Brevet FR2677294A1 — publié le 19921211

La présente invention est relative aux machines pour le polissage de pièces, notamment de moules destinés à la fabrication d'articles présentant un bon état de surfce. On a décrit au brevet français N O 73 14 262 déposé le 13 avril 1973, une machine pour le polissage de moules comportant un châssis, une table porte-pièce reliée à des moyens aptes à lui communiquer au moins un mouvement de translation longitudinale, limité par des butées et un support portant au moins un ensemble de polissage consti- tué par un porte-outil déplaçable en translation, par des moyens pour communiquer à ce porte-outil un mouvement de translation alternatif et par des moyens-presseurs appli- quant ledit porte-outil sur la pièce à polir, avec un effort constant mais réglable. On a par ailleurs décrit au certificat d'addi- tion no 75 10 522 au brevet précité une machine pour le polissage de moules dont les moyens aptes à communiquer un mouvement de translation au porte-outil sont constitués par un moteur fixé sur le corps de l'ensemble de polissage et dont l'arbre monté libre en rotation dans le corps précité est solidaire d'un excentrique coopérant avec la face d'un logement ménagé dans le porte-outil, lui-même monté libre en translation dans le corps précité. Bien que les machines du type précité donnent de très bons résultats, l'invention vise à améliorer encore la qualité d'état de surfce des pièces obtenues par polissage à l'aide de telles machines. Elle a donc pour objet une machine pour le polissage de pièces, comprenant un châssis, une table porte-pièce déplaçable horizontalement selon au moins une direction et un support déplaçable par rapport au châssis et portant un ensemble de polissage comportant un porte- outil porté par un coulisseau déplaçable en translation par des moyens à excentrique entraînés par un moteur électrique pour communiquer à ce porte-outil un mouvement de translation alternatif, et des moyens presseurs appli- quant ledit porte-outil sur la pièce à polir avec un effort constant mais réglable, caractérisée en ce que les moyens pour communiquer au porte-outil un mouvement de translation alternatif sont constitués par un ensemble bielle-manivelle intérieur monté dans le coulisseau. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, la machine comporte en outre des moyens pour commu- niquer à l'outil un mouvement de rotation autour de son axe. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig 1 est une vue schématique générale d'une machine de polissage suivant l'invention; la Fig 2 est une vue partielle en élévation et en coupe de la machine de polissage de la Fig l, dont le porte-outil a été retiré; la Fig 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la Fig 2; et la Fig 4 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un mode de réalisation d'un outil suivant l'invention. La machine de polissage représentée à la Fig l comporte principalement un châssis 1 s'étendant verticale- ment et sur lequel est montée à coulissement une tête de polissage désignée par la référence générale 2 et compor- tant une colonne 3 en forme générale d'équerre déplaçable verticalement sur le châssis 1 Sur la branche horizontale 4 de la colonne 3 est fixé un ensemble 5 de mise en vibrations comportant un support 6 pour un coulisseau 7 dont la construction détaillée sera décrite en référence aux Fig 2 et 3. Au-dessus de la branche horizontale 4 de la colonne 3 est disposé un moteur électrique 8 d'entraî- nement en rotation d'un ensemble bielle-manivelle inté- rieur destiné à communiquer au coulisseau 7 un mouvement de translation alternatif et dont la structure sera également décrite en détail en référence aux Fig 2 et 3. Au coulisseau 7 est fixé un porte-outil 9 dans lequel est monté un outil 10 portant à son extrémité libre une pierre à polir 11. Selon le mode de réalisation préféré représenté à la Fig 1, l'outil 10 comporte une queue 12 engagée dans le porte-outil 9 et immobilisée dans celui-ci à l'aide d'une vis 13 et prolongée par une partie tournante 14 pourvue d'une monture 15 pour la pierre 11 et entraînée en rotation par un petit moteur électrique 16 porté