Brevet FR2779075A1 — publié le 19991203

MACHINE-OUTIL D'USINAGE D'UN VILEBREQUIN ET PROCEDE DE TRAVAIL PAR COMPLEMENTARITE D'UNE TELLE MACHINE-OUTIL La présente invention a trait au domaine de l'usinage d'un vilebrequin et notamment à la réalisation par fraisage et/ou par rectification des paliers et manetons constituant ledit vilebrequin. L'invention se base sur un arrière-plan technologique défini par le brevet français n 94 14826 déposé au nom de la demanderesse. Le texte de ce brevet décrit et représente une machine-outil pour l'usinage de vilebrequins, le procédé de travail et la chaîne d'usinage d'une telle machine-outil ayant pour objet de diminuer les temps morts dus aux opérations dites auxiliaires telles celles de débridage, de bridage, de chargement, de déchargement et d'indexage de la pièce sur la machine- outil. La machine-outil, affectée notamment à l'usinage par tournagearasage de vilebrequins pour des moteurs à quatre cylindres en ligne, comprend, agencés sur un bâti le long de l'axe de transfert d'une chaîne d'usinage desdits vilebrequins et dans un même plan horizontal: - un poste d'usinage équipé d'au moins un disque porte-outils assurant les opérations de tournage-arasage des vilebrequins, - et deux stations de travail qui, assurant l'entraînement en rotation de deux vilebrequins, sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste d'usinage, de telle sorte que le disque porte-outils de ce dernier monté mobile le long de l'axe de transfert puisse évoluer selon un mouvement de va-et-vient d'une station de travail à l'autre et assurer l'usinage d'un vilebrequin pendant les opérations auxiliaires nécessaires à l'installation d'un nouveau vilebrequin sur l'autre station de travail, et vice-versa. La disposition coplanaire des deux stations de travail de part et d'autre d'un poste d'usinage, conjuguée -2- avec la mobilité de ce dernier entre les deux stations de travail, autorise ainsi pendant les temps nécessaires aux opérations auxiliaires d'un vilebrequin sur une station de travail, les opérations d'usinage d'un vilebrequin sur l'autre station de travail par le disque porte-outils du même poste d'usinage. De ce fait, le rapport quantitatif est multiplié par deux et l'encombrement occupé par l'ensemble de la machine-outil est moindre que celui occupé par deux machines-outils, avantage non négligeable compte tenu du coût du mètre carré occupé en zone industrielle. L'évolution des outils ainsi que des modes de réalisation ont permis d'envisager des applications nouvelles, notamment le fraisage ainsi que la rectification, à ce concept novateur de machine- outil, applications nouvelles qui ont amené la demanderesse, à la conception d'une machine-outil nouvelle avec un procédé de travail d'une telle machine-outil également nouveau et inventif. La machine-outil pour l'usinage de vilebrequins de l'invention est donc du type de celle comprenant, agencés sur un bâti dans un même plan horizontal: - un poste d'usinage équipé d'au moins un outil tournant assurant l'usinage des vilebrequins, - et deux stations de travail qui, assurant l'entraînement en rotation de deux vilebrequins, sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste d'usinage, de telle sorte que le disque porte-outil de ce dernier monté mobile le long de l'axe de transfert puisse évoluer selon un mouvement de va-et-vient d'une station de travail à l'autre et assurer l'usinage d'un vilebrequin sur une station de travail pendant les opérations auxiliaires nécessaires à une nouvelle pièce de révolution sur l'autre station de travail. Selon la caractéristique principale de l'invention, la machine-outil de l'invention est remarquable en ce que - 3 - l'outil tournant assure l'usinage partiel des paliers et manetons du vilebrequin sur une première station de travail et en ce que le même outil tournant assure le complément d'usinage desdits paliers et manetons sur la deuxième station de travail. Cette caractéristique est particulièrement intéressante en ce qu'il est avantageux de n'assurer qu'un usinage partiel du maneton ou du palier pour des raisons de contraintes mécaniques lors de l'opération d'usinage. Un autre avantage est que, contrairement à la chaîne d'usinage mise en oeuvre au moyen d'une machine-outil conforme à celle décrite dans l'art antérieur, il est possible d'assurer l'usinage avec un seul disque porte- outil, des paliers et des manetons. Une telle machine- outil permet donc une simplification des moyens d'usinage. Bien entendu pour un meilleur rendement, il serait judicieux que le poste d'usinage comporte plusieurs disques porte-outil. La caractéristique permettant de réaliser les opérations auxiliaires en temps masqué est exploitée mais cette nouvelle application a pour particularité de profiter de l'architecture à deux stations de travail pour simplifier les moyens d'usinage et réduire le nombre de machineoutils sur une même chaîne d'usinage en réalisant une partie de l'usinage sur une station de travail et en finissant cet usinage sur l'autre station de travail. Selon une autre caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le