Brevet FR2697186A1 — publié le 19940429

La présente invention concerne de façon générale l'alésage, et elle concerne plus précisément un alésoir et un procédé d'alésage des paliers alignés de support de vilebrequin dans un bloc-moteur. Lors de l'alésage d'une série de paliers alignés, par exemple les trous des paliers de support de vilebrequin d'un bloc-moteur, on doit prendre des précautions pour que les trous soient usinés convenablement, c'est-à-dire de manière qu'ils soient circulaires et alignés Le problème est surtout délicat lorsque les paliers sont formés de matériaux différents ayant des caractéristiques différentes d'usinage Dans un exemple, les paliers de support de vilebrequin d'un bloc-moteur d'aluminium moulé peuvent avoir des chapeaux de palier formés de fonte ductile, si bien qu'une moitié de chaque palier est formée d'aluminium et l'autre moitié de fonte La partie d'aluminium de chaque palier est plus molle et plus visqueuse et risque plus de s'arracher, alors que les chapeaux de paliers formés de fonte ductile sont abrasifs et nécessitent une plus grande constante de force de coupe Ceci provoque un désalignement de l'alésoir qui est repoussé dans le matériau plus mou d'aluminium En conséquence, l'alésoir peut usiner des trous qui sont désalignés ou de forme ovale et non circu- laire En outre, les forces créées lors de l'opération d'alésage peuvent provoquer un fléchissement des chapeaux de paliers pendant l'alésage, si bien que les alésages terminés ne sont pas circulaires. Selon l'invention, l'alésoir a un tronçon avant de pilotage destiné à guider le bloc et l'alésoir Ce tronçon avant de pilotage se trouve de préférence en totalité dans le bloc avant que l'usinage ne commence L'alésoir est réalisé avec des tronçons d'usinage et de pilotage qui alternent si bien que deux tourillons adjacents ne sont jamais alésés en même temps Lorsqu'un tronçon d'alésage usine un alésage, le tronçon adjacent de pilotage guide l'alésoir dans l'alésage voisin Ceci assure un déplacement guidé de l'alésoir et empêche un désaxement de l'alésoir. Chaque tronçon de pilotage qui suit un tronçon d'alésage est destiné à assurer un guidage derrière le tronçon particulier d'alésage En conséquence, chaque tronçon de pilotage a un diamètre légèrement accru compte tenu de l'enlèvement de matière réalisé par le tronçon d'alésage qui le précède Ceci empêche la dérive de l'alé- soir par rapport au chapeau-de palier formé de fonte et vers le bloc-moteur formé d'aluminium. De préférence, les tronçons d'alésage sont réalisés avec des gorges spiralées destinées à assurer un contact continu sur toute la pièce L'alésoir peut être tourné de 3600 pendant l'alésage si bien que tout point des bords de coupe est au contact d'aluminium pendant la moitié de la course et de la fonte ductile pendant l'autre moitié La rotation de l'alésoir donne des diagrammes uniformes d'usure des bords de coupe Ceci facilite aussi la réduc- tion au minimum du décalage de l'outil. Le dernier tronçon d'alésage peut être un corps creux de brunissage destiné à améliorer la finition des trous alésés. L'invention concerne ainsi un alésoir et un procédé d'alésage ayant les caractéristiques précitées et donnant les résultats précités. L'invention concerne aussi un alésoir qui est robuste et durable, formé d'un nombre relativement réduit d'éléments simples qui peuvent être fabriqués de manière peu coûteuse et qui peuvent être facilement réalisés afin qu'ils donnent le résultat voulu. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés-sur lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'un alésoir selon l'invention, la figure 2 est une vue partielle en élévation représentant l'extrémité de l'organe, de récupération d'alésoir raccordé à une barre d'avance, la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 1, la figure 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la figure 1, les figures 5 A à 5 Dreprésentent l'alésoir dans plusieurs positions lorsqu'il est tiré dans les trous alignés des paliers de vilebrequin d'un bloc-moteur lors de l'usinage des alésages successivement, la figure 6 est une vue en élévation des corps creux de pilotage de l'alésoir, la figure 7 est une vue de bout du corps creux de pilotage vu de gauche sur la figure 6, la figure 8 est une vue de bout du corps creux de pilotage vu de droite sur la figure 6, la figure 9 est une vue en élévation latérale de l'un des corps creux d'alésage de l'alésoir, la figure 10 est une vue de bout du corps creux d'alésage vu de gauche sur la figure 9, la figure 11 est une vue de bout du corps creux d'alésage vu de droite sur la figure 9, la figure 12 est une vue partielle agrandie d'une partie du corps creux d'alésage représentant les dents d'usinage, la figure 13 est une vue en élévation du corps creux de brunissage de l'alésoir, et la figure 14 est une vue partielle agrandie d'une partie du corps creux de brunissage. On se réfère maintenant aux dessins sur lesquels l'alésoir 10 est utilisé pour l'usinage des alésages des paliers de vilebrequin d'un bloc-moteur 12 Le bloc-moteur 12 comprend dans ce cas un moulage 14 d'aluminium ayant plusieurs organes conformés de paliers 15, 16, 18, 20 et 22 ayant chacun la configuration d'une cavité semi-circulaire 24 constituant la moitié d'un alésage Un chapeau 28 de palier formé de fonte ductile, ayant une cavité hémicylin- drique 27 formant l'autre moitié de l'alésage, est fixé à chaque organe conformé par des organes 26 de fixation Les alésages 29, 30, 32, 34 et 36 sont cylindriques, axialement espacés et alignés, et chacun est formé à moitié d'alumi- nium et à moitié de fonte ductile. L'alésoir comporte une barre de tirage 49 qui est pleine, allongée et en une seule pièce, ayant une tête 42 de traction destinée à être raccordée à un dispositif d'entraînement, tel qu'un vérin hydraulique (non repré- senté), et comportant à l'autre extrémité, un organe 44 de récupération qui peut être fixé à une barre 46 d'avance par un raccord convenable quelconque 48. L'alésoir a un tronçon avant 50 de pilotage et un tronçon arrière 52 de pilotage Plusieurs tronçons axiale- ment espacés d'alésage 54, 56, 58, 60 et 62 sont placés entre les tronçons avant et arrière de pilotage, et des tronçons intermédiaires 64, 66, 68 et 70 de pilotage sont placés dans les espaces séparant les tronçons d'alésage. Le tronçon avant 50 de pilotage est formé de plu- sieurs corps creux cylindriques 72 enfilés sur la barre de tirage et qui sont empilés bout à bout Les corps creux ont tous le même diamètre externe et ils peuvent avoir des longueurs identiques ou différentes mais, ensemble, ils forment le tronçon avant 50 de pilotage qui a une longueur supérieure à la distance totale comprise entre les cinq paliers Le diamètre des corps creux 72 est destiné à assurer un guidage par ajustement dans les trous des paliers avant leur alésage. Le tronçon arrière 52 de pilotage est dans ce cas une partie cylindrique solidaire de la barre de tirage et a un diamètre uniforme sur sa longueur Le diamètre du tronçon arrière 52 de pilotage est destiné à permettre un ajustement de guidage dans les trous de paliers après leur alésage. Les tronçons 54 à 62 d'alésage sont sous forme de corps creux cylindriques enfilés sur la barre de tirage et ayant de préférence des gorges spiralées 73 entre des dents spiralées continues de coupe Les dents spiralées de coupe sont avantageuses dans un alésoir de finition mais ne sont pas nécessaires dans un alésoir ébaucheur Les dents sont de préférence réalisées avec des plats espacés 75 permet- tant la cassure des copeaux Ces plats ne sont pas alignés lors de la rotation de l'alésoir, si bien que la dent suivante n'a pas un plat au même emplacement Les tronçons d'alésage, à partir du tronçon 54 le plus proche de l'ex- trémité avant de l'alésoir, ont un diamètre de plus en plus grand si bien que chacun d'eux