par un carter 17 dans lequel sont montés à rotation la tige 14 de l'outil et l'arbre de sortie 18 du moteur électrique 16 d'entraînement de celui-ci. Sur l'arbre de sortie 18 est montée une poulie 19 reliée par une courroie 20 à une poulie 21 calée sur la tige 14 de l'outil 10. La construction du dispositif de mise en vibra- tion à excentrique de la machine polisseuse suivant l'invention va maintenant être décrit en référence aux Fig 2 et 3. Le moteur électrique 8 d'entraînement de l'en- semble bielle-manivelle est monté dans la branche horizon- tale 4 de la colonne 3 par l'intermédiaire d'une douille de centrage 25 engagée dans un alésage axial 26 du support et pourvue à son extrémité supérieure d'une collerette 27 par laquelle elle est fixée à la partie horizontale 4 de ce support. L'arbre de sortie du moteur 8 est constitué par un arbre de sortie proprement dit 8 a sur lequel est clavetée une pièce cylindrique 28 formant arbre récepteur pourvue à sa partie supérieure d'un épaulement 29 au moyen duquel elle prend appui sur une butée à billes 30 combinée avec un roulement à aiguilles 31 disposés dans un trou épaulé axial 32 de la douille de centrage 25. A son extrémité opposée à l'arbre de sortie 8 a du moteur 8, l'arbre récepteur 28 est monté à rotation dans la douille 25 par l'intermédiaire d'un autre roule- ment à aiguilles 33 L'arbre récepteur 28 se termine par un maneton excentré 34 formant manivelle qui constitue l'un des organes de l'ensemble bielle-manivelle intérieur du dispositif de mise en vibrations de la machine suivant l'invention. Comme représenté à la Fig 3, la douille de centrage 25 traverse une partie amincie 35 de la partie horizontale 4 du support 3, cette partie amincie se terminant par une bride 36 à laquelle est fixé le support de chariot 6 avec interposition d'une couronne de centrage 37. Le chariot ou coulisseau désigné par la réfé- rence générale 7 est en fait constitué par une cage en équerre 38 à deux rangées d'aiguilles 39, 40, montée fixe dans le support de chariot 6 et par un chariot 41 présen- tant des parois latérales de roulement pour les rangées d'aiguilles 39, 40 et de ce fait déplaçable latéralement dans la cage en équerre 38. Dans le chariot 41 est montée une pièce 42 de réception de l'ensemble bielle-manivelle, cette pièce comportant un plateau 43 qui prend appui sur la paroi supérieure du chariot 41 Le plateau 43 est engagé avec jeu dans un logement 44 ménagé dans le support de chariot 6. La pièce 42 de réception de l'ensemble bielle- manivelle comporte un évidement borgne 45 de forme cylin- drique dans lequel est engagé l'ensemble de bielle-mani- velle qui comporte le maneton excentré 34 de l'arbre récepteur 28, une bague excentrée 46 montée autour du maneton 34 avec interposition d'une cage à aiguilles 47 et une bague extérieure 48 entourant la bague excentrée 46 avec interposition d'un ensemble d'aiguilles 49 En considérant tour à tour les Fig 2 et 3, on constate que l'axe vertical de la bague excentrée 46 est parallèle à l'axe de l'arbre récepteur 28 et se trouve avec l'axe de l'arbre récepteur dans un plan parallèle à la direction de déplacement du chariot 41 qui est en fait le plan de symétrie longitudinal du chariot. Compte tenu du fait que le chariot 41 n'est autorisé à se déplacer que dans une direction déterminée par les rangées d'aiguilles 39, 40, interposées entre le chariot et la cage en équerre 38, la mise en rotation de l'arbre récepteur 28 par le moteur électrique 8 provoque le déplacement du maneton 34 à la façon d'une manivelle et de ce fait un mouvement d'oscillation de la bague excentrée 46 par rapport au maneton 34 et à la bague extérieure 47 de l'ensemble, ce qui provoque un déplace- ment alternataif en translation du chariot 41 avec une fréquence correspondant à la vitesse angulaire de rotation du moteur électrique d'entraînement 8 Dans cet agence- ment, la bague excentrée joue donc le rôle de manivelle. Comme représenté aux Fig 1 et 2, dans la colonne 3 est monté comme connu en soi, un dispositif de déplace- ment vertical du support de tête de polissage par rapport au châssis Ce dispositif de déplacement comprend un vérin hydraulique