vilebrequin est tourné à selon un axe vertical avant d'être installé sur la deuxième station de travail. Cette caractéristique autorise l'utilisation d'outils tournants adoptant une forme asymétrique. L'invention concerne également le procédé de travail d'une telle machineoutil qui est remarquable en ce qu'il consiste - à réaliser des usinages partiels des manetons et paliers -- 4 -- du vilebrequins sur une première station, - à déposer de la première station de travail, le vilebrequin venant d'être partiellement usiné, - à faire tourner ledit vilebrequin à 180 par rapport à un axe vertical, - à installer ledit vilebrequin dans la deuxième station de travail, - et à assurer le complément d'usinage des manetons et paliers dudit vilebrequin sur ladite deuxième station. Le retournement à 180 du vilebrequin est particulièrement avantageux en ce qu'il permet d'utiliser de nouveau l'outil ayant permis d'assurer l'usinage partiel des paliers et des manetons. En effet, à partir du moment o la largeur n'est pas fixée (et c'est le cas puisque l'outil assure l'usinage aussi bien des manetons que des paliers) l'outil ne peut pas adopter une forme symétrique. Aussi, afin assurer un même usinage aux deux extrémités de chaque portée définie par les manetons et les paliers, le vilebrequin doit être retourné à 180 . La complémentarité des usinages décrite par le procédé mettant en oeuvre un outil assurant l'usinage partiel des paliers et manetons d'un vilebrequin sur une première station de travail, le même outil assurant le complément d'usinage sur une autre station de travail, est particulièrement nouvelle et inventive. Les concepts fondamentaux de l'invention venant d'être exposés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, d'autres détails et caractéristiques ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit, donnant à titre d'exemple non limitatif et en regard du dessin annexé, un mode de réalisation d'une machine-outil conforme à l'invention. Cette description se réfère à la figure portée par le dessin annexé, qui est une vue schématique d'ensemble d'une machine-outil M conforme à l'invention. Telle qu'illustrée sur le dessin de la figure 1, la - 5 - machine-outil M pour l'usinage de vilebrequins de l'invention est du type de celle comprenant, agencés sur un bâti le long d'un axe de transfert dans un même plan horizontal: - un poste d'usinage 100 équipé d'au moins de deux disques porte-outils tournants 110 et 110' assurant l'usinage d'un vilebrequin Va, - et deux stations de travail 200a et 200b qui, assurant l'entraînement en rotation du vilebrequin Va, sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste d'usinage 100, de telle sorte que le disque porte-outil de ce dernier monté mobile le long de l'axe de transfert puisse évoluer selon un mouvement de va-et-vient d'une station de travail 200a à l'autre 200b et assurer l'usinage d'un vilebrequin Va sur une station de travail a pendant les opérations auxiliaires nécessaires à un nouveau vilebrequin sur l'autre station de travail 200b. Selon l'invention, l'outil 111 supporté par le susdit disque 110 assure l'usinage partiel des paliers Pa et manetons Ma du vilebrequin Va sur une première station de travail 200a puis assure le complément d'usinage sur la deuxième station de travail 200b. Selon le mode de réalisation illustré, la machine- outil M comporte deux disques porte-outil 110 et 110' afin de permettre de réaliser l'usinage partiel des paliers Pa et manetons Ma avec un rendement amélioré. Le procédé de travail d'une machine-outil M telle que représentée, consiste - à réaliser des usinages partiels des manetons Ma et paliers Pa du vilebrequin Va sur une première station a, - à déposer de la première station de travail 200a, le vilebrequin Va venant d'être partiellement usiné, - à faire tourner ledit vilebrequin Va à 180 par rapport à un axe vertical, - à installer ledit vilebrequin Va dans la deuxième - 6 station de travail 200b, - et à assurer le complément d'usinage des manetons Ma et paliers Pa dudit vilebrequin Va sur ladite deuxième station 200b. Tels qu'illustrés, la largeur des outils 111 et 111' des disques porteoutils 110 et 110' leur permette d'assurer l'usinage des paliers Pa et manetons Ma du vilebrequin entraîné en rotation sur la station de travail a, la zone usinée étant représentée noircie. Puis ledit vilebrequin Va est retourné à 180 pour présenter, une fois installé dans la deuxième station de travail 200b, la partie non usinée desdits paliers Pa et manetons Ma. Ce retournement à 180 est très important si l'outil tournant est préformé de façon à réaliser une gorge dans le maneton Ma ou dans le palier Pa. Dans ce cas, le retournement autorise l'outil à opérer l'usinage de la gorge aux deux extrémités du palier Pa par exemple, tout en réalisant l'usinage partiel puis complet du palier. Selon un mode préféré de réalisation et dans le cas o, comme illustrée, le poste d'usinage de la machine- outil d'usinage de vilebrequins est du type de celui comprenant au moins deux outils tournants 110 et 110', un premier outil tournant 110 peut être du