supprime progressivement de la matière et assure la formation des alésages a un dia- mètre final prédéterminé. Le tronçon 62 d'alésage qui est le plus en arrière dans ce cas est un corps creux de brunissage dans lequel les dents ont des crêtes arrondies 63 permettant un tasse- ment ou une compression de la matière formant les trous dans une opération de finition Un corps creux de brunis- sage améliore la finition et la qualité des alésages formés Cependant, un corps de brunissage n'est pas tou- jours nécessaire et habituellement il n'est pas utilisé pour l'ébauchage Dans les cas o un corps de brunissage n'est pas nécessaire, le tronçon arrière 62 est remplacé par un corps creux d'alésage ayant le même type de dents d'usinage que les corps 54, 56, 58 et 60. Les tronçons de pilotage 64 à 70 sont sous forme de corps creux cylindriques enfilés sur la barre de tirage et ayant des surfaces radialement externes cylindriques lisses Chaque tronçon de pilotage est destiné à guider juste derrière le tronçon d'alésage qui le précède immédia- tement Le diamètre des tronçons de pilotage dépend de l'enlèvement de matière du tronçon d'alésage qui le précède et en conséquence, les tronçons de pilotage, depuis le tronçon 64 qui est le plus proche de l'extrémité avant, ont un diamètre de plus en plus grand Ainsi, après l'alésage d'un trou par un tronçon d'alésage, le tronçon de pilotage qui se trouve juste en arrière assure le guidage dans ce trou et ses dimensions sont telles qu'il est ajusté dans ce trou afin qu'il assure un guidage convenable. Les tronçons 54 à 62 d'alésage et les tronçons 64 à de pilotage sont emboîtés afin qu'ils ne puissent pas tourner sur la barre de tirage 40 Ainsi, le corps creux 62 de brunissage a une forme 74 découpée à une extrémité, logeant une saillie centrale 76 de l'extrémité adjacente du tronçon arrière 52 de pilotage Les côtés parallèles 78 et de la fente 74 sont au contact des côtés parallèles de la saillie 76 si bien que le corps de brunissage est retenu et ne peut pas tourner L'extrémité opposée du corps 62 de brunissage a une saillie analogue à la saillie 76 du tronçon arrière de pilotage 52 qui pénètre dans une fente du corps creux de pilotage 70 afin que celui-ci ne puisse pas tourner Des coopérations analogues entre les saillies et les fentes existent entre les extrémités des autres corps creux d'alésage et de pilotage, si bien qu'ils sont tous emboîtés en coopération avec la barre de tirage et ne peuvent pas tourner Les corps creux 72 formant le tronçon avant 70 de pilotage peuvent être emboîtés ou non afin qu'ils ne tournent pas Dans ce cas, les corps 72 ne sont pas emboîtés et sont donc libres de tourner. La barre d'avance 46 a des gorges hélicoïdales 84 dans lesquelles pénètrent une ou plusieurs broches fixes 86 de manière que la barre d'avance, et en conséquence l'alé- soir, tournent dans le sens de la flèche 85 lorsque l'alé- soir est tiré dans les paliers du bloc-moteur, dans le sens de la flèche 87 De préférence, l'alésoir tourne ainsi de 3600 ou d'un tour complet lorsqu'il est tiré dans le bloc- moteur si bien que tous les points des bords de coupe sont au contact de l'aluminium du bloc pendant la moitié d'une course et de la fonte ductile du chapeau de palier pour l'autre moitié de la course Une rotation de l'alésoir provoque l'obtention de diagrammes uniformes d'usure des bords de coupe des tronçons d'alésage, si bien que la réduction au minimum du décalage de l'alésoir est faci- litée Les gorges spiralées permettant aussi une coopéra- tion très continue avec les alésages pendant toute l'opéra- tion d'alésage. Un écrou 77 est vissé à l'extrémité avant de la barre 40 de tirage et tasse les divers corps creux enfilés sur la barre de tirage afin qu'ils soient en contact intime bout à bout, avec maintien de la coopération entre les fentes et les saillies des corps creux d'alésage et des corps creux de pilotage intermédiaires, si bien qu'ils ne