à simple effet 50 dont le cylindre 51 fermé à sa partie inférieure par un bouchon 52 contient un piston 53 porté par une tige fixe 54 solidaire du châssis 1 Le piston 53 délimite dans le cylindre 51 une chambre 53 a, destinée à être alimentée en fluide sous pression par des orifices non représentés Les différences du débit provo- quent le déplacement du cylindre 51 et de la colonne 3 par rapport à la tige fixe 54. On voit que grâce à l'agencement qui vient d'être décrit, en référence aux Fig 1 à 3, l'outil de polissage est soumis simultanément à un mouvement vibra- toire alternatif en raison du déplacement en translation alternatif du chariot 41 et d'autre part à un mouvement de rotation sous l'effet du moteur électrique d'entraînement 16. On obtient donc au niveau de la pierre, un mouvement rotatif vibrant qui permet d'aboutir à des passes de polissage beaucoup plus régulières qu'avec un outil soumis soit à un mouvement de vibrations, soit à un mouvement de rotation seuls. En effet, dans le cas d'un entraînement de l'outil seulement en rotation, des défauts sont engendrés par la force centrifuge en raison en particulier d'une vitesse de la partie de l'outil se trouvant à la périphé- rie de celui-ci supérieure à celle de la partie centrale de l'outil. L'outil a alors tendance à plonger et à laisser une trace périphérique qui compromet l'état de surface de la pièce à polir. Dans le cas d'un mouvement de rotation et de vibration combinés, l'outil ne se trouve jamais dans une position fixe par rapport à la pièce, de sorte que les attaques que subit celle-ci du fait de la rotation de l'outil sont plus régulières. Le fait de combiner les mouvements de vibrations et de rotation de l'outil permet en raison de la présence de la rotation, un meilleur taux d'enlèvement de la matière. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig l, l'outil 10 monté sur le porte-outil 9 fixé au chariot 7 est un outil entraîné en rotation. On peut bien entendu remplacer un tel outil par un outil fixe qui ne subira alors que des mouvements de vibrations engendrés par le dispositif de mise en vibra- tions de la machine suivant l'invention. Un mode de réalisation d'un tel outil est représenté à la Fig 4. Cet outil comporte une queue 55 à une extrémité de laquelle est ménagé un trou transversal 56 de fixation de l'outil dans le porte-outil 9 (Fig 1) et à l'extrémité opposée de laquelle est ménagée une monture 57 pourvue d'un logement 58 en forme de calotte sphérique et de deux encoches 59 diamétalement opposées pour la réception de pions de centrage 60 drune pierre à polir 61 qui, dans le présent mode de réalisation est constituée par une pièce annulaire en matière abrasive collée sur un méplat 62 d'une portion de bille 63 en matériau magnétique tel que de l'acier dont la surface extérieure est complémentaire à celle du logement 58 Les pions 60 sont portés par le support de pierre 63. Dans le fond du logement 58 de la monture 57 est disposé un aimant permanent 64 de maintien de la pierre 61 par attraction de la portion de bille 63 à laquelle elle est fixée Grâce à un tel montage, la pierre 61 collée à la portion de bille 63 peut osciller autour de l'axe défini par les pions 60 engagés dans les encoches 59 de la monture tout en étant maintenue dans le logement 58 par attraction magnétique exercée par l'aimant permanent 64. On voit donc que la pierre à polir ainsi consti- tuée peut suivre les irrégularités éventuelles d'une surface à polir, ce qui constitue un avantage important par rapport aux outils à polir connus. Par ailleurs, la forme annulaire de la pièce à polir permet d'obtenir un travail plus régulier en raison de la suppression de la partie centrale de la pierre 61, dont la vitesse de rotation est beaucoup plus faible que celle de sa portion périphérique. De plus, la forme creuse de la pierre favorise l'évacuation des grains de matière enlevés par abrasion. Dans le mode de réalisation représenté à la Fig 4, la monture 57 de réception de la pierre à polir 61 est de forme à peu près cylindrique. Elle peut bien entendu prendre une forme plus évasée. Par ailleurs, une monture à logement en forme de calotte sphérique