Tour applicable, en particulier, à l'usinage des vilebrequins. L'usinage au tour des vilebrequins ou arbres manivelles de moteurs et, en général, de toute pièce dont la rotation présente des difficultés à, cause soit de son poids, soit de son manque de rigidité, soit de la présence de masses non concentriques difficiles. à équi librer, peut être effectué sur des machines dites à tourillonner. Le principe consiste à faire tourner et avancer les outils autour de la pièce, celle-ci étant maintenue immobile.
La présente invention a. pour objet un lotir qui, :dans une forme de réalisation par ticulière, est capable d'usiner à la fois tous les manetons -et les faces correspondantes des )>ras ou toutes les, portées et les faces corres pondantes des bras, d'un vilebrequin à partir de pièces brutes de forge ou ébauchées ou même de billettes cylindriques n'ayant subi aucune préparation de forge.
L'opé ration a lieu sans reprise et sans :démon lage de pièce et se révèle comme particuliè- rement avantageuse dans le cas des vilebre quins (le moteurs comportant un grand nom bre de cylindres et de paliers. Le volume de matière à enlever est parfois plus considé rable que celui de la pièce finie et les temps d'usinage très longs, enregistrés avec les mé thodes actuelles, sont fortement réduits par l'utilisation de la machine qui fait l'objet de l'invention.
Le tour selon l'invention se caractérise par le fait que le porte-outil dans lequel est monté au moins un outil affecté à l'usinage d'une portion de la pièce est guidé et logé dans une cavité radiale d'un élément annu laire rotatif présentant un évidement situé entre ses faces opposées., communiquant avec ladite cavité et servant de logement à une came annulaire de commande de l'avance de cet outil.
L'élément annulaire rotatif et la came qui y est logée sont, de préférence, pourvus, à leur périphérie, de dentures de mêmes dia mètres, e n grenant avec des pignons de dia mètres, légèrement différents et entraînés à la même vitesse angulaire, de façon que, re- ht.tivement à l'élément rotatif, la rame tourne lentement pour assurer l'avance de l'outil.
Le tour comporte, de préférence, autant d'éléments rotatifs qu'il y a, sur la pièce, de portions à usiner et chacun -de -ces éléments a, de préférence pour palier, un plateau annu laire fixe, les divers, plateaux annulaires étant maintenus parallèlement entre eux, espacés en correspondance avec l'écartement desdites por tions à usiner et ayant leurs portées de @con- tact avec les plateaux rotatifs désaxées de la quantité .correspondant au désaxement des partions à usiner par rapport à l'axe de la pièce,
afin que l'ensemble des plateaux fixes constitue une suite de tronçons de tambour cylindrique.
La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, se rapporte à une forme d'exécu tion -de l'objet de l'invention. La fig. 1 est un schéma montrant, en coupe axiale, la -disposition des deux couples commandant une came et l'élément tournant correspondant.
La. fig. 2 est une coupe axiale à, travers une partie de la machine.
La fig. 3 est une coupe axiale partielle de cette même partie dont les pièces mobiles sont représentées dans une position différente ,de celle de la fig. 2.
La fig. 4 montre, à plus grande échelle, un détail concernant la forme des glissières des porte-outils.
La fig. 5 est une coupe transversale par tielle -de la machine montrant, en particulier, l'une des cames.
La fig. 6 est une vue analogue montrant l'un des plateaux tournants muni de ses ou f ils.
La fig. 7 est un, schéma montrant la dis position des outils de forme travaillant sur un même maneton ou sur une même portée.
Les fig. 8 et 9 représentent, à titre de va riante et partiellement, une forme de réalisa- Lion :différente de celle des fig. 2 et 3, la fig. 9 étant une coupe partielle par IX-IX de la fig. 8.
