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La présente invention concerne un procédé et un appareil destinés à la rectification de roues à meuler ou meules et analogues, et concerne en parti- culier un outil portant un diamant, de construction nouvelle, dans lequel le dia- mant est cristallographiquement orienté par rapport à l'axe de la tige de l'outil et dans lequel le support d'outil est construit de telle sorte qu'il applique le diamant sur la surface rotative d'une meule dans des sens choisis par rapport à la structure cristalline du diamant, de façon que la résistance à l'abrasion du diamant soit plus forte que celle obtenue à l'aide d'outils à diamant ordinaires et leurs procédés d'application à la meule.
On sait qu'un diamant offre des résistances variables à l'abrasion selon la relation du sens d'abrasion par rapport aux axes de cristal de la pierre.
Par exemple, en ayant recours au système d'indication cristallographique connu sous le nom d'indices Miller, un diamant présente trois plans de base dans l'en- semble de la structure cristallineo Ce sont les plans cubiques ou (100), les plans octaèdres ou (111) et les plans dodécaèdres ou (110). Ces''''plans présentent des duretés variables qui les rendent résistants à l'abrasion à des degrés différents, et ils possèdent également des duretés variables de nature directionnelle.
Dans le plan cubique;, un diamant offre une faible résistance à l'abra- sion lorsqu'il est soumis à une abrasion parallèlement à un axe du cristalo Il offre une plus grande résistance lorsqu'il est soumis à une abrasion diagonale- ment à la face du cubeo Dans le plan cubique, le degré de résistance à l'abrasion varie entre ces deux sens
Dans le plan octaèdre, la résistance à l'abrasion est supérieure, dans un sens quelconque, à celle offerte dans le plan cubique ou dodécaèdre. Dans le plan dodécaèdre, il existe des variations importantes de résistance à l'abrasion.
Dans un sens perpendiculaire à la direction (110), la résistance à l'abrasion est relativement élevée. Perpendiculairement à ce sens, la résistance à l'abrasion est considérablement plus faible. La résistance à l'abrasion relativement élevée offerte par le plan dodécaèdre dans le sens (110) est utilisée ici pour obtenir un dressage très efficace de la meule avec une usure minimum du diamant, ce qui offre de nombreux avantages.
Jusqu'à présent, il a été de pratique courante de choisir un point de la structure du cristal dans le plan cubique et de le présenter à la meule, et d'effectuer les opérations habituelles de burinage jusqu'à ce qu'il se forme par usure un méplat critique du diamant;, après quoi on fait tourner l'outil autour de son axe de façon à appliquer à la roue une Nouvelle surface. On répète ce pro- cessus au fur et à mesure de l'usure, jusqu'à ce que le diamant soit usé au-delà de l'état dans lequel il peut être utilisé. Habituellement, on incline le plan cubique du diamant sur un angle de 15 9de façon que le diamant applique une tail- le de fuite à la surface rotative de la roue.
De tels procédés nécessitent l'ap- plication de diamants de grande dimension et coûteux pour permettre l'usure im- portante qui se produit entre les r é g 1 a g e s ' s u c 'c'e s s i f s. Grâ- ce au processus décrit ci-dessus, 20% environ seulement de la structure du dia- mant sont utilisés, et les 80% restants sont sous forme d'une masse ronde qui ne présente pas d'intérêt en vue d'une rectification.
La présente invention surmonte les inconvénients sus-mentionnés que présente @ appareil de rectification classique;, et elle comprend un procédé con- tinu répété et un appareil grâce auquel le diamant est toujours orienté de façon que son sens (110) soit parallèle au sens d'abrasion, de sorte que la résistance à l'abrasion est élevée. Un bord qui s'étend perpendiculairement à la surface de la meule, à la ligne de contact, et qui est parallèle au sens de l'abrasion, est maintenu, pendant une phase initiale de dressage, de telle façon qu'une usure se produit, puis on,engendre des bords de dressage sur les côtés opposés d'un méplat qui est formé dans la région de contact entre le diamant et la meule.
