Brevet FR2700490A1 — publié le 19940722

La présente invention concerne une affûteuse à commande numérique destinée à la fabrication et à la rénovation des fraises à bois ou à métaux, et permettant de réaliser des affûtages curvilignes de listels de fraises avec une qualité "poli miroir". L'affûtage curviligne est traditionnellement peu connu des praticiens du fait de la grande expérience requise, de la compléxité des réglages, et de la parfaite connaissance du principe de génération de dépouilles curvilignes. Pourtant, c'est l'unique affûtage permettant, avec des fraises remises en état, de réaliser les mêmes performances d'usinage qu'avec un outil neuf. De plus, la diminution de diamètre de fraise, due à l'affûtage curviligne, est largement inférieure à celle provoquée par le biais de l'utilisation des techniques traditionnelles. C'est à ces inconvénients que les perfectionnements suivant l'invention entendent remèdier. L'invention consiste essentiellement à faire coïncider sur la machine l'axe d'orientation d'un plateau avec le centre de la périphérie d'une meule, en utilisant un système de chariots croisés. On comprend qu'une fois cette configuration obtenue, la partie génératrice de la meule ne s'éloigne plus de la zone de travail lorsqu'on fait pivoter le plateau porte-meule; de telle sorte que l'on peut corriger durant l'affinage l'angle d'inclinaison de meule nécessaire pour réaliser une dépouille curviligne correcte. De plus, la valeur de l'angle d'inclinaison de la meule, déterminée par une formule trigonométrique, pouvant difficilement être matérialisée sur la machine avec une précision suffisante; ladite correction durant l'affûtage permettra d'affiner la qualité de la dépouille curviligne. L'invention sera bien comprise après lecture de la description ciaprès, faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés pour lesquels: La figure 1 est une vue en perspective de la machine complète Les figures 2 à 4 sont des vues de positions de meules La figure 5 est une vue du système de génération d'hélices Les figures 6 et 7 sont des vues du système d'ablocage par verrou Les figures 8 à 29 sont des vues des principes d'usinages des rayons Les figures 30 à 33 sont des vues pour la rectification de filetages En figure 1, la référence 1 désigne le bâti de la machine à affuter, sur lequel se déplacent indépendamment un chariot transversal 3' et une table longitudinale 2. Sur cette table 2 est fixé un générateur d'hélices 10; organe porte fraise permettant de créer une liaison de type "glissière hélicoïdale" entre la meule 12 et la broche du générateur d'hélices 10. Les mouvements de translation et de rotation sont débrayables puisque commandés par moteurs à courant continu, indépendamment pilotés. La partie supérieure du chariot transversal 3' est aménagée pour recevoir un socle 3", solidaire d'une colonne verticale 4. Cette dernière supporte de manière réglable, tant verticalement qu'angulairement par l'intermédiaire du chariot 5, une potence 6 montée en porte-à-faux au dessus de la table longitudinale 2. Dans le présent cas, et comme illustré en figure 1, cette potence 6 est traversée par un axe vertical 13, pourvu, à sa partie inférieure, d'une fixation permettant le montage d'un plateau 7 dont la partie supérieure porte un tambour gradué circulaire utilisable avec un vernier sur la potence 6, ledit tambour étant rapporté contre la face inférieure de la potence 6. L'axe vertical 13 est équipé d'un mécanisme roue et vis sans fin pour la commande manuelle ou automatique par un moteur à courant continu géré par l'armoire CN. Le plateau 7 comporte dans sa partie inférieure une semelle horizontale sur laquelle coulisse un chariot 8; la manoeuvre de ce dernier étant opérée à l'aide d'un volant 14, muni d'un tambour gradué et fixé en bout d'un système vis-écrou 15, lui même solidaire du chariot 8. C'est sur ce chariot 8 qu'est fixée la partie supérieure de I'électrobroche 9, mobile axialement, et susceptible d'être réglée en position par un système vis-écrou. La configuration est telle que, quels que soient les dimensions (diamètre, largeur) et le type de la meule (plate ou boisseau); il est toujours possible de faire passer l'axe de pivotement de la tête portemeule par le milieu de la périphérie de l'outil abrasif. Lorsque l'on désire changer de meule, c'est à dire lorsque l'on passe, par exemple, d'une meule plate à une meule boisseau; il suffit de translater axialement l'électrobroche 9 pour placer le milieu de la périphérie de la meule sur l'axe de pivotement. Dans ces conditions, pour régler la machine