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DISPOSITIF POUR EFFECTUER LA SUPERFINITION PAR RODAGE DES CYLINDRES A LA
COTE FINALE VOULUE.
L'invention est relative à un dispositif pour effectuer la superfinition par rodage des cylindres à la cote.finale voulue au moyen de rouleaux cylindriques ajustables sur le diamètre final, disposés suivant une circonférence et roulant sur ou dans une bague de roulement extensible, caractérisé par le fait que la bague de roulement est cylindrique intérieurement et extérieurement et repose sur ou dans un manchon de tension extensible et qu'un cône de tension pouvant recevoir un déplacement axial permet de modifier le diamètre du manchon de tension et par suite également celui de la bague de roulement.
Cette disposition présente l'avantage que la surface de roulement de la bague extensible qui, dans ce-but est fendue en hélice tandis que le manchon de tension extensible présente en général une fente axiale, reste toujours exactement cylindrique dans ses différentes positions d'extension, de sorte que les cylindres à travailler sont travaillés avec ce dispositif exactement aux dimensions de finition et que, de plus, il ne peut se produire aucun frottement ou coincement des rouleaux, ce qui aurait pour résultat d'endommager les surfaces à travailler.
Dans les dispositifs connus de cette nature, la bague extensible était au contraire portée directement par le cône de tension et faite elle-même en forme conique sur la face qui était en contact avec le cône, de tension de sorte que, lorsque la bague de roulement se dilatait, sa sur+ face de roulement ne restait plus cylindrique. Dans une autre forme de réalisation, des rouleaux coniques roulent directement sur un cône de tension ce qui entraîne à la superfinition par rodage des frottements et des gauchissements.
Dans une forme de réalisation avantageuse, particulièrement pour la superfinition par rodage des parois extérieures des cylindres, le manchon de tension comporte deux surfaces coniques et son diamètre peut être modifié au moyen de deux disques coniques axiaux pouvant être serrés 1-'Un contre l'autre. On obtient ainsi une construction particulièrement ramassée pour le dispositif.
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Dans un dispositif pour la superfinition par rodage des intérieurs des cylindres il est possible, à la place d'un cône de tension, de prévoir des ressorts Belleville pouvant également être serrés l'un contre l'autre et dont les bords extérieurs pressent sur le manchon de tension.
Une autre forme de réalisation avantageuse est obtenue par la disposition de la bague de roulement, du manchon de tension et du cône de tension dans un moyeu entraînant une cage à rouleaux qui maintient les rouleaux espacés. De la sorte, tout le dispositif se trouve rassemblé et les rouleaux se déplacent toutjours à des intervalles uniformes et ne peuvent pas tomber de l'appareil.
Une forme de réalisation particulièrement avantageuse est obtenue quand la surface de roulement de la bague de roulement extensible est plus petite ou plus grande à l'extrémité de sortie des rouleaux qu'à l'extrémité d'entrée de la demi-différence entre le diamètre brut et le diamètre final, de sorte que les rouleaux exercent une pression plus faible à l'extrémité de sortie qu'à l'extrémité d'entrée.
Quand le chemin de roulement des rouleaux dans la bague de roulement est exactement cylindrique, l'expérience a montré que, en raison évidemment de l'élasticité de la pièce travaillée, l'appareil, au cours du laminage est automatiquement entraîné à l'intérieur ouà l'extérieur de la pièce travaillée et ne peut être ramené en arrière et doit par conséquent toujours parcourir toute la surface intérieure ou extérieure des cylindres.
Dans la superfinition par rodage des trous borgnes, l'outil ne peut par conséquent être retiré de la pièce travaillée qu'après qu'on a fait cesser la tension des rouleaux. Avec un chemin de roulement légèrement conique, et, par exemple, une différence de diamètre de 0,1 mm.; l'outil peut au contraire être retiré de la pièce travaillée, ainsi que les essais l'ont montré. Il est possible de la sorte d'effectuer une superfinition par rodage rapide et précis d'un grand nombre de perçages identiques sans modifier le réglage des rouleaux..
