Brevet FR2699849A1 — publié le 19940701

Procédé d'usinage par abrasion, notamment de rodage, de deux surfaces partielles concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre sur une pièce. La présente invention se rapporte à un procédé d'usinage par abrasion, notamment de rodage, de deux surfaces partielles concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre sur une pièce. A l'heure actuelle, l'usinage par abrasion, notamment le rodage, d'une surface cylindrique concave, s'effectue à l'aide d'un outil animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe confondu avec l'axe de cette surface. Un tel outil comporte, en vue de son centrage et guidage sur la surface à usiner, au moins trois éléments abrasifs répartis sur son pourtour. Pour l'usinage de surfaces cylindriques de faible rayon, il a également déjà été proposé d'utiliser des outils portant un seul élément abrasif auquel cas le corps d'outil comporte deux parties d'appui à l'opposé de cet élément abrasif unique. Enfin, il est également connu de prévoir, sur un tel outil rotatif, deux éléments abrasifs opposés dont l'un au moins est relativement large et est conformé de manière à constituer deux parties abrasives espacées angulairement. Ces procédés connus d'usinage par abrasion, notamment de rodage, sont utilisés uniquement pour l'usinage de surfaces concaves cylindriques complètes. En particulier, ils ne peuvent pas être utilisés pour l'usinage de deux surfaces partielles concaves coaxiales opposées, en forme de segment de cylindre, sur une même pièce lorsque cette dernière comporte, entre lesdites deux surfaces partielles, d'un côté au moins, une partie en saillie vers l'intérieur, c'est-à-dire en saillie par rapport à une surface cylindrique complète incluant lesdites deux surfaces partielles. En effet, une telle partie en saillie constituerait un obstacle empêchant un usinage des deux surfaces partielles par un outil abrasif animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe confondu avec l'axe desdites deux surfaces partielles. C'est la raison pour laquelle l'usinage de telles surfaces partielles concaves coaxiales opposées, en forme de segment de cylindre, sur une même pièce ne peut se faire, à l'heure actuelle, que par des outils de forme, tels que des fraises ou des meules, animés d'un mouvement de rotation autour d'un axe perpendiculaire à l'axe des surfaces partielles à usiner. Or, de tels outils ne permettent pas de donner à ces surfaces la même précision et le même état de surface que des outils d'usinage par abrasion tels que des rodoirs. La présente invention vise un procédé d'usinage par abrasion, notamment de rodage, permettant d'usiner avec précision également de telles surfaces partielles concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre sur une même pièce. L'invention a pour objet un procédé d'usinage par abrasion de deux surfaces partielles concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre sur une pièce comportant, entre lesdites deux surfaces, d'un côté au moins, une partie qui est en saillie vers l'intérieur par rapport à une surface cylindrique complète incluant lesdites deux surfaces partielles, et qui empêche un usinage des deux surfaces partielles par un outil abrasif animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe confondu avec l'axe desdites surfaces partielles. Selon l'invention, on utilise un outil ayant un axe de rotation, portant deux éléments abrasifs en disposition opposée par rapport à cet axe de rotation et présentant, entre lesdits deux éléments abrasifs, d'un côté au moins, un dégagement sur une profondeur et sur un angle supérieurs à la hauteur et à l'angle de ladite partie en saillie de la pièce.On centre ledit outil sur l'axe des surfaces partielles à usiner en mettant ses deux éléments abrasifs en contact avec les deux surfaces partielles à usiner. On anime ensuite ledit outil d'un mouvement angulaire oscillant en va-et-vient autour de son axe, avec une amplitude inférieure à l'angle de chacune desdites deux surfaces partielles en segment de cylindre. De préférence, on anime ledit outil, en outre, d'un mouvement de translation oscillant en va-et-vient suivant son axe, comme cela est connu en soi pour le rodage de surfaces cylindriques. Pour obtenir un centrage et un guidage corrects de l'outil sur les surfaces partielles à usiner, il est avantageux que