Les opéra- tions de dressage sont poursuivies jusqu'à ce que le méplat soit suffisamment grand pour qu'il ne soit pas possible de poursuivre les opérations de dressage.
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A ce moment, on dispose le diamant dans une nouvelle position en le déplaçant la- téralement et obliquement, position dans laquelle un des bords engendrés sur un côté ou sur l'autre du méplat est présenté dans une position analogue à la pre- mière position de dressage Le nouveau bord s'étend aussi parallèlement au sens (110), et il est appliqué à la roue de façon qu'un nouveau méplat soit formé sur la surface du diamant
Au cours de bette seconde phase, l'abrasion se produit dans un plan qui est incliné par rapport au premier plan (110) mais qui se trouve encore dans le sens (110).
Lorsque l'abrasion produite de cette façon a formé un autre méplat critique, les opérations de dressage sont terminées et le bord précédemment formé;, qui n'a pas été choisi en vue d'un dressage dans la seconde phase du procédé, est maintenant choisi et est appliqué à la meule. Le diamant occupe alors la même po- sition, par rapport à la meule, que celle qu'il occupait lorsque les opérations de rectification ont commencé, de sorte qu'un cycle complet d'opérations à trois phases est achevé. On répète ce même cycle jusqu'à ce que le diamant soit usé au-delà de l'état dans lequel il peut être utilisé, moment où la plus grande par- tie du diamant est usée.
Pour la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus, on doit noter que, pendant chacune des phases de dressage, l'abrasion se produit soit dans le sens (110) du plan dodécaèdre, soit parallèlement au sens (110) lorsque les positions latérales se rapprochent du plan (111) du diamant. Le diamant résiste fortement à l'abrasion pendant tout le déplacement angulaire en question.
On doit en outre noter que le sens d'abrasion du diamant est toujours parallèle au plan de rota- tion de la meule et qu'il est perpendiculaire à un rayon de la meule au point de contact de dressage
Ainsi qu'on s'en rendra compte ultérieurement, un autre but important de l'invention consiste à fournir un nouvel appareil ou mécanisme permettant de modifier la position du diamant par rapport à la surface rotative de la meule au début de chaque phase d'opérations, de sorte que le sens (110) du bord de dres- sage peut être conservé comme précédemment décrite A cet effet, l'outil et le support sont construits de façon que le diamant puisse osciller latéralement au- tour d'un axe dans l'un ou l'autre sens selon un angle qui amène le bord de dres- sage choisi et nouvellement formé, à la fin de chaque phase de dressage,
de fa- çon qu'il coïncide avec la meule, de sorte que l'usure se produit sur le diamant dans un sens qui est toujours parallèle au sens (110) dans lequel la résistance à l'abrasion est élevée. On a constaté qu'un mouvement de la tige d'outil, laté- ralement d'un angle de 18 environ dans un sens ou dans l'autre autour d'un axe s'étendant perpendiculairement à l'axe de rotation de la roue, et perpendiculai- rement au rayon de la roue au point de contact entre la périphérie de la roue et le diamant, permet de présenter avantageusement le diamant à la roue pour obtenir les meilleures conditions de dressage.
Les stades envisagés pour la mise en oeuvre du présent procédé de dressage d'une roue de meulage sont également conçus de façon à réduire au mini- mum l'effet nuisible du dégagement de chaleur à la surface du diamant.
Suivant le présent procédé, il est préférable que le bord le plus é- troit soit d'abord présenté à l'ouvrage, après quoi on commence les opérations de dressage et on les continue jusqu'à ce qu'un méplat critique ait été forcée On règle alors l'outil dans l'une ou l'autre des:positions qu'il est susceptible d'occuper en le faisant osciller saivant un angle permettant d'amener l'un ou l'autre des bords du méplat formé en coïncidence avec la meule en vue de la secon- de phase. On effectue la troisième phase de la même façon, en choisissant encore l'un ou l'autre des deux bords restants de la pierreo On continue le processus jusqu'au moment où il ne reste plus de bord-de dressage approprié sur la pierre.
Grâce à un tel processus, on évite de grands méplats et les forces de friction sont maintenues faibles, de sorte qu'il ne se dégage que peu de chaleur.