d'affûtage; l'opérateur devra passer par deux étapes: Tout d'abord, l'opérateur déplace le chariot 8 à l'aide de la manivelle 14 afin de mettre en place le verrou 11 sur le plateau 7. Dans cette situation, l'axe du plateau 7 et l'axe de la meule 12 sont coplanaires. L'axe du verrou correspond au zéro de la règle et au zéro du vernier de la manivelle 14. Cette position est la référence à partir de laquelle tous les réglages seront effectués, le verrou étant positionné de manière indéréglable et définitive. Le centrage de l'axe de pivotement par rapport à la largeur de meule est obtenu par balancement de l'axe de rotation de 180 degrés avec compensation sur le vernier du 1/2 écart, jusqu'à l'obtention du centrage parfait; en ayant comme référence le plan d'une équerre. fl ne reste plus à l'opérateur qu'à mesurer précisément le diamètre de la meule montée sur la broche, et à déplacer le chariot 8 de la moitié de cette valeur à l'aide de la manivelle 14, afin d'amener avec précision le centre de pivotement du plateau 7 dans le milieu de la périphérie de la meule. En conséquence, une fois la position de la meule réglée; l'opérateur peut lancer le cycle de réglage des déplacements en vue de l'opération d'affûtage curviligne. Outil monté dans la broche du générateur d'hélice, il lance le cycle semi-automatique de palpage. Chaque dent de la fraise est alors palpée, et les données sont stockées en mémoire afin de déterminer avec précision si la fraise à réaffûter est à denture normale, décalée ou à hélice variable. Dans l'affûtage curviligne, l'axe de la meule et l'axe de la fraise doivent être coplanaires, c'est pourquoi l'opération suivante consiste à mettre à hauteur d'axe une des dents de la fraise, en tangentant ladite dent sur une pige correspondant à cette hauteur d'axe. Ensuite, après retournement à 1800 afin de prendre en compte le cas d'un nombre de dents impair; l'opérateur donne la valeur de coupe dans le sens où la fraise pivote de l'angle de dépouille désiré. Puis, on vient manuellement chercher la longueur à affûter, constituant l'origine déterminant la valeur affûtable. On ajoute alors une course de dégagement pour la division angulaire. La machine se configure alors en position d'affûtage curviligne: La table longitudinale (axe numérisé) s'avance jusqu'au moment où l'extrémité de la fraise touche un palpeur fixe par rapport au bâti. La distance entre le palpeur et l'axe de pivotement du plateau 7 (passant par le milieu de la périphérie de la meule) étant connue, le calculateur positionne le départ de la fraise à affûter. Pour chaque dent, la meule pivotera de l'angle d'affûtage fourni par le calculateur. Il ne reste plus qu'à lancer le cycle d'affûtage. Pour chaque dent de la fraise, les corrections angulaires seront automatiquement effectuées. Le second type d'usinages est la réalisation de rayons concaves ou convexes sur une fraise. Il existe deux méthodes d'obtention différentes sur notre machine: La première est la méthode des cercles concentriques: L'axe de pivotement du plateau passant par le milieu de la périphérie de la meule, l'opérateur vient mettre en contact l'extrémité de la fraise avec la zone active de la meule comme indiqué fig 8. Puis, il recule la partie génératrice de la meule de la valeur du rayon désiré et avance la fraise de la même valeur suivant fig 9. Ensuite, il dégage la meule du contact de la fraise en utilisant le chariot transversal, et fait pivoter la meule de 90 degrés (fig 10 et 11). La dépouille est alors matérialisée dans le sens où l'opérateur abaisse la hauteur d'axe de la meule par rapport à la hauteur d'axe de la fraise. Enfin, par prises de passes successives sur le vernier du volant 14, on arrive à obtenir le rayon désiré (fig 12 et 13). Les trajectoires que le point générateur de la meule décrit au fur et à mesure de l'opération sont des cercles concentriques. Cette méthode réalise des rayons convexes; pour des rayons concaves, le principe diffère légèrement: Après avoir mis en contact l'extrémité de la fraise avec la zone active de la meule (fig 20), l'opérateur améne le centre de rotation à la pointe de la dent à rayonner (fig 21 et 22); puis, par prises de passes successives sur le tambour du volant 14, et en faisant pivoter la meule grâce au volant 17; il parvient à réaliser le rayon concave désiré. La seconde méthode est celle des cercles excentrés. Cette méthode est identique à la précédente, hormis le fait que la prise de passe est effectuée sur le vernier du chariot transversal 3'; le diamètre des cercles de trajectoires étant identiques, mais de centres