La faible conicité, qui n'est pas perceptible à la vue, peut être prévue sur la surface de roulement de la bague de roulement ou entre la bague de roulement et le manchon de tension, sur le manchon ou sur la bague, ou aussi entre le manchon de tension et le cône de tension, le cône de tension présentant une conicité différente de celle du manchon de tension, la différence d'inclinaison correspondant à la demi-différence de la cote brute et de la cote finale, car la faible conicité est toutjours transmise élastiquement sur la surface de roulement de la bague de roulement.
Une autre forme de réalisation avantageuse est obtenue quand deux jeux de rouleaux réglables sur des diamètres différents sont prévus pour être disposés sur un moyeu de support, l'un des deux travaillant sur la dimention initiale et l'autre sur la dimension finale.Cela présente l'avantage que l'outil est bien conduit dans ou sur le cylindre qui subit la superfini tion par rodage, de soste qu'il ne peut pas subir de gauchissement et que, pendant le travail successif des deux jeux de rouleaux, la déformation et l'écrouissage du cylindre se produisent.d'une façon ménagée de sorte qu'aucune détérioration de la structure ou aucun décollement de la surface écrouie ne se produisent.
Les rouleaux qui ne travaillent que sur la dimension initiale peuvent rouler sur une bague de roulement dont le diamètre ne peut être modifié tandis que le second jeu roule sur une bague extensible, de sorte que l'appareil est relativement simple.
Une forme de réalisation particulièrement, avantageuse est obtenue quand les rouleaux travaillant sur la dimension initiale ont des arêtes tranchantes et sont reliés positivement entre eux par une roue dentée fixe entourant le moyeu et par des pignons pour lesdits;rouleaux et que les rouleaux tranchants et leurs pignons présentent respectivement des diamètres et des nombres de dents différents et soit montés par leurs axes dans une cage de
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rouleaux tournante. Il en résulte pour les différents rouleaux tranchants des vitesses de rotation différentes autour de leurs axes respectifs, quand l'en- semble de l'instrument tourne de sorte que les rouleaux tranchants agissant comme des fraises sur le cylindre à travailler et préparent une dimension initiale précise pour le second jeu de rouleaux.
Les arêtes tranchantes des rouleaux travaillant sur la dimension initiale peuvent être en forme d'un filetage ou au contraire être disposées en grand nombre sur la sur- face des rouleaux obliquement à l'axe de ceux-ci.
Le dessin annexé montre plusieurs exemples de réalisation de l'invention.
La figure 1 représente en coupe un dispositif pour la superfini- tion par rodage des alésages.
La figure 2 représente en coupe le même dispositif (simplifié) pendant la superfinition d'un alésage.
La figure 3 représente en coupe un dispositif pour la superfini- tion par rodage extérieure de cylindres.
La figure 4 représente un dispositif dans lequel les rouleaux des deux jeux de rouleaux ont des surfaces unies et le jeu de rouleaux ré- glé sur la dimension initiale se déplace sur une bague de diamètre invaria- ble.
La figure 5 représente un dispositif dans lequel les rouleaux du jeu de rouleaux réglé sur la dimension finale ont des surfaces unies et se déplacent sur une bague extensible, et les rouleaux du jeu de rouleaux réglé sur la dimension initiale sont munis d'arêtes tranchantes et sont rigidement reliés avec des pignons qui roulent sur une roue dentée solidaire du moyeu de support.
Dans la figure 1, les rouleaux 1, employés pour travailler des surfaces intérieures cylindriques sont maintenus par une cage à rouleaux 3 montée de façon à pouvoir tourner sur un moyeu 2 et roulent sur une bague 4, extensible et fendue en hélice qui est cylindrique à très peu de chose près à l'intérieur, et à l'extérieur et est montée rigidement sur un manchon de tension 5, fendu dans le sens de la longueur et ayant intérieurement une forme conique. Le manchon de tension 5 est monté rigidement dans le moyeu 2 et est empêché de tourner par une goupille 6, le diamètre de ce manchon pouvant être modifié à l'aide d'un cône 7 et de la rotation d'une vis de tension 8, qui s'appuie par sa tête sur un rebord intérieur du moyeu.
