Brevet FR2724862A1 — publié le 19960329

Machine d'usinage, en particulier de microfinition, pour arbres à cames. La présente invention concerne une machine d'usinage, en particulier de microfinition, pour arbres à cames. ! Les cames sur un arbre sont usinées la plupart du temps une à une du fait de leurs positions angulaires décalées sur l'arbre. L'usinage des arbres à cames peut donc être réalisé, par exemple par l'action d'une bande abrasive ou de tout autre outil d'usinage ou de microfinition, successivement sur chaque came de l'arbre animé en rotation à vitesse constante, ce qui équivaut à l'usinage de l'arbre à cames en plusieurs passes. Cependant, la variation de vitesse de l'outil d'usinage est nécessitée par la variation de l'angle d'attaque par rapport à la came aux divers points de son contour afin d'obtenir une vitesse constante le long de la came à usiner. En effet, l'entrainement de l'arbre à cames en vitesse constante entraine d'une part une vitesse de rotation constante dans la partie circulaire de la pièce et d'autre 2 2724862 part du fait du profil particulier de la pièce usinée, des déccélérations et des accélérations le long du profil de la came alors que l'on cherche à obtenir une vitesse d'usinage constante le long de ce même profil. Il est donc important de pouvoir créer le long du profil d'une came, une vitesse d'usinage constante en compensant les accélérations et déccélérations qui interviennent. Cependant, du fait du décalage angulaire des cames sur l'arbre, dans le cas d'un arbre à plusieurs cames, la variation de vitesse est décalée dans le temps pour chaque outil. Cette commande est donc compliquée, onéreuse et sujette à des imprécisions inacceptables, la synchronisation dans le temps étant d'un mise en oeuvre délicate. Dans le but de pallier ces inconvénients, l'invention propose une machine d'usinage, en particulier de microfinition, d'arbres à cames, du type comprenant un outil d'usinage pour chaque came de l'arbre à cames, caractérisé en ce que lesdits outils d'usinage sont entraînés en rotation à la même vitesse constante et sont décalés angulairement autour de l'axe de l'arbre à cames du même angle relatif que la came respective à laquelle ils sont affectés de telle sorte que, à un instant donné, tous les outils d'usinage se trouvent au même point de leurs cames respectives et l'arbre à cames est entrainé en rotation à vitesse variable de telle sorte que la vitesse de rotation de l'arbre à cames varie en fonction de la position des cames par rapport à leurs outils d'usinage respectifs. La variation de la vitesse de l'arbre à cames permet, en un point donné et à un instant donné, un usinage adéquat de chaque came par son outil d'usinage respectif, ceux-ci étant tous au même point de leurs cames respectives grâce au décalage angulaire des outils d'usinage et du fait de la variation de vitesse de l'arbre à cames, la vitesse le long 3 2724862 du profil de la came reste constante tout le temps de l'usinage. Avantageusement, grâce à l'invention, une synchronisation parfaite est toujours garantie, la variation de la vitesse pouvent être effectuée par rapport au profil d'une seule came de l'arbre à cames par commande numérique ou similaire. De préférence, la machine est à doubles postes afin de faciliter le remplacement des outils. En effet, l'accessibilité est alors plus aisée, le remplacement des bandes étant plus facile en répartition 4 à 4, par exemple, de chaque côté du poste d'usinage. Cette machine peut être réalisée de manière verticale ou horizontale. La machine selon l'invention est, de préférence, à chargement automatique par un manipulateur ou par un robot de chargement qui charge et qui décharge. Cette machine d'usinage sera conçue de manière à être, de préférence, lourde et stable. La prise de pièce est avantageusement à entre-pointe avec un indexage de broche pour l'orientation, le chargement et le déchargement. Selon l'invention, cette machine peut être, en particulier, une machine de superfinition/microfinition avec laquelle on peut réaliser des traits croisés et une ondulation constante sur toutes les cames en même temps. Dans ce type de machine de