La couronne 1 (fig. 1) est solidaire de l'un des plateaux tournants (non figuré). Elle est entraînée par un pignon 2 faisant corps avec l'arbre moteur 3. Sur cet arbre 3 est égale ment claveté un pignon 4 qui entraîne une couronne 5, solidaire de la came correspon- dant au plateau tournant .considéré.
Entre les engrenages et couronnes 1, 2, 4 et 5. existent des relations qui sont telles que les couronnes 1 et 5 tournent à des vitesses différentes, mais très voisines sur un axe :com mun matérialisé par l'arbre 6. La fig. 2 montre d'une manière moins sommaire le dispositif qui lie entre eux les éléments appartenant à un même plateau fixe 7.
Ce plateau 7, qui est de forme circu laire, comporte un alésage Ibis, excentré par rapport à l'axe 8 du vilebrequin lorsqu'il s'agit d'usiner les manetons et concentrique à ce même axe 8 lorsqu'il s'agit d'usiner les portées. Dans le cas présent, le plateau fixe 7 est en position d'usinage du maneton 9 du vilebrequin 10. Sa surface extérieure 11 est concentrique à l'axe 8 et son alésage<I>Ibis</I> est concentrique à 'l'axe du maneton 9.
Dans l'alésage<I>Ibis</I> -est emmanchée à force une bague 12 -dans laquelle tourne un plateau <B>13</B> solidaire d'une couronne à gros module 14. Au plateau tournant 13 est fixé, par une sé rie de vis 15, un plateau 16. L'ensemble des plateaux 13 et 16 forme un élément annulaire rotatif dont le rôle consiste à guider les ou tils. Les plateaux 13 et 16 pourraient ne for mer qu'une seule pièce si on ne devait pas tenir compte des possibilités de montage de la came 17 et de la couronne 18 faisant corps avec cette came.
La came 17 qui est logée dans un évidement situé entre les faces oppo sées de l'élément rotatif, constitué par les plateaux 13 et 16, est solidaire d'un anneau 17ter, lequel tourne, par l'intermédiaire d'une bague 19, dans un anneau 13bis solidaire du plateau 13 et bordant le pourtour de lélément rotatif. L'écartement entre les couronnes 14 et- 18 est maintenu par une rondelle de fric tion 20.
Un couvercle. 21, fixé sur la face ouverte du plateau fixe 7 par un moyen quelconque, maintient, avec un faible jeu axial, les cou ronnes 18 et 14 et la rondelle 20 qui, d'autre part, s'appuient par la couronne 14 sur la face de la bague 12. Une rondelle d'étan chéité 22, solidaire du plateau 16, forme chi cane avec un embrèvement 18bis ménagé dans la couronne 18.
Un pignon 23 lié à l'arbre moteur 24 est rendu solidaire du pignon 25 par des vis non figurées. Le pignon 23 entraîne la couronne f 14 et le pignon 25 la. couronne 18. Les pi gnons 23 et 25 comrespondent respectivement aux pignons 2 et 4 représentés -sur la fig. <B>1.</B> Deux roulements à billes 26, séparés par une entretoise 27, guident le pignon 23 qui coin- s porte un, logement prévu à cet effet. Les rou lements 26 sont centrés par leur bague inté rieure sur un axe 28 faisant corps avec le couvercle 21.
Un dispositif de graissage, basé sur l'em- s ploi.de canalisations amenant l'huile à- l'inté- rieur du volume compris entre l'évidement du. plateau fixe 7 et le couvercle 21 et, de préférence, à proximité du point de contact des dentures des couronnes -et pignons 14, 18, 2:3 et ?5, peut. être prévu sans qu'il .soit né cessaire de le décrire plus .complètement.
Le. prolongement 23bis du pignon 23 assure l'étanchéité en coopération avec un feutre 71 logé dans une gorge 72 du plateau 7.
