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" Procédé et dispositif pour l'usinage à la machine de pièces, sans formation de copeaux, spécialement des pièces symétriques axialement ".
La présente invention est relative à un dispositif pour le formage à la machine, sans enlèvement de copeaux, de pièces à usiner, notamment de sections droites symétriques par rapport à l'axe, dans lequel plusieurs outils de frappe en for- me de marteaux, répartis sur la circonférence de la pièce à usiner, effectuent le formage de celle-ci, ces outils pouvant 'être réglés suivant la section de la pièce à usiner. Un dispo- sitif de ce genre est décrit, par exemple, dans le brevet prin- cipal.
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Le mécanisme de réglage pour les outils de frappe peut être actionné automatiquement, par exemple à l'aide d'un système de commande mécanique, hydraulique ou électrique, ou aussi à la main. L'invention a pour but d!éviter une transmis- sion de forces de réaction, produites par le formage de la piè- ce à usiner dans les outils de frappe, à ce système de comman- de, et ceci indépendamment du genre dudit système.
Etant donné que, dans un tel dispositif, les forces exercées par les outils de frappe atteignent, par exemple, jusqu'à 100 tonnes, on com- prend aisément pourquoi il faut remplir la condition posée.Lors de la transmission, par exemple, d'une composante de force de 10% seulement, le système de commande devrait absorber des se- cousses se succédant rapidement et allant jusqu'à 10 tonnes; ceci entraînerait une construction démesurément massive et lour de de la machine.
En vue de la suppression de cet inconvénient, le dis- positif est caractérisé en ce que les forces agissant dans le mécanisme de réglage des outils de frappe et leurs points d'at- taque sont disposés de telle façon que les forces de réaction produites par le formage de la pièce à usiner soient annulées par les forces du frottement de repos entre les organes mobiles destinés à guider les outils de frappe et le bâti fixe de la machine.
Pour faciliter la compréhension de l'invention, les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, trois modes de réalisation de ladite invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 montre schématiquement la disposition de trois outils de frappe en forme de marteau, le mécanisme de réglage comportant des excentriques.
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La fig. 2 montre une coupe d'un tel mécanisme de réglage.
La fig. 3 montre schématiquement les relations dans le mécanisme de réglage.
La fig. 4 montre une variante du mécanisme de réglage.
La fig. 5 montre une autre variante de réalisation.
Suivant la fig. 1, une pièce à usiner 1, ayant une section droite symétrique par rapport à l'axe, est conformée sans enlèvement de copeaux par plusieurs outils de frappe en forme de marteau 2. A la place des trois outils représentés, il pourrait aussi y en avoir deux seulement, ou quatre ou bien encore davantage. Tous les outils de frappe tourillonnent sur des manivelles ou arbres d'excentrique 3 qui sont entraînés en synchronisme, de telle façon que les outils exécutent des mou- vements de va-et-vient successifs rapides à la manière de biel- les, ce qui provoque le formage de la pièce sans enlèvement de copeaux.
Lors de cette opération, la pièce à usiner peut exécu- ter, suivant le cas, soit un mouvement axial, soit un mouvement rotatif, soit un mouvement axial et rotatif combiné, ce qui per- met d'obtenir le formage de sections circulaires ou d'une forme différente. Afin de permettre le réglage de la grandeur de cet- te section, l'arbre d'excentrique 3 est monté, à son tour, dans un excentrique de réglage 4, ce qui permet de régler les outils de frappe radialement par rapport à la pièce à usiner. L'excen- trique de réglage 4 comporte une couronne dentée 5 engrenant avec une bague de réglage dentée 6.
Cette bague de réglage peut être déplacée, par exemple par une crémaillère 8 solidaire d'un piston hydraulique 7, et ceci suivant la pression de liquide s'exerçant en avant et en arrière du piston, le liquide de com- mande pénétrant dans le cylindre 11 et en sortant par les con-
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duits 9 et 10, respectivement. Le déplacement de la crémaillère 8 peut être limité par des butées réglables 12 montées sur un tambour contrôleur 13, de telle façon qu'à chaque butée corres- ponde une grandeur déterminée de la section de la pièce à usi- ner. De tels organes de systèmes de commande sont en principe connus et ne constituent pas l'objet de l'invention. Comme dé- jà mentionné ci-dessus, on pourrait aussi utiliser un système de commande tout à fait différent pour actionner le mécanisme de réglage.
L'arbre d'excentrique 3 produisant les mouvements de frappe des outils peut être entraîné, par exemple, par un pi- gnon 14 qui est actionné à son tour par une roue dentée centra- le 15 qui commande en synchronisme les trois outils de frappe représentés. L'arbre 16 de cette roue dentée 15 porte un volant 17 qui peut être entraîné à partir d'une source de force motri- ce quelconque, par exemple par l'intermédiaire de courroies tra- pézoidales.
Pour permettre un déplacement radial de l'outil 2 et ainsi de l'arbre d'excentrique 3 et du pignon 14 par rapport à la pièce à usiner 1, l'engrenage présente entre 14 et 15 un jeu anormalement grand des dents, c'est-à-dire que 1,'on a prévu des dents dites surélevées. Le mécanisme est logé dans un carter 18 faisant partie du bâti.