type outil de fraisage et le deuxième outil tournant 110' du type meule. Cette caractéristique ouvre les champs de possibilités de gamme d'usinage utilisant deux stations de travail et un procédé d'usinage comprenant une rotation à 180 de la pièce à usiner. Selon un mode préféré de réalisation de l'invention la machine-outil M comporte un portique de transfert assurant le passage du vilebrequin d'une station de travail à une autre et/ou d'une machine-outil à une autre. Ce portique de transfert, non représenté sur le dessin, est remarquable en ce qu'il comporte des moyens assurant la rotation à 180 du vilebrequin Va entre les deux -7- stations de travail 200a et 200b. On comprend que la machine-outil d'usinage M et son procédé de travail qui viennent d'être ci-dessus décrits et représentés, l'ont étés en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés à l'exemple ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. Ainsi, par exemple, le moyen de mise en mouvement ne doit pas se limiter à celui illustré par la demande décrite dans l'art antérieur, à savoir un mandrin à chaque extrémité mais pourra être assuré par exemple par un mandrin associé à une lunette de reprise. -- 8 -- REVENDICATIONS 1. Machine-outil pour l'usinage de vilebrequins (Va) du type de celle comprenant, agencés sur un bâti dans un même plan horizontal: - un poste d'usinage (100) équipé d'au moins un disque porte-outil tournant (110 ou 110') assurant l'usinage des vilebrequins (Va), - et deux stations de travail (200a et 200b) qui assurant l'entraînement en rotation d'un vilebrequin (Va), sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste d'usinage (100), de telle sorte que l'outil tournant (111 ou 111') du disque porte-outil (110 ou 110') de ce dernier monté mobile le long de l'axe de transfert puisse évoluer selon un mouvement de va-et-vient d'une station de travail (200a ou 200b) à l'autre (200b ou 200a) et assurer l'usinage d'un vilebrequin (Va) sur une station de travail (200a ou 200b) pendant les opérations auxiliaires nécessaires à un nouveau vilebrequin (Va) sur l'autre station de travail (200b ou 200a), CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE l'outil tournant (111 ou 111') assure l'usinage partiel des paliers (Pa) et manetons (Ma) du vilebrequin (Va) sur une première station de travail (200a ou 200b) ET PAR LE FAIT QUE le même outil tournant (111 ou 111') assure le complément d'usinage desdits paliers (Pa) et manetons (Ma) sur la deuxième station de travail (200b ou a). 2. Machine-outil d'usinage d'un vilebrequin (Va) selon la revendication 1, CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE le vilebrequin (Va) venant d'être usiné sur une première station de travail (200a ou 200b) est tourné à 180 selon un axe vertical avant d'être installé sur la deuxième station de travail (200b ou 200a). 3. Machine-outil d'usinage d'un vilebrequin (Va) selon la revendication 1, du type de celle comportant un portique de transfert assurant le passage du vilebrequin (Va) d'une station de travail (200a ou 200b) à une autre 9 - station de travail (200b ou 200a), CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE ledit portique comporte un moyen assurant la rotation à 180 du vilebrequin (Va) par rapport à un axe vertical. 4. Machine-outil d'usinage d'un vilebrequin (Va) selon la revendication 1, du type de celle o son poste d'usinage (100) comprend au moins deux outils tournants (111 et 111'), CARACTERISEE PAR LE FAIT QUE un premier outil tournant (111) est du type outil de fraisage et le deuxième outil tournant (111') est du type meule. 5. Procédé de travail d'une machine-outil (M) selon la revendication 1, du type de celle comprenant, agencés sur un bâti dans un même plan horizontal: - un poste d'usinage (100) équipé d'au moins un disque porte-outil tournant (110 ou 110') assurant l'usinage des vilebrequins (Va), - et deux stations de travail (200a et 200b) qui assurant l'entraînement en rotation d'un vilebrequin (Va), sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste d'usinage (100), de telle sorte que l'outil tournant (111 ou 111') du disque porte-outil (110 ou 110') de ce dernier monté mobile le long de l'axe de transfert puisse évoluer selon un mouvement de va-et-vient d'une station de travail (200a ou 200b) à l'autre (200b ou 200a) et assurer l'usinage d'un vilebrequin (Va) sur une station de travail (200a ou 200b) pendant les opérations auxiliaires nécessaires à un nouveau vilebrequin (Va) sur l'autre station de travail (200b ou 200a), CARACTERISE EN CE QU'il consiste - à réaliser des usinages partiels des manetons (Ma) et paliers (Pa) du vilebrequin (Va) sur une première station (200a ou 200b), - à déposer de la première station de travail (200a ou b) le vilebrequin (Va) venant d'être partiellement usiné, - à faire tourner ledit vilebrequin (Va) à 180 par rapport - 10 - à un axe vertical, - à installer ledit vilebrequin (Va) dans la deuxième station de travail (200b ou 200a), - à assurer le complément d'usinage des manetons (Ma) et paliers (Pa) dudit vilebrequin (Va) sur ladite deuxième station (200b ou 200a).