BE486970A - - Google Patents

Description

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  "Procédé et dispositif,ou machine-outil,pour la fabrication exacte de profils non arrondis, particulièrement de cames sur arbres à   cames"..   



   L'objet de la présente invention est constitué par un pro- cédé et un dispositif, ou une machine-outil, destinés à la   fabric   tion exacte de profils non arrondis, particulièrement de cames sur des arbres à cames ou des pièces analogues, qui se distin- guent avantageusement et à beaucoup de points de vue des procédés 
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 et dispositifs de ce genre,connUSiQsqQ'a nrésent. 



   On a jusqu'ici usiné les cames sur les arbres à cames à l'aide de machines à rectifier, qui fonctionnent selon ce qu'on appelle le procédé par gabarit, c'est-à-dire que l'organe don- nant la forme doit avoir exactement la forme de la came à usiner 

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 quand elle est terminée et qu'un dispositif à gabarit transmet cette forme originale ou primaire de la came lors du mouvement de la pièce à usiner, comme c'est généralement la règle pour les autres procédés par gabarit. Un inconvénient de ce procédé réside cependant dans le fait que déjà pour une faible usure de l'outil, donc de la meule dans les machines à rectifier, la came à usiner reçoit une forme différente de celle qui est désirée, ce qui a des effets très désagréables sur la commande, qui est alors effectuée à l'aide d'une came défectueuse.

   Si un tel arbre à cames est em- ployé par exemple dans une machine à combustion, il s'ensuit un diagramme complètement faussé du processus de commande, et par suite un mauvais fonctionnement de la machine à combustion. 



   On a reconnu à présent que le mouvement des masses lors du procédé par gabarit uniquement, dans lequel la pièce à usiner exécute avec la poupée fixe et la poupée mobile un mouvement os- cillant, empêche un perfectionnement du procédé. C'est pourquoi le principe de la présente invention consiste à soumettre la piè- ce à usiner à un mouvement rotatif local et à communiquer à l'ou- til, en plus du mouvement de rotation nécessaire pour la rectifi- cation, un mouvement oscillant conférant la forme extérieure à la pièce à usiner, . Suivant la présente invention, ce résultat est obtenu en usinant la pièce à usiner constamment suivant des nor- males à la trajectoire de l'outil. Cet usinage suivant la norma- le à la trajectoire est basé sur des principes qui sont brièvement illustrés aux figures 1 à 4.

   Cette explication est nécessaire pour la bonne compréhension de la présente invention. 



   Sur le dessin, les Figures 1,2,3 et 4 représentent quatre positions de la meule par rapport à la pièce à usiner, c'est-à- dire, dans le cas présent, une came. 



   A la figure 1, l'axe principal a de la came coïncide avec le diamètre b de la meule c, c'est-à-dire que les deux cen- tres d et e de la came et de la meule se trouvent sur une même 

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 horizontale. La normale à la trajectoire constituée par les deux axes a et b, passe par les centres d et e. Lors d'un mouvement de la came dans le sens contraire au mouvement des aiguilles d'une montre, le centre ± de la meule se déplace suivant une horizon- tale par rapport à la came et se soulève en même temps vers la position e', de sorte que la normale n' à la trajectoire occupe la position représentée.

   Par suite, le point et est un point fu- tur de la trajectoire indiquée ci-après de ce centre et de tous   les points de la meule ; donc un point de ce que l'on appel-   le la   "trajectoire   relative R" (Figure 5) que l'on désigne de cette façon parce qu'elle représente le mouvement relatif ou tra- jectoire de la meule par rapport au flanc ou côté de la came. 



  Dans cette position, comme on le voit à la Figure 2, l'axe a de la came N forme un angle de 45  avec l'horizontale H. Lors d'un mou- vement ultérieur de la came N dans le sens contraire au mouvement des aiguilles d'une montre, la meule ± retourne vers la ligne de jonction des centres d et e, et encore plus loin, jusqu'à la came, jusqu'à ce que cette dernière ait occupé la position de la Figure 3. Dans cette position, le centre e et l'outil, la meule, sont revenus à la position de départ suivant la figure 1. Succède alors l'usinage de la courbe limite semi-circulaire de la came N, et pendant cet usinage l'outil (la meule) est fixe et la came exécute à partir de la position suivant la Figure 3 une rotation supplémentaire de 100 .