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Dans certains cas? on a constaté qu'un étroit morceau de diamant con- vient parfaitemento Toutefois, de façon générale le présente invention évite la nécessité de choisir des pierres en raison de leurs caractéristiques initiales de forme, attendu que tous les diamants présentent la même structure cristallo- graphique qui leur est propre et;, dès que le diamant a été correctement mis en place, sons sens (110) étant parallèle au sens d'abrasion et perpendiculaire à la surface de la meule, on peut effectuer les phases d'opération de l'invention et former les divers bords de rectification, quelle que soit la configuration gé- ométrique initiale de la pierre.
Les dessins annexés représentent les divers aspects du procédé et de l'appareil de l'invention. Sur ces dessinsg
La figure 1 est une vue fragmentaire de dessus de l'outil de dressa- ge de la présente invention, représentant ce dernier en association avec une roue de meulageo
La figure 2 est une vue latérale de l'outil.
La figure 3 est une vue de face de l'outil
La figure 4 est une vue schématique représentant certains angles cri- tiques du diamant par rapport à la meuleo
La figure 5 est une vue de face de la figure 40
La figure 6 est une vue latérale de la figure 4.
Les figures 7a, 7b et 7c sont des vues schématiques représentant l'usure du diamant suivant le présent procédé.
La figure 8 est une vue latérale représentant l'usure d'un diamant octaèdre.
La figure 9 est une vue latérale représentant 1 usure d'un diamant rectangulaire.
La figure 10 est une vue latérale représentant l'usure d'un diamant présentant une forme arrondie ou tétra-hexaèdre, et la figure 11 est un. graphique représentant l'usure d'un diamant suivant le présent procédéo
En se référant maintenant aux figures 1 à 3, on représente en 10 un ensemble d'outil destiné à être utilisé pour la mise en oeuvre du procédé, et qui comprend une tige 12 portant un diamant 14. La tige 12 a la forme d'un bloc rectiligne de section transversale carréeo L'extrémité antérieure de la tige 12 est biseautée en 16 et porte le diamant 14.
La tige 12 est réglable dans un sup- port 18 qui comprend une tige 20 destinée à être fixée à un coulisseau (non re- présenté) au moyen duquel l'outil 10 se déplace en travers de la meuleo L'extré- mité antérieure de la tige 20 est pourvue d'une tête de serrage 22 à partir de laquelle s'étende vers l'avant, un plateau triangulaire 24 fournissant une sur- face de serrage plate 26 contre laquelle la tige 12 est fixée à demeure par ser- rage dans l'une quelconque de trois positions possibles, la tige se trouvant soit dans sa position debout, soit dans sa position renverséeo La tige 12 présente un alésage vertical 28 destiné à coïncider avec un alésage analogue 30 formé dans le plateau 24.
Une vis pivot de serrage 32 passe à travers l'alésage 30 et est vissée dans l'alésage 28, et elle présente une tête 34 qui appuie contre une creu- sure 36 formée dans le plateau 24 lorsque la vis 32 est serrée. Le plateau 24 présente trois trous disposés à égale distance l'un de l'autre, 38, 40 et 42 qui sont destinés à coincider avec un trou taraudé 44 formé dans la tige 12. Une vis de serrage 46 est susceptible d'être reçue à volonté dans les trous 38, 40 et 42, et elle est visse dans le trou 44 pour déterminer 'les diverses positions réglées de la tige 12.
Une tête 48 de la vis de serrage 46 porte contre une creu- sure 50 du plateau 24 lorsque la vis de serrage 46 est serréeo
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En se référai encore aux figures 1 à 3 inclus, une partie de la meu- le est indiquée en 52. Lorsque la tige 12 se trouve dans sa position centrale;, les trous 40 et 44 coïncidant l'un avec l'autre, l'axe central de la tige 12 pas- se au centre du diamant 14 et coupe l'axe de la roue 520
L'espacement périphérique des trous 38, 40 et 42 est tel que la tige peut être déplacée suivant des angles égaux vers la droite ou vers la gauche, comme représenté en traits mixtes.
