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"Perfectionnements au meulage des filets.
Dans un appareil connu, destiné à mouler une piè et à lui donner une forme requise, on déplace un* moula en rotation le long de la pièce également en rotation, à una vitesse déterminée, en rapport avec celle de la piece, de manière que le lieu dea pointe de contact de la meule avec celle-ci soit une hélice, entourant la pièce, dont le pas conjointement avec la forme de la partie abrasive de la meule lui donne la forme exigée.
Dans cet appareil, la forme de la meule est régulière autour de la périphérie de celle-ci et en suppo- tant que la forme exigée pour la pièce soit autre que recti- ligne, cylindrique, le plan de la meule doit être incliné sur la plan perpendiculaire à l'axe de la pièce, afin de l'aligner à l'intérieur de la partie de la rainure hélicoïdale qu'elle est en train de tailler. Autrement, la meule arracherait la partie non découpée de la pièce.
Lorsqu'on déplace la meule autour de celle-ci, il n'est pas commode de lui transmettre
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l'énergie en la déplaçant le long d'un axe qui ne coincide pas avec son axe de rotation, Vu suivant une ligne perpen- diculaire aux deux axes et intersectant ceux-ci, le plan de la meule est donc incliné sur l'axe de la pièce qui, lorsqu'elle est terminée, n'a pas une forme généralement cylindrique, mais une forme concave-cylindrique, parce que la distance perpendiculaire entre les axes n'est pas uniforme suivant sa longueur,
L'appareil est très limité quant aux formes qu'il peut meuler, en raison de la nature circonféren- tiellement uniforme de la meule.
On ne peut pas incorporer facilement le mouvement de la meule le long de la pièce dans des processus automatiques et il est spécialement incommode de devoir meuler une pièce telle qu'un taraud quand l'entrée du filet doit commencer en un point angulaire particulier de l'extrémité de la pièce.
Suivant la présente invention, un appa- reil pour meuler une pièce oomprend un dispositif pour faire tourner celle-ci autour d'un premier axe, une meule, un dis- positif pour faire tourner cette meule autour d'un second axe, essentiellement parallèle au premier, la meule, vu*,,-, le long du second axe, ayant une longueur périphérique beau- coup plus grande que la pièce, quand on observe cotte der- nière le long du premier axe, et présentant une surface péri- phérique s'écartant d'un cylindre régulier, l'écart, on des sections radiales successives, n'étant pas uniforme, un dis- positif pour déplacer la meule relativement à la pièce la long d'une ligne passant perpendiculairement par le premier et le second axe, et un dispositif garantissant Que la rotai.
tion de la meule et celle de la pièce sont synchronisées de telle manière qu'au cours des rotations successives, chaque
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élément périphérique de la meule soit toujours en contact avec le même élément périphérique de la pièce à usiner.
De préférence, la surface périphérique de uniformité de l'écart d'un filet de vis par rapport à un cylindre régulier résulte du fait que le profil du filet se déplace axialement de manière progressive, si l'on considère des éléments successifs autour de la périphérie.
Un dispositif préféré suivant cette invention, construit pour découper un filet de vis hélicotdal dans une ébauche, de manière à obtenir un taraud pour la taille des filets, est décrit ci-dessous en se reportant aux dessins annexés, où : La figure 1 est une vue en perspective d'une ébauche au moment où on la présente à l'appareil, - La figure 2 est une vue en plan schématique de l'appareil, - La figure 3 est une coupe verticale schématique, - La figure 4 est une vue schématique partielle, de profil et en élévation, suivant la direction perpendiculaire aux axes de la meule et de l'ébauche et intersectant ceux-ci, - La figure 5 est une vue en bout correspondant à la figure -La figure 6 est une vue en plan correspondant également à la figure 4, et - La figure 7 est le schéma d'un système électrique, L'ébauche possède une queue 10, de section carrée,
et une partie 12, généralement cylindrique, alignée coaxialement avec celle-ci.