Une lunette 29 (fig. 2, 3 et 5) est centrée sur 1i= plateau fixe 7 et assujettie par une série de vis 30. Cette lunette pet, suivant Lui, autre mode de réalisation, être fixée direc tement sur le bâti de la machine. Dans tous, les cas, son rôle consiste à maintenir, par des mâchoires 31 et 32, solidaires de la lunette 29, et par .soit étrier ou branche mobile 33, le vilebrequin 10 qui comporte, pour le mieux, une partie forte 10bis ayant au moins le même diamètre que les flasques 34, 35, ete.
Les porte-outils 36 et 37, qui apparais sent sur la fig. 3, sont de forme prismatique. Leur section -est représentée sur la fig. 4, la quelle montre le mode de réalisation des glis sières 38 et 39 ménagées dans le plateau 16, solidaire du plateau tournant 13. Il est à re marquer que ce plateau 16 est complètement coupé par les mortaises où se déplacent ra- dialement les porte-outils 36 et 37, ainsi que les autres porte-outils non visibles sur la fi.-. 3. Il ne subsiste de ce plateau 16 qu'un anneau intérieur 16bis servant au centrage dans le trou du plateau 13. Les vis d'assem blage 15, mentionnées à propos de la fig. 2, sont donc groupées dans les parties du pla teau 16 comprises entre les mortaises des glissières 38 et 39.
La fig. 3 montre égale ment: comment le logement de la came 17 communique avec les mortaises dans les- qiiellcs se déplacent les porte-outils.
Les outils 40 et 41 (fig. 3 et 6), qui ont la largeur du creux compris entre la. partie<B>cy-</B> lindrique 10bis du vilebrequin 10 et le flas- que 34 qui sépare le maneton 9 de la portée -1-', sont encastrés dans les porte-outils 36 et 3 7 par un procédé basé, de préférence, sur le serrage d'une grosse vis (fig. 6).
Ces ou- tils 40 et 41 doivent être centrés dans le sens du déplacement des porte-outils 36 et 37 qui a lieu dans un plan perpendiculaire à l'axe 8 du vilebrequin 10. 11 cet effet, ils doivent comporter soit une clavette 40bis ou 41bis engagée dans une rainure des porte-outils 36 et 37, soit un autre dispositif de guidage ré pondant au même but.
Enfin, le réglage en longueur de,ces outils 40 et 41, réglage,dont dépend la précision du tournage du maneton 9, est effectué par le moyen de -cales d'épais seur 43 mites en place avant. l'affûtage des outils 40 et 41 suivant le procédé décrit par le demandeur dans le brevet français, No 867033, du 24 mai 1940.
Des galets 44 et 45, solidaires d'axes 46 et 47 tournant dans des alésages appropriés ,des porte-outils 36 et 37, sont continuellement en contact avec les contours 17bis de la came 17. Ces galets 44 et 45, en roulant sur la partie 17bis, provoquent les déplacements des porte-outils 36 et 37, ainsi que des outils 40 et 41 vers le maneton 9. Le mouvement in verse st obtenu par l'action de ressorts de traction 48 logés dans un évidement 13ter -du plateau tournant 13.
Ces ressorts 48 sont ac crochés, d'une part, à la paroi de l'évidement 13ter <I>par</I> des pitons 49 et, d'autre part, aux porte-outils 36 et 37 par d'autres pitons 50.
En regard des, porte-outils 36 et 37, la rondelle 22 qui protège le mécanisme logé à l'intérieur des plateaux tournants 13 et 16, peut être remplacée par des tôles 51 et 52; ; fixées sur le plateau 16. Des feutres 53 ou tous autres -dispositifs analogues frottant sur les porte-outils 36 et 37 maintiennent l'huile degraissage dans les parties où sa présence est nécessaire et s'opposent à l'intrusion des copeaux.
L'agencement des porte-outils 36 et 37 et des outils 40 et 41 qui vient d'être décrit est évidemment reproduit sur les autres porte- outils et outils guidés dans le plateau 16 et, non visibles sur la fig. 3.
