Brevet FR2595970A1 — publié le 19870925

L'invention concerne une machine à rectifier pour la rectification, en particulier pour le rodage et le honage, de pièces à usiner allongées présentant une pluralité de points d'usinage disposés en série le long de la pièce, en particulier pour des arbres à cames avec une pluralité de cames à usiner, avec fixation de pièce et traverse porteoutils, la fixation de pièce comportant un système pour la mise en rotation autour de l'axe de la pièce à usiner et la traverse porte-outils possédant, en fonction du nombre des points d'usinage, une pluralité de porte-outils qui peuvent être déplacés, au moyen d'un moteur de positionnement, sur des éléments de guidage s'étendant parallèlement à l'axe de la pièce, et réglés sur les points d'usinage et qui fonctionnent simultanément. Il importe alors que la génératrice des surfaces d'usinage, par exemple de la surface de commande des cames, soit en contact avec un poussoir et orientée avec une précision aussi grande que possible parallèlement à l'axe de la pièce et donc à l'axe de rotation. Dans la machine à rectifier de ce genre bien connue dans la pratique, les éléments de guidage sont constitués par des rails sur lesquels un chariot est guidé de manière coulissante avec le jeu habituel. Le déplacement du chariot est commandé à l'aide de moteurs de positionnement constitués par des systèmes de cylindre-piston et mobiles en translation. Cela implique, dans le sens du réglage, c'est-à-dire dans la direction de l'axe de la pièce à usiner, des chariots relativement longs parce que le risque de déversement conditionné par le jeu de guidage des chariots sur les rails augmente de manière inversement proportionnelle à la longueur des chariots. Lorsque la distance entre les points d'usinage sur la pièce à usiner est faible, comme dans le cas des arbres à cames des moteurs de véhicules automobiles, la longueur des chariots empêche de traiter simultanément tous les points d'usinage. L'usinage des pièces doit être effectué en plusieurs phases et avec des fixations différentes des pièces à usiner ou avec un réajustage de la fixation de pièce ou du porte-outil, ce qui entraîne des imprécisions supplémentaires. Par ailleurs, les relations décrites sont désavantageuses lorsqu'il s'agit de commander le réglage et l'ajustage des outils en fonction des données caractéristiques de la pièce à usiner qui peuvent être balayées dans une station montée en amont. La présente invention a pour objet de perfectionner une machine à rectifier du genre précité de telle façon que les porte-outils sont très courts en direction de la pièce à usiner et qu'ils peuvent être disposés de manière très serrée sur les traverses porte-outils. Le but recherché est la possibilité d'usiner les pièces, et notamment les arbres à cames utilisés couramment dans les moteurs de véhicules automobiles modernes, en une seule opération. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les éléments de guidage sont réalisés sous forme de broches filetées qui sont montées de manière rigide en rotation dans la traverse porte-outils et forment un polygone de guidage pour les porte-outils ; que la broche filetée porte, pour chaque point d'usinage, un ensemble d'écrous munis respectivement d'un moteur de positionnement pouvant être commandé en fonction de l'écart angulaire, et entraînés de manière synchrone par celui-ci ; et que les différents porteoutils sont rattachés respectivement à un ensemble d'écrous. En principe, le nombre des broches filetées peut être choisi à volonté dans le cadre de l'invention. Deux broches filetées sont prévues au minimum. Pour des raisons de détermination statique, il est recommandé de prévoir la disposition de trois broches filetées qui, en coupe transversale, décrivent en quelque sorte un triangle. Toutefois, une précision particulièrement grande est obtenue lorsque le système est statiquement indéterminé. Pour cela, l'invention prévoit quatre broches filetées parallèles et, par conséquent, quatre écrous par ensemble. Il est possible, dans le cadre de l'invention, de travailler avec différents mécanismes à vis avec broches filetées et écrous. Un mode de réalisation qui se distingue par une grande précision de réglage est caractérisé par le fait que les broches filetées et les écrous sont conformés en mécanismes à vis à rouleaux avec suppression du jeu par précontrainte. Dans le cadre de l'invention, les moteurs de positionnement les plus divers peuvent être mis en ouvre à condition qu'ils permettent une commande en fonction de l'écart angulaire. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, les moteurs de positionnement sont réalisés sous forme de moteurs pas à pas parce qu'ils peuvent être commandés d'une manière particulièrement simple par un ordinateur. En général, les écrous seront couplés avec leur moteur de positionnement au moyen de transmissions à courroie dentée. Des mécanismes à vis à rouleaux avec précontrainte sont bien connus en soi. Ils sont commercialisés en particulier dans la version dans laquelle une rotation entraîne un déplacement d'un millimètre. Dans le cadre de l'invention, un changement de l'angle de rotation qui ne représente que quelquels degrés d'angle permet toujours d'effectuer un déplacement avec une très grande précision. Il est donc facile, dans le cadre de l'invention, de commander ces moteurs de positionnement avec une très grande précision par ordinateur en fonction des données caractéristiques de la pièce à usiner sans que des déversements quelconques soient à craindre. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs permettra de bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique. La figure 1 représente une vue partielle d'une machine à rectifier selon l'invention. La figure 2 représente, à plus grande échelle, une vue de côté de l'objet de la figure 1. La figure 3 représente, en perspective et partiellement en coupe, un mécanisme à vis à rouleaux à une échelle considérablement agrandie par rapport aux figures 1 et 2. La machine à rectifier représentée dans les figures est destinée à la rectification, en particulier au rodage ou honage, de pièces à usiner 1 allongées qui présentent une pluralité de points d'usinage 2 disposés en série le long de la pièce à usiner 1. Dans l'exemple de réalisation et d'après un mode de réalisation préféré de l'invention, il s'agit, quant aux pièces à usiner, d'arbres à cames 1 avec une pluralité de cames 3 à usiner. La machine à rectifier comporte une fixation de pièce 4 et une traverse porte-outils 5. La fixation de pièce 4 est équipée d'un dispositif 6 habituel pour la mise en rotation de la pièce à usiner 1 autour de l'axe 7 de la pièce. La traverse porte-outils 5 comporte une pluralité de porte-outils 8 dont le nombre est fonction du nombre des points d'usinage 2. Ces porte-outils 8 peuvent être déplacés, au moyen d'un moteur de positionnement 10, sur des éléments de guidage 9 qui s'étendent parallèlement à l'axe 7 de la pièce à usiner, et ils peuvent être réglés sur les points d'usinage 2. Tous les outils 11 entrent en action simultanément. Il ressort d'un examen comparé des figures 1 et 3 que les éléments de guidage sont conformés en broches filetées 9 montées de manière rigide en rotation dans la traverse porte-outils 5 et formant un polygone de guidage 12 pour les porte-outils 8. Les broches filetées 9 portent, pour chaque point d'usinage 2, un ensemble d'écrous 13 avec un moteur de positionnement pouvant être commandé en fonction de l'écart angulaire. Les écrous 13 sont entraînés de manière synchrone par ce moteur de positionnement. Les différents porte-outils 8 sont rattachés respectivement à un ensemble d'écrous 13. La conformation des porte-outils est, en principe, quelconque ; le mode de réalisation représenté est bien connu en soi (cf. DE-PS 16 52 112, DE-OS 30 11 454). Dans l'exemple de réalisation et d'après un mode de réalisation préféré de l'invention, quatre broches filetées 9 parallèles sont prévues, comme cela ressort notamment de la figure 2. On remarque que chaque ensemble comprend quatre écrous 13. Comme il ressort de la figure 3, il s'agit dans le cas de l'exemple de réalisation de mécanismes à vis à rouleaux 9,13 précontraints. Le moteur de positionnement 10 peut être un moteur pas à pas qui permet une commande aussi précise que possible en fonction de l'écart angulaire. Les écrous 13 sont couplés avec leur moteur de positionnement 10 au moyen de transmissions à courroie dentée 14. La conformation et la disposition représentée dans les figures et décrites ci-dessus permettent de commander les moteurs de positionnement 10 par ordinateur en fonction des données caractéristiques des pièces à usiner placées, par exemple, sur les pièces à usiner 1 et pouvant être appelées électroniquement. REVENDICATIONS 1. Machine à rectifier pour la rectification, en particulier pour le rodage ou le honage, de pièces à usiner allongées présentant une pluralité de points d'usinage disposés en série le long de la pièce, en particulier pour des arbres à cames avec une pluralité de cames à usiner, avec fixation de pièce et traverse porte-outils, la fixation de pièce comportant un système pour la mise en rotation autour de l'axe de la pièce à usiner et la traverse porte-outil possédant, en fonction du nombre des points d'usinage, une pluralité de porte-outils qui peuvent être déplacés, au moyen d'un moteur de positionnement, sur des éléments de guidage s'étendant parallèlement à l'axe de la pièce et réglés sur les points d'usinage et qui fonctionnent simultanément, caractérisée par le fait que les éléments de guidage sont conformés en broches filetées (9) montées de manière rigide en rotation sur la traverse porte-outils (5) et formant un polygone de guidage (12) pour les porte-outils (8) ; que la broche filetée (9) porte pour chaque point d'usinage (2) un ensemble d'écrous (13) qui sont équipés respectivement d'un moteur de positionnement (10) pouvant être commandé en fonction de l'écart angulaire, et entraînés par ledit moteur ; et que les différents porte-outils (8) sont rattachés respectivement à un ensemble d'écrous (13). 2. Machine à rectifier selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte quatre broches filetées (9) parallèles et respectivement quatre écrous (13) par ensemble. 3. Machine à rectifier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que les broches filetées (9) ainsi que les écrous (13) sont réalisés sous forme de mécanismes à vis à rouleaux et que l'absence de jeu dans les mécanismes à vis à rouleaux (9,13) est obtenue par précontrainte 4. Machine à rectifier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que les moteurs de positionnement (10) sont réalisés sous forme de moteurs pas à pas. 5. Machine à rectifier selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée par le fait que les écrous (13) sont couplés avec leur moteur de positionnement (10) au moyen de transmissions à courroie dentée (14).