Brevet FR2665659A1 — publié le 19920214

À MACHINE DE RODAGE PAR EXPANSION La présente invention se rapporte à une machine modulaire de rodage par expansion d'alésages présentant avec au moins une unité de rodage comprenant au moins une broche portant un outil de rodage ou rodoir à expansion, des moyens de commande d'expansion dudit rodoir, des moyens de commande de rotation de la broche, et des moyens de commande de battement pour animer la broche d'un mouvement oscillatoire de translation axiale (battement). Sur les machines de rodage par expansion connues de ce type, la broche de rodage porte, à son extrémité libre, au moins un outil d'usinage par abrasif ou rodoir dont l'expansion en cours d'usinage est commandée par une tête d'expansion qui peut par exemple être montée sur la broche en un endroit éloigné du rodoir Cette tête comprend, pour chaque rodoir, un moteur de commande d'expansion dont le mouvement est transmis au rodoir par une transmission mécanique. Sur des machines connues de ce type, un moteur de commande d'expansion monté sur le carter de la tête d'expansion attaque une tige de poussée dite poignard par l'intermédiaire d'un réducteur irréversible comprenant une vis sans fin engrenant avec la denture extérieure d'une bague dont le filetage intérieur est en prise avec une vis dont le mouvement axial, en réponse à la rotation du moteur, provoque un déplacement axial correspondant du poignard, ce qui conduit à une expansion du rodoir. Ces machines connues sont de conception rigide et leurs possibilités d'adaptation aux travaux à exécuter, en particulier en ce qui concerne le choix des mouvements de translation axiale (mouvements de battement ainsi que mouvements d'approche et de retrait du rodoir de la pièce à roder) sont très limitées Enfin, sur ces machines connues, une partie au moins des moyens de commande de mouvement (battement, rotation, expansion, approche et retrait) participe aux mouvements de battement de la broche, ce qui fait que cet ensemble mobile présente une inertie relativement importante et implique l'utilisation d'une commande de battement surdimensionnée en conséquence. La présente invention a pour objet un dispositif de rodage du type défini ci-dessus qui soit de structure modulaire, permettant ainsi une bonne adaptation de la machine à différents travaux à exécuter L'invention a également pour objet une machine de rodage du type défini ci-dessus, de structure plus simple que les machines connues L'invention a par ailleurs pour objet une machine de rodage du type défini ci-dessus sur laquelle l'inertie des éléments participant aux mouvements de battement de la broche se trouve réduite de façon optimale. La machine conforme à l'invention de rodage par expansion d'alésages présente au moins une unité de rodage comprenant une broche portant un outil de rodage ou rodoir à expansion, des moyens de commande d'expansion du rodoir, des moyens de commande de rotation de la broche, et des moyens de commande de battements pour animer la broche d'un mouvement oscillatoire de translation axiale (battement) Selon l'invention, la broche est montée mobile en rotation et en translation axiale dans une tête porte-broche comportant des moyens de guidage pour son montage mobile en translation axiale sur un bâti fixe, les moyens de commande de rotation et les moyens de commande de battement étant montés sur ladite porte- broche. Grâce à ces caractéristiques, chaque unité de rodage forme un seul sous-ensemble qui peut être monté mobile horizontalement ou verticalement sur un bâti et qui peut être équipé, selon les besoins, d'une commande de battement mécanique, électrique ou hydraulique, avec une course de battement adaptée aux travaux à exécuter. La commande d'approche et de retrait peut également être choisie à volonté et en particulier avec une course d'approche et de retrait nettement plus importante que suivant les machines connues. De préférence, les moyens de commande d'expansion peuvent être intégrés à la tête porte-broche Ainsi, ces moyens ne participent pas non plus au mouvement de battement de la broche, ce qui réduit d'autant l'inertie de l'ensemble effectuant le mouvement de battement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif de l'invention, illustré par les dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue de côté d'une unité de rodage par expansion à un seul rodoir d'une machine conforme à l'invention; la figure 2 est une coupe axiale partielle, à plus grande échelle, de l'unité de rodage de la figure 1. L'unité de rodage selon la figure 1 fait partie d'une machine de rodage par expansion d'alésages de pièces, telles que pièces automobiles (bielles, pignons, boîtiers de différentiels, etc), distributeurs hydrauliques et autres éléments mécaniques nécessitant une très grande précision géométrique. Une broche 1 animée au cours du rodage d'un mouvement de rotation autour de son axe par une commande de rotation 2 et d'un mouvement oscillatoire en translation axiale par une commande de battement 3 porte, à son extrémité inférieure, un rodoir à expansion 4 constitué d'un train de pierres abrasives 5 De tels rodoirs à expansion sont bien connus et il n'y a donc pas lieu de décrire plus en détail leur structure dans le cadre de la présente demande. Le mouvement d'expansion du train de pierres abrasives 5 au cours du rodage est commandé par une tête d'expansion (moteur 9) intégrée à une tête porte-broche 6 qui entoure la broche 1 à la partie supérieure Le mouvement de rotation et de translation oscillatoire de la broche 1 est transmis au rodoir 4 par une