Ces angles égaux sont indiqués par # et # respectivement, et ils peuvent être d'importances différentes dans les limites de fonctionnementet changer ainsi la position du diamant 14. Les angles # et # sont chacun de 18 pour la plupart des opérations de dressage utilisait des dia- mants de forme moyenneo Toutefois, on a constaté que l'outil peut être conçu pour des déplacements allant de 6 à 30 dans l'un ou l'autre sens pour réaliser des opérations de rectification particulières.
Les figures 7a 7b et 7c représentent les trois phases d'opérations de rectification d'un cycle complet. Le diamant 14 est monté sur la tige 12 d'une façon précise dans laquelle l'axe (110) s'étend de façon à former un angle de 90 avec la surface inférieure 54 de la tige 12. Cette relation est représentée géométriquement sur les figures 4 à 6. L'axe longitudinal de la tige est indiqué en a--a sur la figure 4, et les côtés 56 et 58 de la tige s'étendent parallèle- ment à cet axe et perpendiculairement à la surface inférieure 54.
L'arête linéaire verticale 60, qui est représentée sous forme d'une ligne sur les figures 5 et 6 et sous forme d'un point sur les figures 4 et 7a, s'étend parallèlement au sens' (110), et elle peut être constituée par un bord artificiel ou bien elle peut con- sister en une arête naturelleo
Au cours de la première phase, la tige 12 est disposée sur le support
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18 de façon que le bord 60 soit présenté directement, 3 7>¯,:¯, ':] y,,-;:;" .. - #' ' , ' "';. 'I,eS)"Ct.p Tâ>r-;r ut 1 o.a si- de. a . ' .m' f).:è .r -e..:.1;Iha.l:lè'-- ont 'oom= mencées comme représenté sur la figure 7a, et l'outil 10 est avancé en direction de la meule. La surface hachurée 64 est progressivement usée, et il se forme un méplat critique 66.
A ce moment, deux bords 68 et 70 sont formés, chacun d'eux se trouvant à l'intersection du méplat 66 et d'une des surfaces 72 et 74, sur les côtés opposés, et chacun d'eux s'étendant parallèlement au sens (110). Les opé- rations de rectification de la première phase sont alors terminéeso
On peut avoir recours soit au bord 68, soit au bord 70' pour les opé- rations de la seconde phase. On effectue le réglage en desserrant les vis de ser- rage 32 et 46, puis en retirant la vis 46 des trous 40 et 44 et en l'introduisant soit dans le trou 38, soit dans le trou 42 et en la vissant de nouveau dans le trou 44.
Si l'on choisit le bord 70, la vis 46 est vissée dans l'alésage 42 et les vis 46 et 32 sont serrées de façon que la tige 12 soit serrée comme représen- té par des traits interrompus au cas où. elle est latéralement décalée de 18 .
Pendant les opérations de la seconde phase, l'outil est avancé vers l'intérieur et un second méplat 76 est formé tandis que la surface 78 est'usée. La création
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du JJ1éplat 76 forme deux nouveaux bords 80 et 82, chacun d'eux s'étendant parai- lèlement au sens (110). Le bord 80 se trouve à l'intersection du premier méplat 66 et du second méplat 76, tandis que le rebord 82 se trouve à l'intersection du mariât 76 et de la face latérale 74 du diamant. Dans certains cas, on peut conduire les opérations de la seconde phase simplement en renversant la tige 12 montée sur le support 18 de façon que les trous 40 et 44 restent en coïncidence.
On peut recourir à un tel réagencement du diamant au cas'où la position debout du diamant a donné lieu à la formation d'éclats.
Pour les opérations de la troisième phase, le bord 68 qui n'a pas été choisi pour la seconde phase est maintenant choisi, et la position de la ti- ge est réglée soit dans sa position debout, soit dans la position renversée, de sorte que de dernier bord est présenté à la meule 52, la tige 12 étant déplacée
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obliquement de 36 à partir de la pos.tïon.qu ell8 occupe pendant la seconde pha- se, ou de 18 à partir de sa position initiale, comme représenté par des traits
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interrompu-3. De nouveau, l'outil est avancé vers l'intérieur et un troisième mé- plat 84 est formé;, et deux nouveaux bords 86 et 88 sont engendrés, tous deux s'é- tendant parallèlement au sens (110).
