 2 et 6), de sorte qu'elle assure en permanence un appui impeccable aux filetages de profils et de dimensions les plus différents, et autorise par consé- quent une mesure précise du diamètre nominal. Le palpeur mesureur supérieur 17 sert à l'orientation lon- gitudinale de la pièce 8 à rectifier, en particulier au mesurage qui permet d'établir une moyenne lors du meulage de profils fi- letés préalablement ébauchés, et qui fera l'objet d'une descrip- tion ci-après. - La tête de mesure 16 délivre à un calculateur 27, en vue d'une opération, les valeurs détectées par ses palpeurs 17 et '18, lequel calculateur applique un signal à un dispositif 28 de com- mande de la machine (figure 2) qui, d'une manière connue et non décrite en détail dans le présent mémoire, provoque éventuel- lement des mouvements de réglage nécessaires sur la machine en vue de corriger le processus de meulage. Le maintien du profil exact du disque de meulage 13 ou 13A, 13B au cours du processus de meulage peut être obtenu par un dressage continu (dressage CD) lors de la rectification, ou par l'utilisation d'un disque de meulage-en un matériau résistant à l'usure (CBN). Ainsi, la mesure du diamètre externe et le maintien du pro- fil du disque de meulage garantissent une précision et une repro- ductibilité élevées du filetage. Le meulage d'un filetage triangulaire normal, tel qu'illus- tré sur les figures 2 et 3 ou 4, respectivement, est possible d'une manière simple par ce qu'on appelle le procédé de meulage "en profondeur'; la profondeur de passe du disque de meulage 13 ou 13A, 13B étant directement ajustée d'après la profondeur totale du profil du filetage, après quoi les filets sont directe- ment rectifiés dans la masse en une seule passe de meulage, conformément au procédé selon l'invention. Les conditions sont par exemple différentes lorsqu'il s'agit de meuler les filets d'une broche filetée à billes (figures 5 à 7), dont les spires de filetage sont soumises à de fortes con- traintes. Dans ce cas, le filetage est taillé préalablement (par exemple sur un tour), trempé et, alors seulement,- façonné défini- tivement au moyen de meules. Or, pour trouver le point d'atta- que convenable de l'outil de meulage,-il est nécessaire d'établir une moyenne concernant les flancs des filets qui ont été produits au tour avant le meulageet s'écartent de l'inclinaison de consi- gne à cause du voilage au durcissement. A cette fin, comme mentionné ci-avant, l'on utilise le pal- peur mesureur supérieur 17 de la tête de mesure 16. Pour établir la moyenne (figure 5), grâce à une rotation imprimée à la pièce 8 autour de son axe 30 au moyen du mandrin de serrage 9 de la poupée 6 (figure 1), ledit palpeur 17 est amené, tout d'abord dans une direction puis dans l'autre, au contact de flancs correspondants 29 et 31 des filets qui sont mutuellement opposés. Ce palpeur 17 peut pivoter autour d'un axe 32. Les deux venues en contact du palpeur sont introduites dans le calculateur 27 qui les traite et délivre une valeur moyenne au dispositif de commande de la machine (figure 2), lequel provoque le position- nement précis de l'axe longitudinal de la pièce 8 par rapport au disque de meulage 13. Ensuite, le processus de meulage se dé- roule selon le procédé conformément à l'invention, décrit dans le préambule du présent mémoire. En variante, pour établir une moyenne, un décalage de l'axe Z est également possible à la place d'une rotation de la pièce 8. Alors que, en cas de rotation de cette pièce 8, des régions des flancs décalées angulairement sont englobées dans la mesure, les régions desdits flancs exactement opposées sont englobées dans cette mesure en cas de décalage de l'axe Z. Lors du meulage du filetage externe de broches filetées, en particulier des broches filetées à billes (vis à billes) mentionnées cidessus, un problème supplémentaire est posé par l'occurrence de faux-ronds radiaux. Malgré un traitement préala- ble correspondant des pièces 8 à usiner destiné à en faire dis- paraitre les tensions internes, des excentricités certes modes- tes, mais néanmoins toujours inadmissibles se manifestent lors du meulage, de sorte qu'il n'est pas possible de renoncer à des mesures intermédiaires de contrôle, ni à des réalignements des pièces. En plus de la mesure en continu du diamètre, il est également possible d'exécuter, à l'aide de la tête de mesure 16, une mesure en continu de l'excentricité radiale, seul le faux- rond radial du palpeur supérieur 17 étant alors interprété-et converti d'une manière non décrite, pour influer sur la commande. La mesure en continu du faux-rond radial se produit alors lors- que l'axe Z occupe une position programmée entre deux lunettes respectives. Lorsque le faux-rond radial mesuré excède une va- leur prédéterminée, le dispositif de commande de la machine in- terrompt le programme de meulage, lequel reprend après l'aligne- ment de la pièce à rectifier. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé et à la machine décrits et représentée, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de rectification de filetages commandée par me- sures, caractérisé par le fait que le meulage de la circonfé- rence externe ou diamètre nominal,et du profil à filets d'une pièce à usiner s'opère simultanément en une passe de meulage commune, le diamètre nominal du filetage étant mesuré en perma- nence et le profil exact du moyen de meulage étant maintenu pen- dant tout le processus de meulage. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une mesure en continu du faux-rond radial de la piece à usiner est effectueen plus de la mesure en continu du diamè- tre. 3. Meuleuse-rectifieuse pour rectifier des filetages grâce à une commande par mesures, comprenant une poupée et une contre- poupée entre lesquelles la pièce à usiner est enserrée et qui sont mobiles sur un chariot commun conjointement à cette pièce à usiner, dans le sens de l'axe longitudinal de ladite pièce, ainsi qu'une broche porte- meule montée pivotante et recevant un outil de meulage, notamment pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 2, meuleuse-rectifieuse ca- ractérisée par le fait que l'outil de meulage est réalisé en vue d'un meulage simultané du diamètre nominal (24) et du profil à filets (26) de la pièce (8) à usiner; par le fait que la mesure en continu du diamètre nominal (24) est assurée par une tête de mesure (16, 17, 18); et par le fait que des moyens sont prévus pour que l'outil de meulage conserve son profil exact pendant tout le processus de meulage. 4. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 3, caracté- risée par le fait que la tête de mesure (16, 17, 18) est utilisée en plus pour mesurer en continu le faux-rond radial de la pièce (8) à usiner. 5. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 3, caractéri- sée par le fait que l'outil de meulage consiste en un disque de meulage (13) comprenant, en juxtaposition, un profil (13a) pour meuler la circonférence externe (24) et un profil (13b) pour meuler les filets (26), le profil (13a) de meulage de la circon- férence externe (24) étant disposé, par rapport à la direction d'avance de la pièce à usiner, en amont ou en aval du profil (13b) de meulage des filets. 6. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 5, caracté- risée par le fait que le profil (13a) du disque de meulage des- tiné à rectifier la circonférence externe (24) comprend un bi- seau de dégrossissage (22) et une partie cylindrique (23). 7. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par le fait que l'outil de meulage se compose de disques individuels de meulage (13A, 13B) agencés en juxtaposi- tion, l'un étant muni du profil (13a) de meulage de la circonfé- rence externe (24) et l'autre étant doté du profil (13b) de meulage des filets. 8. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 3 ou 4, ca- ractérisée par le fait que la tête de mesure (16) présente une mâchoire mesureuse inférieure (18) et un palpeur mesureur supé- rieur (17). 9. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 8, caracté- risée par le fait que, en vue d'une mesure établissant une moyen- ne lors du meulage d'un filetage déjà préalablement ébauché, le palpeur mesureur supérieur (17) est réalisé avec faculté de dé- tection de déviations latérales, notamment monté à pivotement. 10. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 3, carac- térisée par le fait que le moyen pour maintenir le profil exact de l'outil de meulage au cours du processus de meulage consiste à utiliser un disque de meulage (13, 13A, 13B) en un matériau résistant à l'usure. 11. Meuleuse-rectifieuse selon la revendication 3, caracté- risée par le fait qu'il est prévu, pour maintenir le profil exact de l'outil de meulage lors du processus de meulage, un dis- positif de dressage (14) assurant un dressage continu.