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La partie cylindrique porte des cannelures 14 s'étendant superficiellement, parallèlement à son axe,'
Dans l'appareil de la figure 2, la queue carrée 10 est saisie dans une poupée fixe 16, montée pour tourner dans une tête d'usinage 18. L'autre extrémité de l'ébauche est supportée par une poupée mobile 20. Ces pièces sont coaxiales, l'axe 22 étant l'axe de rotation de la poupée fixe 16 et de la pièce à usiner; une meule 24 est montée pour tourner autour d'un axe 26, essentiellement parallèle à l'axe 22, et la structure 27 supportant la meule est montée pour se rapprocher ou s'écarter de la pièce dans le sens des flèches 28.
Un moteur électrique 30, de forte puissance, entraîne la meule et, par l'intermédiaire d'une courroie dentée 32 passant autour de deux poulies 34 et 36, la poupée fixe 16 et par conséquent la pièce à usiner, Dans ce dispositif , les poulies 34 et 36 ont exactement le même rayon. Le diamètre de la meule est de 406 millimètres environ et celui de la partie cylindrique de l'ébauche, 12,7 mm environ, Le diamètre de l'ébauche est . l'il/ exagéré dans les dessins, dans un but de clarté, Les poulies- : guides 38 et 39 sont montées en vue du réglage de la vitesse relative des poulies 34 et 36, comme décrit ci-après, .
La poulie 38 est manoeuvrée au moyen d'une vis de réglage manuelle 37. La poulie 39 est repous- sée vers l'extérieur par un ressort 41.
Une came 42 engage une surface 44 de la tête d'usinage 18. La came est entraînée par une courra
48 reliée par d'autres courroies au moteur 30.
La structure 46 est montée pour glisser, le long du support 50, perpendiculairement aux axes 22 et
26 et est parallèle au pian passant par ces deux axes. La tête d'usinage oscille autour du pivot 27, contre la résis- tance du ressort 29.
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Dans ce dispositif, un filet hélicoïdal est taillé autour de la surface périphérique 52 de la meule.
On comprendra mieux ceci à l'examen des figures 4, 5 et 6.
L'angle du filet hélicoïdal taillé dans la meule a le même sens que celui du filet à tailler sur le taraud. La corres- pondance précise des profils des deux filets est toutefois discutée en détail ci-dessous,
Comme indiqué, la meule 24 a un diamètre beaucoup plus grand que la pièce à usiner 14. Il en résulta que les circonférences différent dans la même proportion et en conséquence, pendant l'usinage, quand la périphérie de l'une engage la périphérie de l'autre et que leurs vitesses angulaires sont égales, il se produit un mouvement relatif entre les deux qui donne lieu à une action abrasive au point de contact.
Quand les rotations de la meule et de l'ébauche sont synchronisées à la môme vitesse angulaire, chaque élément de la surface périphérique 52 de la meule se trouvent sur la ligne 56 passant par les deux axes, sera toujours en contact avec le même élément de la surface de l'ébauche. Comme les rayons sont très différents, il se pro- duit toutefois une action de glissement relative entre ces éléments en contact.
En outre, tandis que le môme élément de la meule passe dans la zone de contact 54 précédant et suivant le point de contact 57 situé sur la ligne 56 et qu'on voit le mieux à la figure 5, il engage par glissement d'autres'éléments de l'ébauche voisins de l'élément cité de celle-ci. Quand à la forme du filet de la meule, il est par définition hélicoïdal, de sorte que son profil se déplace progressivement suivant l'axe et si l'on considère des éléments périphériques successifs, les saillie(de la meule découpent
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dans l'ébauche des rainures qui sont plus larges que celles- ci.
Toutefois, si les angles des hélices ne s'écartent pas trop du parallélisme et si l'on dimensionne les saillies de manière appropriée, un filet de vis hélicoïdal est taillé dans la surface de l'ébauche. Ce filet de vis aura le même pas que les saillies de la meule, mais il sera de sens opposé.