L'ensemble constitué par le plateau fixe 7 et les organes qui se meuvent à l'intérieur de ce plateau (couronnes 14-18, plateaux 13-16, came 17, pignons. 2r25, arbre- a moteur 24, etc.) est exclusivement réservé à l'usinage du maneton 9 du vilebrequin 10.
Les autres manetons de,ce vilebrequin 10, par exemple le maneton 54, séparé de la portée 42 par le flasque 35, sont usinés simultanément par le moyen de dispositifs analogues à celui qui vient d'être,décrit à propos du maneton 9, .chacun de ,ces dispositifs comportant un arbre-moteur distinct.
Les plateaux fixes ,solidaires du bâti et correspondant à ces différents manetons sont espacés longitudinalement & la même quan tité que les manetons 9 et 54 et que tous les autres manetons -du vilebrequin 10.
Dans les intervalles compris. .entre ,ces dif férents plateaux fixes, on peut prévoir des lunettes analogues à la lunette 29 des fig. 2 et 3, lunettes destinées à maintenir le vilebre quin 10 par ses flasques 34 ou 35 ou par tout autre flasque. L'écartement entre les plateaux fixes voi sins est déterminé par des .cales d'épaisseur qui permettent d'obtenir un partage précis et constant en longueur, tel que la vérifica tion des notes de longueur -du vilebrequin usiné devient inutile.
Les plateaux fixes et leurs cales d'épaisseur sont empilés et serrés par des tiges filetées les traversant et les réunissant à des éléments fixes du bâti,de la machine.
Les alésages excentrés tels que Ibis du plateau 7 sont disposés de manière que leurs axes coïncident avec ceux ,des manetons tels que 9. Lorsque le vilebrequin à usiner com porte des flasques tels que 10bis, il est avan tageux de pratiquer des rainures de clavettes à la surface de ces flasques 10bis, 34, 35, etc., en rapport avec les plans longitudinaux pas sant par les axes des manetons.
Des clavet tes 31bis et 32bis, solidaires des mâchoires 31, 32 et autres ,des lunettes telles que 29, déterminent la position du vilebrequin 10 au moment où on procède à sa mise en place dans la machine.
Lorsque les flasques ne sont ni concen triques entre eux, ni concentriques à l'axe des' portées, il est inutile de prévoir des claveta- ges dans les lunettes, car il ne peut se pro- duire aucun mouvement de rotation pendant l'usinage et la, position de la pièce est obte nue automatiquement par le fait que les pro jections, dans un plan transversal, des axes:des flasques sont. distinctes les unes,des -autres.
La fig. 5 montre, dans son ensemble, la disposition de la machine. Le plateau fixe 7 est boulonné en 55 sur le bâti 56, avec inter position de cales 57. Le bâti 56 est évidé à sa partie inférieure de manière à permettre l'évacuation rapide des déchets d'usinage.
Sur cette fig. 5 sont également visibles .des tiges filetées 58 qui tiennent l'empilage des plateaux fixes tels que 7 et de leurs cales ou entretoises. Cers tiges filetées 58 aboutis sent, aux deux extrémités de la machine, à, des plateaux solidaires du bâti 56, non repré sentés.. Ces plateaux limitent l'espace dans lequel sont logés tous les organes et permet tent de .clore cet_espace par un capotage amo vible dont la présence, pendant l'usinage, pro tège le personnel contre lis projections d'huile et de copeaux.
Ce capotage se termine, pour le mieux, dans* l'espace compris entre les joues 56bis du bâti 56 et la forme extérieure des pla teaux fixes tels -que 7. Ces plateaux d'extré mité peuvent également servir à la fixation des moteurs qui entraînent les arbres moteurs tels que 24, soit directement soit par l'inter médiaire d'un réducteur ou d'une boîte de vi tesses. A cet effet, lies arbres de commande d'ana moins deux plateaux fixes sont accou plés pour pouvoir être .commandés à partir d'un moteur commun.