différents (fig 18,19,28 et 29). Le troisième type d'usinage est la possibilité de tailler une fraise dans un barreau de carbure. Comme nous l'avons vu précédemment, nous avons une possibilité de réglage radial dans le sens où il suffit de faire passer l'axe de pivotement du plateau par l'axe de la meule afin d'obtenir la position de taillage désirée; l'obtention de cette position étant grandement facilitée grâce au système de positionnement par le verrou 11. Nous pouvons, en outre, tailler des fraises à denture décalée, à hélice variable ou normales; grâce à la précision de la commande numérique et à la configuration machine. Le flanc arrière de la meule est positionné de telle sorte que le centre de pivotement du plateau soit dans le plan vertical formé par ladite face arrière de meule (le principe de réglage utilisé est le suivant: l'axe de pivotement est placé dans le plan médian de fraise, puis en utilisant la glissière 8-9, on translate le moteur de la moitié de la largeur de la meule). On comprend alors qu'une fois cette configuration obtenue, il ne reste plus à l'opérateur qu'à donner sa valeur de coupe directement sur le vernier. Une autre opération réalisable sur notre machine est la rectification de filetages. Pour ce faire, on utilise une meule dont le profil est celui du filet à rectifier et que l'on monte sur l'électrobroche 9. Le positionnement est obtenu par le biais de l'utilisation du verrou 11 et du chariot 7-8. La configuration visée est la suivante: l'axe de l'électrobroche est parallèle à l'axe de la table 2, et l'axe de pivotement du plateau 7 est perpendiculaire, coplanaire, et centré par rapport à la largeur de la meule. Puis, on tangente ladite meule sur une pige montée dans la broche du générateur d'hélices 12 (fig 30) et on déplace l'outil abrasif de la somme des rayons de la pige et de la meule en utilisant le vernier du chariot transversal 3' (fig 31). Enfin, on vient verticalement tangenter la meule sur la pige (fig 32), afin de pouvoir positionner la meule sur l'axe du générateur d'hélices 10. Il ne reste plus qu a pivoter le plateau 7 de telle sorte que la meule soit tangente à l'hélice du filetage à rectifier (fig 33). On peut ainsi rectifier des filetages de tous pas et de tous diamètres. I1 est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Affûteuse pour la fabrication et la rénovation des fraises à métaux ou à bois comprenant une potence 6 réglable verticalement et angulairement et supportant une tête porte broche 7-8-9 orientable, caractérisée en ce que l'axe de pivotement de cette tête passe par le milieu de la périphérie de la meule 12. 2 Machine suivant la revendication 1, caractérisée par la présence d'un système type "chariots croisés" 8 inséré entre le plateau 7 et l'électrobroche 9; permettant ainsi un réglage bidirectionnel; lequel système est associé à des moyens pour les déplacements et les réglages. 3 Affûteuse suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que toute meule de formes, dimensions et matières différentes est utilisable du fait du réglage bidirectionnel précité. 4 Machine selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les opérations d'affûtage dit "curviligne" sont facilitées par la constance de l'origine du point de travail, et ce quel que soit l'angle de l'hélice à affûter, équidistante ou variable l'une par rapport à l'autre sur une même fraise. 5 Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que la réalisation de rayons concaves ou convexes et de tous diamètres est autorisée de par la présence du système "chariots croisés" et de par le réglage de la position du centre de pivotement de la tête portebroche sur le centre du rayon à obtenir. 6 Affûteuse suivant les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait que le taillage de fraise à denture hélicoïdale, équidistante, décalée ou à hélice variable, est facilité par la présence d'un générateur d'hélice 10 numériquement piloté et d'un système de positionnement par verrou 11. 7 Affûteuse suivant la revendication 4, caractérisée par la possibilité d'affinage du réglage angulaire d'inclinaison de meule, et ceci en cours de travail; nécessaire du fait du nombre insuffisant de décimales lors du calcul de l'angle d'inclinaison ou de l'insuffisance de précision du vernier, et facilitée par un plateau 7 autorisant une mobilité angulaire totale. 8 Machine suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la rectification des filetages de tous pas et de tous profils est facilitée par le système de positionnement par verrou 11 et par le générateur d'hélices 10.