Les poulies-guides 38 et 39 sont montées de telle manière qu'un opérateur puisse ajuster le rapport des vitesses de la tête d'usinage et de la meule et compenser ainsi l'action de roulement de la poulie 34 le long de la courroie qui, autre- ment, augmenterait à mesure que la courroie s'use,
Il est nécessaire qu'il n'existe pas de changement de phase significatif entre les rotations de la pièce à usiner et de la meule pendant une opération de coupe.
Autrement, les rainures pourraient être plus larges ou plus étroites que l'indiquait le calcul en considérant la synchro- nisation comme précise. Le changement de phase devient parti- culièrement important quand l'appareil est installé dans une ligne de production en masse et quand on présente des pièces successives à la poupée fixe de l'appareil avec une orienta- tion particulière. L'appareil de l'invention offre l'avan- tage qu'en un tel cas, le même élément de la meule engage le même élément des pièces successives. Ceci est très utile, mais un léger changement de phase peut annuler la correspon- dance d'élément à élément. On peut toutefois l'éviter par l'ajustement au moyen de la vis 37e comme décrit ci-dessus.
La came 42 est profilée de manière à rapprocher la tête d'usinage de l'ébauche ou à l'en écarter.
Elle est généralement circulaire, mais profilée pour provoquer un mouvement cyclique de 0,0254 mm vers l'intérieur et vers l'extérieure quatre fois pendant une révolution de celle-ci, et sa vitesse de rotation est égale à celle de la pièce à
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usiner, de sorte que la meule de la tête d'usinage se déplace quatre fois vers l'intérieur et vers l'extérieur pendant une révolution de la pièce. La périodicité de ce mouvement oscillatoire est prévue de manière à découper une dépouille 43 de 0,0254 mm sur chacune des quatre faces 58 du taraud, comme le montre de façon exagérée la figure 5.
En présentant les ébauches avec une orientation particulière par rapport à la tête d'usinage, et par conséquent à la meule, il est possible de commencer l'entrée du filet en un point particulier de l'extrémité du taraud. Un tel dispositif est représenté en 59 à la figure 2. Celui-ci fait l'objet de la demande de brevet anglais n 24883/66.
Le dressage de la meule peut s'effectuer en utilisant une courroie dentée 60, passant autour de deux poulies non représentées et entraînant une vis-mère 62 par l'intermédiaire de pignons 64. La procédure se rapproche étroitement du mode opératoire ordinaire adopté pour tailler des filets sur un tour, au moyen d'un outil de forme diamanté ayant un angle de filet correct et qu'on déplace sur une vis- mère synchronisée avec l'appareil taillant le filet.
Dans un autre système électrique, que montre la figure 7, afin de réaliser une synchronisation précise, un moteur électrique 62 est accouplé mécaniquement pour entraîner à la fois la meule et un selsyn 63 fonction- nant comme génératrice dans un système de transmission. Le selsyn est connecté électriquement à un différentiel électri- que 65 puis, en série, avec un autre selsyn 67 fonctionnant comme récepteur. Le second selsyn est accouplé mécaniquement à la pièce à usiner. Chaque selsyn est constitué par une machine triphasée quadripolaire. La synchronisation entre la génératrice et le récepteur peut donc varier exactement
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de 1800.
On en tient compte en embrayant mécaniquement tout le système de transmission électrique avec la meule et la pièce à usiner, de manière qu'elle tourne exactement à la moitié de la vitesse du pignon contre la pièce. Dans ce dis- positif, un retard de phase + 180 dans le système de trans- mission électrique correspond à un retard de 3600:entre les deux systèmes mécaniques raccordés par le système électrique.
Un avantage du système électrique de synchronisation est qu'il permet d'arrêter la tête d'usinage par rapport à la meule, pour permettre des opérations telles que l'engagement d'une nouvelle pièce dans le mécanisme de commande. La commande mécanique exige l'arrêt de tout le sys- tème.