   Dans cette dernière position, la came occupe une position symétrique par rapport à la Figure 3, de tel- le sorte que la courbe limite semi-circulaire se trouve à présent en haut par rapport à la Figure 3. En partant de cette position a lieu l'usinage supplémentaire de la came en passant par la po- sition choisie arbitrairement suivant la Figure 4. Dans ce cas- ci, l'outil (la meule) s'est déplacé vers le bas et, par suite, la normale n'a la trajectoire, qui passe par le point de contact momentané à la périphérie de la came et par le centre e de la 

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 meule, s'ést également déplacée vers le bas. Finalement, l'outil et la pièce à usiner parviennent à nouveau à la position de dé- part suivent la Figure 1, à partir de laquelle le cycle est répété. 



   On voit ainsi que la pièce à usiner, dans ce cas-ci la came à rectifier, doit avoir une vitesse angulaire constante, et que le centre de la meule est amené dans la normale exacte de la trajectoire pour chaque position de la pièce à usiner. Grâce à ce procédé, on réalise la rectification dans la normale à la trajec- toire. 



   Suivant un procédé déjà proposé, mais non encore réalisé, l'organe qui correspond au mouvement cité est décomposé en une came primaire pour la composante horizontale du mouvement, et en une deuxième came primaire pour la composante verticale du mom- vement, qui, serrées conjointement et de préférence sur le même axe, exécutent le mouvement de commande en occupant une position déterminée, toujouts la même l'une par rapport à l'autre. La for- me des cames primaires peut être construite en se basant sur les données des cames à usiner sur des arbres à cames, ou en se ba- sant sur la forme des profils non arrondis, et l'on obtient ainsi le profil à réaliser indépendamment des dimenasions ou de l'usure de la meule. 



   On a également déjà proposé, mais ce fait n'est pas en- core connu, de transmettre à l'aide d'une transmission déterminée le mouvement de la paire de cames primaires à la meule, en mon- tant la meule avec la commande dans ce que l'on appelle un bloc de carter, et en communiquant à ce dernier, avec la meule et le moteur, un mouvement oscillant. Mais, étant donné que les pièces citées, et également la transmission nécessaire, ont un poids très considérable, il s'ensuit l'inconvénient consistant en ce que les dimensions des masses mobiles déterminent le nombre d'oscil- lations maximum du bloc de rectifications et par suite le rende- ment de la machine-outil. Ce nombre d'oscillations est limité . 



  En outre, les dimensions des masses oscillantes fatiguent la 

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 construction de la machine-outil au delà de la mesure habituelle; on limite en plus, par suite de la forme des cames primaires dé- coulant de la commande, le nombre possible de formes de came de la pièce à usiner, ou pour parler d'une façon générale, le nombre des profils non arrondis. Toutes ces constatations ont, à la suite de nouvelles recherches sur la question, conduit à   touver   une forme de machine à rectifier les cames qui,suivant la présente inven- tion, peut être réalisée avec les moyens les plus simples. 



   La caractéristique essentielle du procédé consiste en ce que la pièce à usiner est soumise constamment à une opération d'usinage dans la normale à la trajectoire, et avec une vitesse angulaire constante, comme on l'a expliqué plus haut. 



   La caractéristique essentielle pour la réalisation du pro- cédé cité consiste en ce que la position de l'outil dans la nor- male à la trajectoire est obtenue grâce à une transmission exclu- sivement mécanique. 



   Dans le cadre de cette disposition de transmission, on a prévu, suivant une forme de réalisation particulière de l'inven- tion, deux cames primaires ou standard, qui dans le but d'obtenir l'usinage de la pièce à usiner dans la normale à la trajectoire, commandent l'outil exclusivement par l'intermédiaire de simples barres de touche. 



   Dans la mise en oeuvre ultérieure de la présente inven- tion, il est, en outre, important qu'entre les deux cames primai- res et l'outil soit prévue une transmission de direction, qui transmet à l'outil la résultante des mouvements composés d'une commande horizontale et d'une commande verticale des cames pri- maires. Cette transmission de direction se compose de deux barres de direction en prise cinématique.