transmission souple 8, par exemple une transmission à double cardan, située entre la tête porte-broche 6 et le rodoir 4. La tête d'expansion intégrée à la tête porte-broche 6 comporte, pour la commande d'expansion du rodoir 4, un moteur de commande d'expansion 9, par exemple un moteur électrique. La tête porte-broche 6 avec la commande de battement 3 et la commande de rotation 2 qui y sont fixées, ainsi qu'avec la broche 1, est mobile en translation axiale grâce à des rails de guidage non représentés coulissant sur la partie fixe 10 d'un chariot de guidage 11, fixée sur le montant ou bâti 12 de la machine de rodage. Le mouvement de translation axiale de la tête porte- broche 6 avec la commande de battement 3 et la commande de rotation 2 montées sur cette tête, et avec la broche 1, en vue de l'approche et du retrait du rodoir 4 de la pièce à roder, est assuré par un vérin 13, par exemple un vérin électrique. Sur la figure 2, on reconnait que le moteur 9 de la commande d'expansion intégrée à la tête porte-broche 6 entraîne une vis sans fin non visible sur le dessin, qui engrène avec la denture extérieure d'une bague 14 montée mobile en rotation mais immobilisée en translation axiale entre le carter 15 de la tête 6 et un fourreau 16 La bague 14 transmet son mouvement de rotation à une bague 17 par l'intermédiaire de deux clavettes 18 La bague 17 comporte un filetage intérieur en prise avec une vis 19 mobile en translation axiale La bague 17 est immobilisée en translation axiale sur la broche 1 par un écrou 20. La broche 1 est montée en rotation à l'intérieur de la tête porte- broche 6 La broche 1 traverse la tête 6 sous la forme d'un tronçon tubulaire 21 munie d'une fente transversale traversante 22 A l'intérieur du tronçon tubulaire 21 de la broche 1 est disposé concentriquement un élément de transmission 23 Cet élément de transmission 23 est mobile en translation axiale dans la broche 1 L'élément de transmission 23 comporte à son extrémité supérieure une tête transversale 24 dont les deux extrémités traversent la fente 22 de la broche 1 et sont montées dans la vis 19 par l'intermédiaire de deux butées 25 de telle manière que l'élément 23 soit solidaire en translation axiale de la vis 19, mais puisse tourner par rapport à cette dernière. Grâce à ce montage, l'élément de transmission 23 est solidaire en rotation de la broche 1, mais mobile en translation axiale par rappot à cette dernière Sa position axiale est commandée par le moteur de commande d'expansion 9, par l'intermédiaire de la transmission irréversible comprenant la vis sans fin (non représentée), la bague 14, la bague 17 et la vis 19 La vis 19 est immobilisée en rotation par une clavette 26 qui traverse une fente 27 ménagée dans le carter 15 de la tête 6. Le mouvement de rotation de la broche 1 est assuré par la commande de rotation 2 Cette commande de rotation comprend un moteur de rotation 28 entraînant une poulie 29 qui entraîne, par l'intermédiaire d'une courroie 31, une poulie 30 solidaire d'un fourreau 32 mobile en rotation et immobilisé en translation axiale entre une butée fixe 33 et un écrou 34 Le fourreau 32 transmet son mouvement de rotation à la broche 1 par deux clavettes 35. Le mouvement oscillatoire de translation axiale (battement) de la broche 1 est assuré par une commande de battement 3 constituée, dans l'exemple représenté, par une commande mécanique La commande de battement 3 comprend un moteur d'entraînement 36 qui, par l'intermédiaire d'une transmission à courroies 37, entraîne un maneton 38 à excentricité réglable couplé par une bielle 39 avec l'extrémité supérieure (tronçon tubulaire 21) de la broche 1 La broche 1 est montée en rotation par deux roulements 40 dans la partie supérieure de la tête porte-broche 6 (manchon 33) et par un roulement 41 dans la partie inférieure (fourreau 16) La broche 1 est guidée en translation axiale par le fourreau 32 dans la partie supérieure de la tête porte-broche 6, et par le palier de glissement 42 dans la partie inférieure. A son extrémité inférieure, la tête porte-broche 6 remplie de lubrifiant est fermée de façon étanche par un joint 43 monté sur un porte joint 44. REVENDICATIONS l Machine de rodage par expansion d'alésages présentant au moins une unité de rodage comprenant une broche portant un outil de rodage ou rodoir à expansion, des moyens de commande d'expansion dudit rodoir, des moyens de commande de rotation de la broche et des moyens de commande de battement pour animer la broche d'un mouvement oscillatoire de translation axiale (battement), caractérisée par le fait que la broche ( 1) est montée mobile en rotation et en translation axiale dans une tête porte-broche ( 6) comportant des moyens de guidage pour son montage mobile en translation axiale sur un bâti fixe ( 12), les moyens de commande de rotation ( 2) et les moyens de commande de battement ( 3) étant montés sur ladite tête porte-broche ( 6). 2 Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de commande d'expansion ( 9) sont intégrés à la tête porte-broche ( 6). 3 Machine suivant la revendication l ou 2, caractérisée par le fait que le mouvement de translation axiale de la tête porte-broche ( 6) en vue de l'approche et du retrait du rodoir ( 4) de la pièce à usiner est commandé par un moteur ( 13) monté sur le bâti ( 12). 4 Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la commande de rotation ( 2) comprend, entre le moteur de commande de rotation ( 28) fixé à la tête porte-broche ( 6) et la broche ( 1), un système à clavettes ( 35) ou un système analogue de transmission de rotation à mobilité axiale.