Dans l'arrangement' électrique décrit, une variation de phase résultant d'un changement dans la vitesse, la charge, l'usure, etc... peut être compensée dans une certaine mesure au moyen d'un moteur de commande d'une puissance aussi élevée que possible; on peut poursuivre le réglage en ajustant manuellement le différentiel 65 au- tour de son axe. On peut naturellement utiliser ce dernier pour régler le rapport entre la vitesse de rotation de la meule et celle de la pièce à usiner à une valeur déterminée et
1' on peut également/utiliser pour corriger ce rapport au cours .. de l'opération .
Dans une variante du dispositif, la meule est arrangée pour tourner en sens opposé par rapport à l'ébau- che et les sens des hélices des filets sur la meule et sur le taraud meulé sont également opposés. Cette disposition offra l'avantage que la partie en saillie de la meule qui découpe la rainure se trouve plus rapprochée du parallélisme avec cette dernière. Ceci est avantageux dans la zone de coupe où, comme décrit, les éléments de la meule précédant et suivant immédia-
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tement le point de coupe 57 usent les parties de l'ébauche qu'ils engagent. Quand les saillies de la meule sont légèrement plus rapprochées du parallélisme avec les parties de la rainure situées dans la zone de coupe, ceci contribue à réduire cette abrasion.
Une forme particulière de la surface péri. phérique de la meule donnera lieu à une forme unique et correspondante de la pièce à usiner; cette forme est facilement re.. produite sur d'autres pièces dans les mémes conditions de coupe, c'est-à-dire que la forme et la dimension de la meule restent constantes pour les pièces successives, que la distance entre les axes soit toujours la même à la fin des actions de coupes successives et que chacune des pièces à usiner soit initialement au moins suffisamment grande pour être meulée et prendre la forme requise. La forme unique et correspondante donnée à une pièce à usiner peut ne pas être entièrement complémentaire de la forme de la meule.
Cette forme entièrement complémentaire S'obtiendrait toutefois si la forme de la meule était uniforme sur toute sa périphérie et si la meule avait un rayon uniforme.
Tout manque de complémentarité totale est du au mouvement de glissement relatif des parties en contact de la meule et de la pièce à wsiner, si la forme de la prsmière n'est pas régulière sur toute la périphéris ou si elle n'est pas d'un rayon uniforme. Le mouvement de glissement relatif est nécessaire pour obtenir une action abrasive, On peut donc prévoir la différence de forme et construire la meule de manière appropriée, sachant que la vitesse du mouvement re- latif est en rapport avec les diamètres de la meule et de la pièce à usiner.
En variante, ou en supplément, on peut rap- procher les diamètres l'un de l'autre, dans la meaure coma- tible avec l'obtention de l'action d'abrasion exigée dans le temps disponible pour celle-ci. [alpha]
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En supposant d'abord que la forme de la meule ne s'écarte pas trop de l'uniformité circonférentielle, le profil de cette forme, vu tangentiellement à la meule, donne lieu à une forme parfaitement complémentaire sur la pièce à usiner vue dans la même direction. Toutefois, vu axialement, le profil de la meule ne donnera pas lieu à une forme complémentaire sur la pièce à usiner. Sur cette der- nière, elle sera évidemment contractée et aura ses sommets et ses creux quelque peu estompés.
Les appareils tels que décrits à propos du détalonnage peuvent être arrangés de manière commode pour meuler sur une pièce à usiner une forme qui se répète un petit nombre entier de fois autour de la périphérie de celle- ci, même si la meule est d'un rayon uniforme. La raison en est que la meule peut être montée pour osciller sous la commet- de de la came 42, en se rapprochant et en s'écartant le long de la ligne perpendiculaire aux axes et interceptant ceux-ci, le long de laquelle elle se déplace pendant la coupe.