peuvent pas tourner sur la barre de tirage Une vis d'arrêt 79 portée par l'écrou pénètre au contact d'une gorge annulaire 81 de la barre de tirage afin que l'écrou reste serré contre les corps creux. Les figures 5 A à 5 D représentent l'alésoir lorsqu'il est tiré dans les trous du bloc-moteur Il faut noter sur la figure 5 A que, initialement, le tronçon avant 50 de pilotage se trouve en totalité dans les cinq trous des paliers Les figures 5 B et 5 C représentent l'alésage en alternance des trous des paliers et le guidage dans ces trous lorsque l'alésoir avance La figure 5 D représente la position de l'alésoir lorsque l'alésage est terminé et le tronçon arrière 52 de pilotage passe dans tous les trous alésés. Comme l'indiquent les figures 5 B et 5 C, l'alésoir est réalisé d'après la distance séparant les trous des paliers de manière que deux paliers adjacents ne soient pas alésés en même temps Lorsqu'un tronçon d'alésage usine un trou de palier, le tronçon adjacent de pilotage guide l'alésoir dans le trou voisin Ainsi, le déplacement guidé de l'alésoir est assuré et empêche le désaxement de 1 'alésoir. Bien qu'on ait décrit et représenté l'alésoir 10 sous forme d'un ensemble de parties qui peuvent être séparées, dans lequel le tronçon avant de pilotage 50 est formé de plusieurs corps creux 72 enfilés sur la barre de tirage 40 et les tronçons 54 à 62 d'alésage et les tronçons de pilotage intermédiaires 64 à 70 sont aussi formés de corps creux cylindriques enfilés sur la barre de tirage, il faut noter que, le cas échéant, l'alésoir peut être formé en une seule pièce comprenant toutes les parties, y compris la barre de tirage, le tronçon avant 50 de pilotage, le tronçon arrière 52 de pilotage, les tronçons d'alésage 54 à 62 et les tronçons intermédiaires de pilotage 64 à 70, sous forme d'un tout. REVENDICATIONS 1 Alésoir allongé destiné à l'alésage d'un premier et d'un second trou distants et alignés axialement, l'alé- soir étant caractérisé en ce qu'il comprend des tronçons avant et arrière ( 50, 52) de pilotage espacés axialement et un tronçon d'alésage ( 54-62) placé entre les tronçons avant et arrière de pilotage, le tronçon avant de pilotage étant destiné à guider l'alésoir dans le second trou lorsque le tronçon d'alésage assure l'alésage du premier trou, et le tronçon arrière de pilotage étant destiné à guider l'alé- soir dans le premier trou lorsque le tronçon d'alésage assure l'alésage du second trou. 2 Alésoir allongé destiné à l'alésage de plusieurs trous distants et alignés axialement, l'alésoir étant caractérisé en ce qu'il comporte des extrémités avant et arrière, un tronçon avant ( 50) de pilotage adjacent à l'extrémité avant de l'alésoir et un tronçon arrière ( 52) de pilotage adjacent à l'extrémité arrière de l'alésoir, l'alésoir comprenant, entre les tronçons avant et arrière de pilotage, plusieurs tronçons axialement espacés d'alé- sage ( 54-62) et un tronçon intermédiaire de pilotage ( 64-70) dans chaque espace compris entre les tronçons d'alésage, l'alésoir étant destiné à avancer avec son extrémité avant la première dans les trous successivement, les tronçons d'alésage assurant l'alésage des trous succes- sivement et les tronçons de pilotage assurant le guidage de l'alésoir dans les trous successivement. 3 Alésoir selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un dispositif ( 40) est destiné à faire avancer axialement l'alésoir, et un dispositif ( 46) est destiné à faire tourner l'alésoir lorsqu'il avance. 4 Alésoir selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alésoir comporte des éléments de coupe ayant des plats ( 75) destinés à casser les copeaux. 