   Suivant une forme de réalisa- tion de l'objet de la présente invention, la barre de touche pour la composante verticale du mouvement est constituée par une barre de touche à galet, qui est appliquée constamment sous l'influence d'un poids sur la came primaire pour le mouvement vertical de l'outil, et qui forme une partie d'un levier à un bras ou une 

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 saillie sur ce levier, qui supporte à son extrémité libre un le- vier oscillant avec l'outil.

   Une caractéristique supplémentaire de la présente invention consiste encore en ce que l'extrémité libre du levier oscillant elle-même constitue la deuxième barre de touche; cette extrémité libre,sous forme de barre de touche à galet, est appliquée sur un flanc d'une pièce coulissante de commande, par exemple sous l'influence d'un ressort, cette derniè- re étant déplacée uniquement dans l'horizontale par la came pri- maire commandant la composante horizontale du mouvement complet. 



   C'est ainsi qu'il est possible, dans le but de mettre en oeuvre la présente   invention,d'éliminer   le moteur de l'ensemble des masses mobiles, et de supprimer la participation de toute pièce supplémentaire au mouvement oscillant, comme le carter et un bloc oscillant, spécial,etc., et dans une mise en oeuvré plus perfectionnée de la présente invention, de réaliser la transmis- sion de façon telle que l'actionnement de l'outil, donc de la meule, a lieu par l'intermédiaire de l'articulation du levier à un bras et du levier oscillant, en prévoyant le moteur de com- mande au centre du point d'articulation fixe du levier à un bras, dont la poulie transmet le mouvement par l'intermédiaire d'une poulie prévue à l'articulation du levier oscillant sur le levier à un bras, et de cette dernière, par une courroie, à la poulie du palier de l'outil,

   donc à la meule. 



   Grâce à la suppression des masses mobiles superflues, sui- vant les indications précédentes, on peut construire la machine- outil de-manière particulièrement simple, et, en outre, il en ré- sulte l'avantage, que l'on peut disposer les unités destinées à la rectification d'un arbre à cames sur une même et seule machi- ne-outil de la manière décrite ci-après, ces unités pouvant tra- vailler isolément ou par paires, du même côté ou sur des côtés op- posés par rapport à l'arbre à cames. Le danger de bris de machi- ne par suite de vibrations critiques ou de phénomènes d'interfé- rence est ainsi éliminé. Cette disposition par unités   multiples*   

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 produit non seulement une économie considérable de la durée d'usi- nage, mais permet en outre une augmentation considérable de la précision de l'usinage.

   C'est cette précision qui est tout spé- cialement importante pour la construction de moteurs modernes. 



   Le dessin, représente une forme de réalisation de l'objet de la présente invention, donnée à titre d'exemple, la figure 6 indiquant schématiquement le principe de la nouvelle forme du dis- positif, tandis que la Figure 7 représente une vue avant de la nouvelle machine-outil ; la Figure $ représente une vue en plan, et la Figure 9 représente une élévation latérale de cette machine- outil, partiellement en coupe. La Figure 10 représente une vue en plan d'une nouvelle machine-outil suivant la présente inven- tion avec quatre unités de rectification. 



   Comme on le voit par la Figure 6, on a monté au centre M d'un arbre.; deux cames primaires 1 et 2, l'une de ces cames pri- maires, la came 1 servant à produire la composante horizontale du mouvement de l'outil, dans ce cas la meule 3, tandis que l'autre came 2 sert à produire la composante verticale du mouve- ment. A l'articulation fixe 4 on a monté un levier 5 à un seul bras, qui peut de la sorte exécuter un mouvement limité unique- ment à des déplacements verticaux. A l'extrémité libre de ce le- vier à un bras 5 est monté en 6 un levier oscillant 7 qui porte à son extrémité inférieure libre en 8 l'outil, dans le cas pré- sent la meule 3. 



   Le levier 5 présente une saillie 10, qui est munie d'un petit galet 11, qui est constamment appliqué, sous l'influence d'un poids chargeant le dispositif, sur la périphérie de la came primaire 2, et qui suit donc les différentes positions excentri- ques de cette périphérie de la came 2 en communiquant ce mouvement au levier 5, et par suite au levier oscillant 7. 