En synchronisant de manière appropriée la fréquence de 1'oscilla* tion de manière qu'elle soit égale à un petit multiple entier de la fréquence de rotation de la pièce à usiner, on peut donner à celle-ci une forme non circulaire. ceci ,'.et révélé partioulièrement utile pour le meulage d'une dépouille sur les faces des taraude taillant les filets de via.
Cette caractéristique peut N'appliquer avec une meule non circulaire.
Un avantage de principe offert par un appareil de l'invention est qu'aucun mouvement transversal de la meule, c'est-à-dire auoun mouvement suivant le axe., a' est nécessaire, ce qui permet d'économiser un tempe considéra- ble dans la production de masse automatique.
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Lorsqu'on les présente pour la première fois à la poupée fixe, les pièces à usiner peuvent avoir une dimension ou une forme quelconque,aussi longtemps que cette forme est suffisante pour circonscrire la forme finale de la pièce. Ceci contraste avec les techniques d'estampage ou de forgage des filets, qui utilisent l'écoulement plastique de la matière transformée et exigent donc que les ébauches présentées aient des dimensions critiques, Un autre avantage est que l'action abrasive peut s'appliquer facilement à des matériaux trempés.
Le dispositif de serrage de l'outil peut être la poupée fixe d'un tour. Un support pour la meule et pour le système de synchronisation mécanique ou électrique peut se monter facilement sur d'autres parties du tour.
Dans une forme d'exécution, la meule utilisée est en oxyde d'aluminium avec liant vitrifié, mais on peut adopter un liant de bakélite pour l'oxyde d'aluminium afin d'obtenir de meilleures conditions d'abrasion. Les pièces à usiner peuvent être, par exemple, en un acier ordinaire quel- conque lorsqu'on applique le procédé pour meuler les filets des tarauds, mais il ne devrait exister aucune limitation à son utilisation, à condition que l'on trouve la combinaison correcte de la meule, du liquide de refroidissement et de la pièce.
Pour la facilité des explications, la description s'est rapportée entièrement à une Synchronisation exacte de la vitesse de la meule et de la pièce à usiner* Il toutefois est clair que le rapport de ces vitesses peut être un multiple simple, Il peut trouver son application lorsquton doit dou- bler l'action abrasive, ou la réduire de moitié, ou tailler un filet à plusieurs entrées.
La pièce à usiner ne doit pas être cylin-
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drique, ni au début, ni à la fin. on peut, par exemple, la présenter à l'appareil sous une forme quelconque et l'applisa- tion de la meule à cette pièce peut être entièrement déterminée par une came commandant le mouvement rapprochant ou écartant la meule de la pièce. Par exemple, une pièce de forme irrégu- lière en un métal trempé peut être moulée en une seule opéra- tion, pour obtenir une lime rectangulaire munie de rainures obliques. Les dimensions de la lime sont déterminées par la came. La forme des rainures est déterminée par la forme et la synchronisation de la meule. Le procédé est contrôlable, ajustable et reproductible.
-REVENDICATIONS.-
EMI12.1
m.-ww-wwwwwmw--m---w--ww- l.- Appareil pour meuler une pièce à usiner, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif pour faire tourner la pièce autour d'un premier axe, une meule, un dispositif pour faire tourner la meule autour d'un second axe, le premier et le second axe étant essentiellement parallèles, la meule, vue le long du second axe, ayant une longueur beau- coup plus grande que la pièce à usiner quand celle-ci est vue le long du premier axe, la meule ayant une surface périphéri- ;
, que s'écartant d'un cylindre régulier, l'écart en des sec- tions radiales successives n'étant pas uniforme, un dispositif pour déplacer relativement la meule et la pièce à usiner, le long d'une ligne passant perpendiculairement par le premier et le second axe, un dispositif assurant la synchronisation de la vitessede rotation de la meule et de la pièce. de manière qu'au cours de rotations successives, chaque élément périphé. rique de la meule soit toujours en contact avec le même élément périphérique de la pièce, ou avec le même petit nombre d'élé- cents périphériques de celle-ci.