Il ressort de la fig. 1 que les forces de réaction pro- duites par le formage de la pièce à usiner dans les outils de frappe tendent! faire tourner l'excentrique de réglage 4, de sorte que les forces de réaction seraient transmises à la bague de réglage 6, la crémaillère 8 et le système de commande, si l'on ne prenait pas des mesures pour empêcher une telle trans- mission de forces. Grâce à un agencement particulier du mécanis- me de réglage, on peut réaliser son enrayage automatique, qui
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est basé sur le frottement de repos entre certains organes, de telle façon que le système de commande ne subisse aucune charge pour un réglage quelconque du mécanisme.
Cet enrayage automatique est exposé en se référant la fig. 3.
L'arbre d'excentrique 3 produisant le mouvement de frappe des outils tourne dans le sens de la flèche représentée.
Ceci signifie que le travail de formage est exécuté, sur la piè- ce à usiner, pendant le déplacement de l'une des extrémités de l'outil en forme de bielle de A par B à C, tandis qu'aucun tra- vail n'est produit de C 3 A, étant donné que l'outil est ramené sur ce trajet. Ce sens de rotation est choisi pour des raisons de sécurité, étant donné que, lors d'un grippage éventuel de l'arbre d'excentrique 3 dans l'excentrique de réglage 4, celui- ci est également tourné dans le sens de rotation indiqué, de sorte que les marteaux sont retirés de la pièce à usiner et ne peuvent pas frapper les uns contre les autres.
La force de réaction K exerce sur l'excentrique de réglage 4 un couple d'une valeur maximum K.e , e étant l'ex- centricité de l'excentrique de réglage. Un autre couple agis- sant dans le même sens est produit par le frottement de glis- sement dans les coussinets de l'arbre d'excentrique 3, montés dans l'excentrique de réglage 4. Ce couple complémentaire est de K.,u'.r , u' étant le coefficient de frottement du frot- / / tement de glissement pour un graissage parfait, et re le rayon des tourillons de l'arbre d'excentrique 3.
Ces deux couples doivent être équilibrés, et ceci par un couple R.r , R étant la force de frottement du frottement de repos entre l'excentrique de réglage 4 et le bâti 18, et rv le rayon de l'excentrique de réglage. Etant donné que R est égal â la pression normale N multipliée par le coefficient de frottement u (du Sottement de repos), on obtient l'équation.
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K.e v + K. u'.re - N. u.rv
Comme il ressort de la fig. 4, N = K.cos # on a donc : K.e v + K./u'.r / e = K.cos # . u.rv ou:
EMI6.1
e +/u'.r v / e / # ##### r . cos oC
Or l'angle # dépend de rv et de ev' c'est-à-dire que l'on a:
EMI6.2
r e cos v v cos x = ########### r ou :
EMI6.3
ev +u'.re rv - ev
Autrement dit, si le coefficient de frottement exis- tant réellement entre l'excentrique de réglage 4 et le bâti 18 est supérieur à la valeur calculée à l'aide de la formule ci- dessus, on obtient avec certitude l'enrayage automatique du mécanisme de réglage.
On peut, par exemple, utiliser les valeurs suivantes en millimètres: e = 10 rv = 115 r = 60 u' - 0. 04
Il s'ensuit que le coefficient de frottement du frot- tement de repos existant réellement doit au moins être de 0.108
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(calculé à l'aide de la formule ci-dessus), ce qui est le cas pour le frottement de l'acier sur l'acier sans graissage. Par conséquent, le système de commande ne subit aucune charge même dans le cas le plus défavorable. Un graissage entre l'excentri- que de réglage 4 et le bâti est inutile, étant donné que le mou- vement de réglage n'est que très faible et que les outils de frappe n'ont pas besoin de travailler pendant le réglage.
Par conséquent, les forces de réglage à produire peuvent être main- tenues dans de faibles limites, de même que le dimensionnement entier du système de commande.
Il est évident que le réglage des outils de frappe peut aussi être obtenu d'une façon autre que par un excentrique de réglage. C'est ainsi qu'on peut, par exemple, concevoir un mode de réalisation suivant la fig. 4, dans lequel l'arbre d'ex- centrique 3 actionnant l'outil de frappe tourillonne dans une pièce de guidage 19 dont la distance par rapport à la pièce à usiner peut être modifiés à l'aide d'un coin de réglage 20.
Pour obtenir dans ce cas l'enrayage automatique, l'angle de coin doit être prévu si petit que le force du frottement de repos entre le coin de réglage et le bâti fixe ainsi que la pièce de guidage soit supérieure à la composante de force provoquée par la force de réaction produite par le formage de la pièce à usi- ner et agissant dans le sens d'un déplacement du coin.
Une autre possibilité de réglage (fig. 5) réside dans le fait que la pièce de guidage 21 est susceptible d'être déplacée dans une glissière disposée en travers et normalement par rapport à l'axe de la pièce à usiner. L'enrayage automati- que est obtenu dans cette construction grâce au fait que la plage de réglage de la pièce de réglage dans la glissière n'a qu'une étendue telle que la force de réaction produite par
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le formage de la pièce à usiner se trouve encore dans les limites de l'angle de frottement du frottement de repos entre la pièce de guidage et la glissière.
Dans les deux exemples cités en dernier lieu, le ré- glage peut également être effectuée par un système de commande approprié quelconque.
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