   La deuxième came primaire 1 commande par sa périphérie un bras 12 d'une pièce coulissante 13, dont le deuxième bras 14 se trouve dans la région d'un   @   galet 15, de façon telle que le 

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 galet 15 est constamment appliqué sur le bras précité 14. Cette application forcée du galet sur le bras est obtenue grâce à un dispositif constitué d'un ressort 16, qui est fixé par une extré- mité au prolongement 17 du levier oscillant 7 et par l'autre ex- trémité au point fixe 18. Le numéro de référence 19 désigne la pièce à usiner, qui est rectifiée par la meule 3. 



   Comme on l'a déjà indiqué, l'organe de commande ou plutôt le système de commande ne fait plus partie du système oscillant, et ce résultat est atteint par le fait que le moteur 20 est pla- cé au point d'articulation 4 et qu'il actionne une poulie 21 à cet endroit, qui par l'intermédiaire d'une courroie transmet le mouvement à une poulie 22 prévue sur l'articulation 6, et de cet- te dernière par une courroie, à la poulie 23 du palier 8. La pièce coulissante 13 est guidée dans le guidage 24 du banc 25 de la ma- chine. 



   Cette disposition schématique et le procédé suivant la présente invention permettent une construction très simple et économique au point de vue de la matière employée, de la machine- outil suivant les figures 7,8 et 9. Tout le dispositif est logé dans le carter fixe 30. Les leviers 31 et 32 servent à la mise en marche et à l'arrêt, ainsi qu'au changement de vitesse de la commande.du dispositif de rectification, tandis que la pièce à usiner, un arbre à camas 33 avec des cames 34, est serrée entre la poupée fixe 35 et la poupée mobile 35a. Les roues à main 36 et 37 servent au déplacement de la pièce à usiner pour la rapprocher ou l'écarter de l'outil et pour le déplacement parallèlement à l'outil. Dans la poupée fixe, on a encore prévu la commande syn- chronisée pour le mouvement de   l'abre   à cames.

   L'actionnement des cames primaires 1 et 2 est effectué par un moteur synchrone sous l'influence de la rotation de la pièce à usiner. 



   Le déplacement des cames de gabarit ou cames primaires 1 et 2 a lieu à l'aide d'une commande de réglage par l'intermé- 

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 diaire du volant 39. 



   La Figure 10 représente une vue en plan d'une disposi- tion multiple avec une commande simplifiée. 



   Il convient de remarquer avant tout que la construction simplifiée du dispositif suivant la présente invention permet l'assemblage ou la réalisation d'une unité, qui est constituée par l'outil de rectification et son dispositif de montage, par les barres de touche et les cames standard ou primaires, et par la commande pour l'outil et pour les cames primaires. Ces unités peuvent être prévues sur des machines-outils de l'espèce préci- tée, seules, multiples, disposées du même côté ou opposées. 



   Le numéro de référence $ 40 désigne le bâti de la machine- outil sur lequel se trouvent à nouveau la poupée fixe connue 41 et la poupée mobile 42, qui sont réglables sur le bâti. Entre ces deux poupées est serrée la pièce à usiner, un arbre à cames muni de douze cames, lesquelles sont usinées des deux côtés, par exemple par quatre unités   44,45   et   46,47.   Ces unités sont prévues par paires sur des saillies 48 et 49 et elles sont mobiles dans certaines limites suivant la direction longitudinale de la machi- ne. 



   Pour chaque paire d'unités de chaque côté, par exemple   44,45   d'une part et   46,47   d'autre part, on a prévu un volant 50, qui sert d'une part au déplacement de l'arbre des cames primaires et d'autre part au déplacement des cames primaires entrant en action à un moment donné. En outre, on a prévu pour chaque unité un levier 52 pour la mise en marche et pour l'arrêt du dispositif de rectification, et un levier 53 pour le changement de vitesse. 



   On a en outre prévu des volants 54, un de chaque côté du banc de la machine-outil, pour le déplacement des unités par pai- re pour les rapprocher et les écarter de la pièce à usiner, et, en outre, un volant 55 de chaque côté pour le déplacement des deux paires d'unités parallèlement à l'axe de la pièce à usiner. 

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  On a encore prévu de chaque côté un volant 56, dans le but de pouvoir déplacer le banc sur lequel est serréela pièce à usiner, suivant son axe longitudinal. 