chaque élément abrasif de l'outil, conformé de façon connue en soi de manière à présenter la même courbure que lesdites surfaces, s'étende sur un angle compris entre environ 10 et 50 , de préférence entre environ 12 et 400 et plus particulièrement entre environ 15 et 300, le centrage et le guidage étant d'autant meilleurs que l'angle de contact des éléments abrasifs avec les surfaces partielles à usiner est plus grand. D'un autre côté, il est avantageux que chaque élément abrasif s'étende sur un angle compris entre environ 20 et 50% et de préférence entre environ 30 et 40% de l'angle de chaque surface partielle à usiner. Le procédé conforme à l'invention peut être utilisé avantageusement pour le rodage, les éléments abrasifs étant des pierres de rodage, par exemple pour le rodage, sur les tulipes ou bols de joints tripodes, des pistes pour les galets sphériques des triaxes de ces joints. En se référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ciaprès plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif du procédé conforme à l'invention; sur les dessins la figure 1 représente une vue en bout d'une tulipe ou bol de joint tripode; la figure 2 est une coupe partielle, à plus grande échelle, de la tulipe de la figure 1 à l'endroit de deux pistes opposées en segment de cylindre, avec l'outil pour le rodage desdites pistes. La pièces à usiner illustrée par le figure 1 constitue le fourreau d'un bol ou tulipe de joint tripode tel qu'utilisé par exemple pour ltentraînement des roues motrices et directrices d'un véhicule à traction avant. Ce fourreau 1 comporte, de façon connue en soi, intérieurement un évidement coaxial dont l'axe est référencé 2, avec trois lobes extérieurs 3 délimités chacun à son fond par une surface 4 en segment de cylindre centrée sur l'axe 2 et latéralement par deux surfaces 5 opposées, en forme de segment de cylindre, centrées sur un axe commun 6. Les deux surfaces 5 opposées de chaque lobe 3 constituent les deux pistes d'un des trois galets sphériques non représentés d'un triaxe faisant partie du joint tripode. Jusqu'à présent, les surfaces 5 en segment de cylindre d'un tel fourreau de bol de joint tripode sont soit brutes de forge, soit usinées par rectification. Comme le montre la figure 2, les deux surfaces 5 opposées et coaxiales de chaque lobe 3 sont, selon l'invention, usinées simultanément à l'aide d'un outil 7 de rodage comprenant un corps 8 ayant un axe de rotation 9. Le corps 8 renferme deux pierres abrasives 10 maintenues par deux porte-pierre 11 montés mobiles radialement vers l'extérieur dans le corps 8. Le réglage de la position radiale des porte-pierre 11 et des pierres abrasives 10 s'effectue, d'une manière connue en soi pour les rodoirs à expansion, par une commande d'expansion dont seul le cône d'expansion 12 est visible sur la figure 2. Cette commande étant bien connue, il n'y a pas lieu de la décrire plus en détail. Le corps d'outil 8 présente, d'un côté des pierres 10 et des portepierres 11, une forme extérieure demi-cylindrique et, du côté opposé des pierres 10, un dégagement 13, c'est-à-dire une forme en retrait par rapport à la forme hémisphérique que le corps 8 présente sur le côté opposé. Ce dégagement 13 est prévu sur le corps d'outil 8 sur une profondeur et sur un angle supérieurs à la hauteur et à l'angle sur lesquels le fond 4 du lobe 3 fait saillie vers l'intérieur (en direction de l'axe 6) par rapport à une surface cylindrique 14 reliant entre elles les deux surfaces opposées 5 et ayant le même axe 6 que ces dernières. Pour usiner simultanément les deux surfaces 5 opposées à l'aide de l'outil 7, on place ce dernier dans le lobe 3, son dégagement 13 étant tourné vers le fond 4, et par expansion des deux pierres 10, on amène ces dernières en contact avec les deux surfaces 5, ce qui fait que l'outil 7 se trouve centré par rapport aux deux surfaces 5 opposées à usiner. On anime ensuite l'outil 7 simultanément d'un mouvement de translation oscillant en va-et-vient suivant son axe 9 coïncidant avec l'axe 6, et d'un mouvement angulaire oscillant en va-et-vient autour de son axe 9, avec une amplitude inférieure à l'angle de chacune des deux surfaces partielles 5. On reconnaît sur la figure 2 les deux positions extrêmes du mouvement angulaire oscillant de l'outil, en trait plein, d'une part, et en tirets, d'autre part. Ce mouvement angulaire oscillant imprimé