pourvue d'un aimant de maintien de la pierre du type décrit en référence à la Fig 4 peut égale- ment équiper un outil tournant du type décrit en référence à la Fig l. REVENDICATIONS 1 Machine pour le polissage de pièces, compre- nant un châssis ( 1), une table porte-pièce déplaçable horizontalement selon au moins une direction et un support ( 3) déplaçable par rapport au châssis et portant un ensemble de polissage comportant un porte-outil ( 9) porté par un coulisseau ( 41) déplaçable en translation par des moyens à excentrique entraînés par un moteur électrique ( 8) pour communiquer à ce porte-outil ( 9) un mouvement de translation alternatif, et des moyens presseurs appliquant ledit porte-outil sur la pièce à polir avec un effort constant mais réglable, caractérisée en ce que les moyens pour communiquer au porte-outil un mouvement de transla- tion alternatif sont constitués par un ensemble bielle- manivelle intérieur ( 34,46) monté dans le coulisseau ( 41). 2 Machine suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que l'ensemble bielle-manivelle intérieur comporte un maneton formant manivelle ( 34) porté par un arbre récepteur ( 28) entraîné par le moteur électrique ( 8), le maneton ( 34) coopérant avec une bague excentrée ( 46) dont l'axe est parallèle à l'axe de l'arbre récepteur ( 28) et se trouve avec ce dernier dans un plan parallèle à la direction de déplacement du coulisseau ( 41), la bague excentrée ( 46) étant à son tour montée à rotation dans un logement ( 45) ménagé dans le coulisseau ( 41). 3 Machine suivant la revendication 2, caracté- risée en ce que le maneton ( 34) est monté dans la bague excentrée ( 46) avec interposition d'une cage à aiguilles ( 47) et en ce que la bague excentrée ( 46) est montée à rotation dans le logement ( 45) du coulisseau ( 41) par l'intermédiaire d'une bague extérieure ( 48) avec interpo- sition d'un ensemble d'aiguilles ( 49). 4 Machine suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que le coulisseau ( 41) constitue un chariot monté déplaçable en translation dans une cage à aiguilles ( 38,39,40) solidaire d'un support de chariot ( 6) fixé à une colonne ( 3) déplaçable verticalement par rapport au châssis ( 1), le chariot ( 41) portnt une pièce ( 42) de réception de l'ensemble bielle-manivelle ( 34,46), le logement ( 45) pour l'ensemble bielle-manivelle étant ménagé dans ladite pièce de réception ( 42). Machine suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens ( 16, 19, 20, 21) pour communiquer à l'outil ( 10) un mouvement de rotation autour de son axe. 6 Machine suivant la revendication 5, caracté- risée en ce que l'outil ( 10) comporte une queue ( 12) par laquelle il est fixé dans le porte-outil ( 9) et une tige ( 14) pourvue d'une monture ( 15) pour une pierre à polir ( 11), la tige étant montée à rotation dans un carter ( 17) solidaire de la queue ( 12) et qui porte un moteur électri- que ( 16) d'entraînement en rotation de la tige ( 14) par l'intermédiaire d'organes de transmission ( 19,20,21) contenus dans le carter. 7 Machine suivant la revendication 6, caracté- risée en ce que les organes de transmission sont consti- tués par des poulies ( 19,21) respectivement fixées à la tige ( 14) de l'outil ( 10) et à l'arbre de sortie du moteur électrique ( 16) d'entraînement de l'outil en rotation et par une courroie ( 20) de liaison de ces poulies. 8 Machine suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisée en ce que l'outil comporte une monture d'extrémité ( 57) pourvue d'un logement ( 58) en forme de calotte sphérique de réception d'un support de pierre ( 63) en matière magnétique de forme complémentaire à celle du logement, un aimant permanent ( 64) de maintien du support de pierre étant disposé au fond du logement ( 58), qui comporte deux encoches ( 59) diamétralement il opposées de réception de pions ( 60) de centrage de la pierre ( 61,63) dans le logement ( 58). 9 Machine suivant la revendication 8, caracté- risée en ce que la pierre ( 61) est fixée par collage sur un méplat ( 62) du support de pierre ( 63). Machine suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisée en ce que la pierre ( 61) est de forme annulaire.