superfinition/microfinition, les outils d'usinage sont répartis autour des différentes cames à usiner de manière à être décalés angulairement autour de l'arbre à cames du même angle relatif que la came respective à laquelle ils sont affectés de sorte qu'à un instant donné, tous les outils d'usinage se trouvent au 4 2724862 même point de leurs cames respectives et la variation de vitesse de rotation de l'arbre à cames est effectuée par une commande unique de sorte que les vitesses le long du profil de toutes les cames sont identiques et constantes. Il est alors possible de réaliser un poste d'usinage d'arbres à cames qui comporte à la fois une machine d'usinage pour réaliser l'usinage de l'arbre à cames, et une machine de superfinition/microfinition. En ce cas, un transfert linéaire est avantageusement réalisé entre les deux machines, de préférence, horizontales tandis qu'un chargeur vertical se trouve devant chaque machine. On décrira maintenant plus en détail une machine d'usinage pour arbres à cames en référence à la figure 1 qui représente schématiquement une vue de bout d'une machine d'usinage selon un exemple de réalisation de l'invention. Le poste d'usinage comporte quatre outils d'usinage. Chaque outil d'usinage 2, par exemple une bande abrasive, est entraîné en rotation par un arbre d'entraînement 1, la bande abrasive 2, 2' étant tendue entre l'arbre 1 et un galet de contact 3 par l'intermédiaire de galets tendeurs 5. On peut prévoir que l'arbre 1 entraîne simultanément deux bandes 2, 2'. Les outils d'usinage 2, 2' sont décalés angulairement autour de l'arbre à cames à usiner, du même angle relatif que la came respective à laquelle ils sont affectés. L'arbre à cames 4 devant être usiné est placé centralement entre les outils d'usinage et est entraîné en rotation à vitesse variable. La variation de la vitesse de l'arbre à cames 4 est déterminée par rapport au profil d'une seule came. Les outils d'usinage 2, 2' sont décalés angulairement de manière à venir en contact sur leur came respective devant être usinée, tous au même point à un instant donné. Ainsi, 2724862 toutes les bandes abrasives 2, 2' du poste d'usinage, sont toutes entraînées en rotation par les arbres d'entraînement 1 à la même vitesse constante, les arbres d'entraînement 1 étant commandés par une commande unique de vitesse. 6 2724862 REVENDICATIONS 1. Machine d'usinage d'arbres à cames, du type comprenant un outil d'usinage (2, 2') pour chaque came de l'arbre à cames (4), caractérisé en ce que lesdits outils d'usinage (2, 2') sont entraînés en rotation à la même vitesse constante et sont décalés angulairement autour de l'axe de l'arbre à cames (4) du même angle relatif que la came respective à laquelle ils sont affectés de telle sorte que, à un instant donné, tous les outils d'usinage (2, 2') se trouvent au même point de leurs cames respectives et l'arbre à cames (4) est entraîné en rotation à vitesse variable de telle sorte que la vitesse de rotation de l'arbre à cames (4) varie en fonction de la position des outils d'usinage (2, 2') sur leurs cames respectives. 2. Machine d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arbre à cames est entraîné en rotation par commande numérique en fonction du profil d'une seule came. 3. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle est à postes d'usinage doubles. 4. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'un outil d'usinage (2, 2') est constitué d'une bande abrasive (2, 2') entraînée en rotation par un arbre d'entraînement (1), ladite bande abrasive (2, 2') étant tendue entre l'arbre (1), un galet de contact (3) et un galet de tension (5). 5. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les outils d'usinage (2, 2') sont entraînés par couple de manière que deux outils d'usinage (2, 2') différents d'un poste d'usinage sont entraînés par un même arbre d'entraînement (1) qui les entraîne en rotation à la même vitesse. 7 2724862 6. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'arbre à cames (4) devant être usiné est placé centralement entre les postes d'usinages. 7. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle est du type machine de superfinition/microfinition.