Un capuchon de fermeture 9 peut être vissé sur la vis 8 et peut être immobilisé par une vis à tête noyée, ou analogue, et sert à prémunir la cage des rouleaux 3, les rouleaux 1, la bague de roulement extensible 4 et le manchon de tension 5 contre une chute hors du moyeu. La vis de tension 8 peut être commandée dans le cône de tension de l'intérieur du moyeu d'une clef à canon ou d'un instrument analogue.
La figur.e 2 représente le même dispositif en fonctionnement dans un cylindre 19, mais avec suppression des pièces 2, 3, 6 et 9.
Si le diamètre brut de cylindre avant la superfinition par rodage est a et si les rouleaux de l'outil sont réglés sur un diamètre c, le diamètre final b du tube est, en raison de l'élasticité de la pièce travaillée, un peu plus faible que c et par exemple plus grand que d'environ , 1 mm.
On désignera per d la difference entre a et b. Pour permettre de rebirer légèrement l'outil avec les rouleaux c hors d'un alésage, par exemple hors d'un alésage borgne sans modifier le réglage du c8ne de tension 7, la surface de roulement de la bague de roulement 4 sera plus petite à l'extrémité de sortie des rouleaux que la surface à l'extrémité d'entrée d'une quantité égale à la demi-différence du diamètre brut et du diamètre final, c'est- à-dire plus petite que d, de sorte que les rouleaux à l'extrémité de sortie
2 exercent une pression plus faible qu'à l'extrémité d'entrée.
Cette différence
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de diamètre peut être reportée sur la bague de roulement 4 ou sur le manchon extensible 5 ou sur le cône de tension 7, de façon à produire en ces points des espaces intermédiaires faiblement coniques entre les surfaces voisines et qui, dans les figures 1 et 2, ont été représentés d'une façon très exagérée.
La figure 1 représente un arasement conique de cette nature d
4 sur la moitié gauche du côté extérieur de la bague de roulement 4 et sur la moitié droite du côté extérieur du manchon de tension 5, et la figure 2 montre un arasement semblable d sur le côté extérieur du cône 7. L'effet est le même avec les trois formes de réalisation car les faibles différences de diamètre sont transmises élastiquement sans difficultés depuis le cône de tension jusqu'à la surface de roulement extérieure de la bague de roulement.
Dans la figure 3, les rouleaux 10 qui servent à travailler des surfaces extérieures cylindriques sont montés dans une cage de rouleau: 11 qui est maintenue entre un moyeu 12 et un disque frontal 13. Une bague extensible 14 fendue en hélice et dans laquelle se déplacent les rouleaux 10 est entourée par un manchon de tension 15 dont le diamètre peut être modifié au moyen des disques coniques 16 et 17 et des vis de serrage 18. Le manchon de tension 15 est fait d'un métal de grande élasticité et est, en cas de besoin, fendu dans le sens de la longueur alternativement sur ses deux bords pour obtenir une flexibilité suffisante. Il peut aussi être fait de plusieurs parties annulaires réunies, ou être complètement fendu suivant sa longueur en un point.
Pour permettre de retirer l'outil de la pièce travaillée, la bague de roulement 14 est élargie de d vers l'extrémité de sortie des rouleaux, de façon à faire apparaître la différence de dimension d entre la bague de roulement et les rouleaux 10.
Dans la figure 4, un jeu de rouleaux réglables¯sur la dimension finale, avec les rouleaux 25 et la cage de rouleaux 26 est monté de façon à pouvoir tourner sur un moyeu 21 pourvu d'un perçage le traversant complètement pour pouvoir être monté sur un arbre moteur, entre une bague de fermeture 22, un disque de pression 23 et un disque intermédiaire 24, les rouleaux 25 roulent sur une bague de roulement extensible 27, dont le diamètre peut être modifié au moyen du manchon de tension 28 et du cône de tension 29. Un jeu de rouleaux ajusté sur la dimension initiale, avec ses rouleaux 31 et la cage à rouleaux 32 est maintenu de façon à pouvoir tourner entre le disque de fermeture 30 et le disque intermédiaire 24.
Dans ce cas,les rouleaux roulent sur une bague 33 de diamètre invariable qui est fixée sur le moyeu 21 par un clavetage.