à l'outil 7 peut être produit, par exemple, par l'entraînement de l'outil 7 à partir d'un moteur à mouvement de rotation par l'intermédiaire d'un système à manivelle, de type connu en soi. Dans l'exemple représenté, chaque pierre de rodage 10 dont la surface en contact avec une surface 5 à usiner est conformée, de façon connue en soi, avec un rayon de courbure correspondant au rayon de courbure de la surface 5 à usiner s'étend sur un angle d'environ 200, tandis que chaque surface 5 s'étend sur un angle d'environ 500. D'une manière générale, il est avantageux, pour favoriser le centrage et le guidage de l'outil 7 sur les surface à usiner 5, que les pierres 10 s'étendent sur un angle d'au moins 120 et de préférence d'au moins 150. Par ailleurs, l'angle des pierres 10 est avantageusement choisi de manière qu'il ne soit pas supérieur à la moitié de l'angle des surfaces 5. n va de soi que le mode de réalisation représenté et décrit n'a été donné qu'à titre d'exemple illustratif et non limitatif et que de nombreuses modifications et variantes sont possibles dans le cadre de l'invention. Ainsi, le procédé d'usinage conforme à l'invention qui est applicable non seulement au rodage, mais d'une manière générale à tout usinage par abrasif de deux surfaces concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre, peut être mis en oeuvre non seulement pour le rodage des pistes pour galets sphériques sur des fourreaux de bols ou tulipes de joints tripodes, mais d'une manière générale sur toutes autres pièces présentant de telles surfaces opposées. Par ailleurs, au lieu de comporter un dégagement 13 sur un côté seulement, l'outil 7 pourrait également comporter un dégagement sur ses deux côtés opposés, notamment pour le cas où la pièce comporte, sur les deux côtés des surfaces à usiner, une partie (4) en saillie vers l'intérieur par rapport à une surface cylindrique complète (14) incluant lesdites deux surfaces à usiner. REVENDICATIONS 1. Procédé d'usinage par abrasion de deux surfaces partielles (5) concaves coaxiales opposées en forme de segment de cylindre, sur une pièce comportant, entre lesdites deux surfaces, d'un côté au moins, une partie (4) qui est en saillie vers l'intérieur par rapport à une surface cylindrique complète (14) incluant lesdites deux surfaces partielles (5) et qui empêche un usinage des deux surfaces partielles par un outil abrasif animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe (9) confondu avec l'axe (6) desdites surfaces partielles, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) ayant un axe de rotation (9), portant deux éléments abrasifs (10) opposés par rapport audit axe et présentant, entre lesdits deux éléments abrasifs, d'un côté au moins, un dégagement (13) sur une profondeur et sur un angle supérieurs à la hauteur et à l'angle de ladite partie an saillie (4), qu'on centre ledit outil sur l'axe des surfaces partielles (5) en mettant ses deux éléments abrasifs (10) en contact avec les deux surfaces partielles (5) à usiner, et qu'on anime ledit outil (7) d'un mouvement angulaire oscillant en va-et-vient autour de son axe (9) coïncidant avec l'axe (6) desdites surfaces, avec une amplitude inférieure à l'angle de chacune desdites deux surfaces partielles (5). 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on anime ledit outil en outre d'un mouvement de translation oscillant en va-et-vient suivant son axe (9). 3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) sur lequel chaque élément abrasif (10) s'étend sur un angle compris entre environ 10 et 500. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) sur lequel chaque élément abrasif (10) s'étend sur un angle compris entre environ 12 et 400. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) sur lequel chaque élément abrasif (10) s'étend sur un angle compris entre environ 15 et 300. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) sur lequel chaque élément abrasif (10) s'étend sur un angle inférieur ou égal à la moitié de l'angle de chaque surface partielle (5). 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on utilise un outil (7) comportant des pierres de rodage en tant qu'éléments abrasifs (10). 8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on l'utilise pour le rodage, sur les fourreaux des bols ou tulipes de joints tripodes, des pistes pour les galets sphériques des triaxes de ces joints.