   Avec l'appareillage indiqué, qui peut également être réa- lisé sous la forme d'une unité à une seule paire, on peut donc rectifier les cames en une seule opération pour un arbre à quatre cames, en deux opérations pour un arbre à huit cames, en trois opérations pour un arbre à douze cames. 



   L'objet de la présente invention, comme on l'a déjà indi- qué brièvement, n'est pas limité à l'usinage de cames sur des ar- bres à cames. Par exemple, si l'on donne aux deux cames standard ou primaires, qui sont utilisées pour le mouvement horizontal et le mouvement vertical de la meule, une forme telle que la pièce à usiner, en supposant qu'elle garde une vitesse angulaire constan- te, soit usinée dans la normale à la-trajectoire, il est également possible, et sans difficultés, de réaliser avec la même machine- outil des pièces non arrondies, par exemple des profils triangu-   làires   de type connu, en employant à nouveau une paire de cames primaires mais d'une autre forme.

   Au cours de cette opération, on utilise des excentriques, l'un de ceux-ci commandant le mouvement horizontal de l'outil, et l'autre, avec une excentricité, par exemple triple de celle du premier, produisant le mouvement verti- cal. On peut également en se basant sur le même principe réaliser un polygone quelconque. 



   Sans sortir du cadre de l'invention, on peut admettre que les équivalents techniques des différents détails techniques sont couverts par la présente demande de brevet d'invention. 
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  R E V E N D I C A T I 0 n S 

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Claims (1)

1. Procédé pour la réalisation de profils non arrondis, spécialement de cames sur des arbres à cames ou d'objets analogues, caractérisé en ce que l'opération de rectification a lieu dans la normale à la trajectoire. <Desc/Clms Page number 11>

2. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'outil est amené dans la normale momentanée à la trajectoire et y est maintenu à l'aide d'organes de commande essentiellement mécaniques agissant directe- ment sur l'outil.

3. Dispositif suivant les revendications 1 et 2, caractéri- sé en ce que deux cames primaires, avec une forme de came qui produit l'usinage de la pièce à usiner dans la normale à la tra- jectoire, agissent par l'intermédiaire de barres de touche essen- tiellement directement sur l'outil.

4. Dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractéri- sé en ce qu'entre les deux cames primaires et l'outil est pré- vue une transmission de direction, qui transmet sur l'outil la ré- sultante des mouvements des cames primaires, composée d'une com- mande horizontale et d'une commande verticale.

5. Dispositif suivant les revendications 1 à 4, caractéri- sé en ce que l'un des bras de touche pour la composante vertica- le est constitué par une barre munie d'un galet, qui est appli- qué constamment sous l'influence d'un pomds ou analogue sur la came primaire en vue du mouvement vertical de l'outil, et qui fait partie d'un levier à un seul bras, présentant à son extré- mité libre un levier oscillant avec l'outil.

6. Dispositif suivant les revendications 1 à 5, caractéri- sé en ce que l'extrémité libre du levier oscillant elle-même constitue le deuxième bras de touche ou barre, cette barre de touche munie d'un galet étant appliquée sur un côté d'une pièce coulissante de guidage, par exemple sous l'influence d'un res- sort, cette pièce coulissante étant déplacée dans l'horizontale sous l'action de la came primaire, qui commande la composante ho- rizontale du/mouvement résultant.

7. Dispositif suivant les revendications 1 à 6, caractéri- sé en ce que la commande de l'outil a lieu par l'intermédiaire des centres des articulations du levier à un seul bras et du le- <Desc/Clms Page number 12> vier oscillant, le moteur de commande étant prévu au centre du point d'articulation fixe du levier à un seul bras, dont la poulie transmet le mouvement par l'intermédiaire d'une poulie montée sur l'articulation du levier oscillant avec le levier à un seul bras, et de cette dernière par l'intermédiaire d'une autre pou- lie, sur la poulie de l'outil.

8. Dispositif suivant les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'outil avec son montage, les organes de commande avec les cames et les transmissions pour les organes de commande et pour l'outil sont réunis en une unité indépendante.

9. Dispositif suivant les revendications 1 à 8, pour une machine à rectifier les arbres à cames, caractérisé en ce que la pièce à usiner est usinée par des unités, qui sont prévues seules ou à plusieurs, d'un même côté ou sur des côtés opposés de la ma- chine-outil par rapport à la pièce à usiner.