Pour changer le diamètre du jeu de rouleaux travaillant sur la dimension finale, le disque de pression 23 est séparé du disque de fermeture 22, rigidement fixé sur le moyeu 21, en dévissant un verrou 34, puis est tourné : le cône 29, relié par les goupilles 35 au disque 23 est ainsi vissé ou dévissé dans le manchon de tension sur un filetage 36 du moyeu 21.
Le fonctionnement est le suivant : l'outil fixé sur un arbre moteur est introduit en mouvement avec le jeu de rouleaux ajusté sur la dimension initiale dans l'alésage préparé en conséquence, de sorte que les rouleaux 31 transforment plastiquement la dimension inférieure de l'alésage à la dimension initiale. Dès que le second jeu de rouleaux avec les rouleaux 5 est introduit dans l'alésage préalablement préparé, la dimension finale sera obtenue par déformation plastique par les rouleaux 5.
Dans la figure 5, la disposition du jeu de rouleaux ajusté pour l'obtention de la cote voulue est la même que dans la figure 4. Le jeu de rouleaux travaillant sur la dimension initiale possède, dans ce cas, des
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rouleaux 37 avec des arêtes tranchants qui se développent en hélice ou sont disposées en grand nombre sur la surface extérieure des rouleaux obliquement à l'axe de ceux-ci. Les rouleaux 37 sont fixés rigidement par un clavetage sur les arbres des pigeons 38 qui reposent, de fagon à pouvoir tourner, dans une cage de rouleaux 39 et tournent sous .J'action de leurs pignons 40, 41 roulant pendant la passe de travail sur la roue dentée droite 42 rigidement reliée au moyeu 21 et sont donc reliés desmodromiquement l'un à l'autre.
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Le fonctionnement diffère du fonctionnement de celui de la figure
3 en ce que le jeu de rouleaux ajustés à la dimension initiale travaille d'abord l'alésage en détachant des copeaux. Les rouleaux 37 employés pour cet usage présentent des arêtes tranchantes qui se développent en hélice ou sont disposées en grand nombre sur la surface extérieure des rouleaux obli- quement à leurs axes.
Les rouleaux 37 ont des diamètres différents mais sont montés de telle sorte avec les arbres de leurs pignons dentés 40, 41 dans la cage de rouleaux 39, que leurs enveloppes enveloppes extérieures décrivent,la même circonférence. Aussitôt que le dispositif est introduit dans l'alésage gros- sièrement préparé à l'avance de la pièce travaillée, les rouleaux 37 sont contraints de rouler sur la surface intérieure cylindrique de l'alésage.Tan- dis qu'avec des rouleaux ayant un même diamètre, tous les rouleaux conser- vent la même vitesse angulaire, les rouleaux 37 ont, en raison de leurs dia- mètres différents, des vitesses angulaires différentes.
En raison de leur liaison desmodromique, par les pignons dentés 40, 41 et la roue dentée 42, et de leur montage commun dans la cage de rouleaux 39, les rouleaux se blo- quent à la limite et les arêtes tranchantes des rouleaux 37 agissent alors comme un outil de tour fixe ou bien, lorsqu'un mouvement circulaire de la ca- ge de rouleaux 39 avec les rouleaux 37 se produit, les arêtes tranchantes opèrent comme des fraises.
Il est également avantageux dans le cas des outils construits selon les figures 4 et 5, que la surface de roulement de la bague de roule- ment ait une dimension différante de la 1 différence de dimension 4 entre l'extrémité de sortie et l'extrémité d'entrée.
Le nouvel outil permet une superfinition par rodage très commo- de et rapide des surfaces de cylindres intérieurrs et extérieures, et aussi des alésages borgnes, et peut dans tous les cas, être aisément retiré sans que la pression des rouelaux sur la pièce travaillée ait à être relâchée.
Il est ainsi possible d'effectuer rapidement une superfinition avec une même cote finale sur un grand nombre de pièces identiques les unes après les autres, la surface extérieure des pièces travaillées étant écrouie jusqu'à une certaine profondeur et en outre bien polie, de sorte qu'on économise ainsi un polissage ultérieur .