Pendant les opérations de rectification de la troisième phase, une surface hachurée 90 est usée comme représenté sur la fi- gure 7c.Le bord 86 se trouve entre le méplat 84 et le bord latéral 72, tandis- que le bord 88 se trouve entre le méplat 84 et le méplat 760 On'répète les opéra- tions jusqu'au moment où le diamant 14 est complètement usé.
Le processus décrit ci-dessus est applicable à tout diamant approprié, quelles que soient ses caractéristiques de dimension. Sur les figures 4, 5 et 6, les relations géométriques concernant la tige 12 et le diamant 14 des figures
7a, 7b et 7c sont représentéesLes lignes en pointillés 100 complètent le pour- tour d'un octaèdre véritable, et les lignes en pointillés 102 et 104 représentent la façon dont un diamant peut être modifié pour obtenir le type de pierre de for- me générale arrondie décrit en se référant aux figures 7a, 7b et 7c, ou une pier- re du type en plaque
Sur la figure 8, la tige 112 porte un diamant octaèdre 114. Le bord de rectification initial 160 s'étend parallèlement au sens (110), et les surfaces hachurées 161 et 163 représentent les méplats formés de chaque côté du diamant.
Ces méplats sont formés au cours des premier et second cycles d'opération, et les hachures montrent que les méplats successivement formés présentent une largeur croissante.
La figure 9 représente une plaque de diamant 214 présentant des ca- ractéristiques rectangulaires. Le bord de rectification initial 260 s'étend pa- rallèlement au sens (110) du diamant 2149 et les deux premiers méplats formés sur un des côtés pendant les deux premiers cycles sont représentés en 261 et 2630 Dans ce cas, les opérations de rectification sont commencées à un angle de 18 , en uti- lisant l'un ou l'autre des bords latéraux de la plaque rectangulaire à titre de bord initial.Au cours des opérations de la seconde phase, l'outil est déplacé de 36 de façon à amener l'autre bord latéral en coïncidence avec la roueo La troisième phase commence avec l'outil dans sa position centrale,
de sorte que le bord précédemment formé est alors utilisable pour la rectification de phase finale.
La figure 10 représente un diamant tétrahexaèdre 314, La première pha- se de rectification est effectuée avec la tige 312 décalée obliquement de 18 ,et les Surfaces hachurées 361 et 363 représentent ainsi l'usure engendrée pendant la rectification de la première phaseo
Sur la figure 11,les caractéristiques d'usure d'un diamant typique
414 utilisé suivant le présent procédé sont représentées sous forme d'un graphi- que. La durée d'usure du diamant.. s'étend sur cinq cycles d'opération comportant quinze phases de rectification. Les divers profils d'usure sont indiqués succes- sivement de a à m. Les divers bords de rectification;, qui s'étendent tous paral- lèlement au sens (110) du diamant;, n'ont pas été particulièrement désignés pour éviter une confusion.
Toutefois, il est évident que dans certains des cycles d'opé- ration à trois phasess le déplacement latéral de 1 outil vers la gauche et son déplacement latéral vers la droite sont interchangés pour amener d'abord l'un ou l'autre des bords en coicidence avec la roue à meuler, comme précédemment décrite
La figure 11 représente également le fait que les bords ou arêtes tels que 60,
68, 70, 86, 88, etc.., représentés sur les figures 7a, 7b et 7c n'ont pas nécessai- rement dans chaque cas une forme aigue. Ils peuvent avoir la forme de bords emous- sés ou de méplats étroits oommes par exemple, au cas où un méplat devient criti- que au début de l'opération.
On a constaté que des opérations de rectification satisfaisantes peu- vent être obtenues lorsque l'un ou l'autre des processus de rectification décrits ici est conduit de façon que le sens (110) du diamant ne s'écarte pas de plus de cinq degrés de son véritable parallélisme avec le sens d'abrasion.