5 Procédé d'alésage d'un premier et d'un second trou distants et alignés axialement, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'un alésoir allongé ayant des tronçons avant et arrière ( 50, 52) de pilotage qui sont espacés axialement et un tronçon d'alésage ( 54-62) placé entre les tronçons avant et arrière de pilotage, l'avance axiale de l'alésoir dans le premier et le second trou successivement et, au cours de l'avance axiale de l'alé- soir, le guidage de l'alésoir par mise en coopération du tronçon avant de pilotage dans le second trou lors de l'alésage du premier trou par le tronçon d'alésage et le guidage de l'alésoir par mise en coopération du tronçon arrière de pilotage dans le premier trou lors de l'alésage du second trou par le tronçon d'alésage. 6 Procédé d'alésage de plusieurs trous distants et alignés axialement, caractérisé en ce qu'il comprend la réalisation d'un alésoir allongé ayant un tronçon avant ( 50) de pilotage adjacent à l'extrémité avant de l'alésoir et un tronçon arrière de pilotage ( 52) adjacent à son extrémité arrière, et plusieurs tronçons axialement espacés ( 54-62) d'alésage placés entre les tronçons avant et arrière de pilotage, et un tronçon intermédiaire de pilo- tage ( 64-70) dans chaque espace séparant les tronçons d'alésage, et l'avance axiale de l'alésoir avec son extré- mité avant la première dans les trous successivement lorsque les tronçons d'alésage assurent l'alésage des trous successivement et les tronçons de pilotage guident l'alé- soir dans les trous successivement. 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'espacement des trous et des tronçons d'alésage et de pilotage ( 54-70) est tel que deux trous adjacents ne sont jamais alésés en même temps par des tronçons d'alésage. 8 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la longueur du tronçon avant de pilotage ( 50) de l'alésoir est supérieure à la distance comprise entre les trous les plus éloignés parmi les trous, si bien que le tronçon avant de pilotage ( 50) passe dans tous les trous avant que le tronçon d'alésage le plus en arrière ne pénètre dans l'un quelconque des trous. il 9 Procédé d'alésage de plusieurs trous espacés et alignés axialement de paliers pour vilebrequin d'un bloc- moteur dans lequel les paliers sont formés en partie d'un premier matériau et en partie d'un second matériau ayant des caractéristiques différentes d'usinage, caractérisé en ce qu'il-comprend la réalisation d'un alésoir allongé ( 10) ayant un tronçon avant ( 50) de pilotage adjacent à son extrémité avant et un tronçon arrière ( 52) de pilotage adjacent à son extrémité arrière, avec plusieurs tronçons ( 54-62) d'alésage espacés axialement entre les tronçons avant et arrière de pilotage et un tronçon intermédiaire ( 64-70) de pilotage dans chaque espace compris entre les tronçons d'alésage, et l'avance axiale de l'extrémité avant d'alésage la première dans les trous successivement, les tronçons d'alésage assurant l'alésage des trous successive- ment et les tronçons de pilotage assurant le guidage de l'alésoir dans les trous successivement, le diamètre de chaque tronçon intermédiaire de pilotage ( 64-70) dépendant de la quantité de matière retirée par le tronçon d'alésage placé juste en avant de lui afin que le guidage soit réalisé efficacement dans les trous après leur alésage, le diamètre du tronçon avant de pilotage ( 50) dépendant du diamètre initial des trous, avant leur alésage par les tronçons d'alésage, de manière que ce tronçon assure un guidage efficace dans les trous. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la longueur du tronçon avant ( 50) de pilotage de l'alésoir est supérieure à la distance comprise entre les trous les plus éloignés si bien que le tronçon avant de pilotage passe dans tous les trous avant que le tronçon avant d'alésage ne pénètre dans l'un quelconque des trous. 11 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend l'entraînement en rotation de l'alésoir ( 10) d'un tour complet lors de son avance. 12 Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'espacement des trous et des tronçons d'alésage et de pilotage ( 54-70) est tel que deux trous adjacents ne sont jamais alésés en même temps par des tronçons d'alésage.