D'autres éléments déjà cités à propos des fig. 2 et 3 sont visibles sur les fig. 5 et 6, par exemple la came 17 et les galets 44, 45, 59 et 60 qui commandent les déplacements des porte-outils 36, 37, 61 et 62 et des outils 40, 41, 63 et 64.
Le nombre d'outils a été choisi égal à quatre, ce nombre étant celui qui permet la meilleure utilisation de la surface du plateau 16 et, en même temps, la construction la plus simple. Tout autre nombre peut être adopté pourvu que les conditions d'établissement de lia came<B>17</B> le permettent, l a fig. 5 fait encore apparaître un des modes de réalisation de la lunette ?9 et de :sa partie mobile<B>Ô3.</B> Cette dernière est liée à la lunette 29 par des tiges filetées bascu lantes 65 et des écrous 66.
Toute autre dis position, par exemple une partie mobile arti culée sur la. lunette par une charnière et ser- ré(, par tige basculante à l'autre extrémité, etc., peut être adoptée. L'une au moins des lunettes peut être portée par le bâti lui- même.
La fi,,,. 7 montre, schématiquement, la dis position et la forme de quatre outils d'un même ensemble. Le premier, par exemple l'outil 40, exécute les dégagements latéraux 67 et 68 du maneton 9, dégagements qui per mettront la rectification ultérieure de ce ma: neton. Le deuxième, l'outil 41, usine les con- de raccordement du maneton 9, avec. ses faces latérales 9bis et 9ter.
Enfin, le troi sième, l'outil 63 et le quatrième, l'outil 64, ne font qu'une partie de -ces- congés de raccor- dement, cependant que les quatre outils: tra vaillent à la fois sur la partie cylindrique du maneton 9. Ce dernier travail étant le plus important, les quatre outils y participent si multanément, de sorte que l'avance par tour de plateau porte-outil est divisée par quatre. Au contraire, le travail sur les. flancs (faces latérales 9bis et 9ter), sur les congés de rac cordement et .sur les dégagements latéraux 6 7 et 68, peut être assuré pour chacune de ces parties, par un seul outil.
Pour les congés, on remarquera, que plus on approche de la, par tie cylindrique du maneton 9, plus, il y a d'outil:, participant à leur usinage.
Suivant un autre mode de réalisation (fi-. 8 et 9), il est prévu de rendre la cou ronne 18 et la. came 17 mobiles, autour du centre du maneton 9, de la quantité nécessaire pour compenser un manque éventuel de pré eision dans la, position des outils. En effet, si on admet une avance d'un dixième de milli mètre par tour du plateau 16, cette avance étant < r diviser par le nombre d'outils (quatre clans le cas présent) soit une avance de deux centièmes et demi par outil, il faudra régler la position des outils avec une précision telle que les écarts soient inférieurs à cieux cerf tiémes et :demi :d'un outil à l'autre.
L'anneau 17ter est, dans ce cas, main tenu en position par :des ressorts à lame 69 à action radiale prenant appui sur l'anneau 13bis de la couronne 14 qui, elle, est guidée corncentriquement par la. bague 12. Une bague 70, dans laquelle la couronne 18 tourne à faible vitesse relative, :comporte des entailles 70bzs qui l'empêchent de suivre cette cou ronne dans son mouvement.
La came 17, qui pousse les outils contre la pièce 10, se trouve :centrée automatique ment par le travail des outils, lesquels, uni formément répartis autour du :centre, n'exer cent aucune poussée tendant à désaxer la came 17 par rapport à la pièce 10. Les res sorts 69 ou d'autres- similaires (par exemple des ressorts à, boudin disposés raldialement) assurent la tenue de la bague 70, de la came 17 et de la couronne 18 au moment où les outils attaquent la pièce 10. Ce travail est. comparable à celui d'une lame d'alésage libre dans son porte-lame (alésoir à lame flottante).
La machine qu'on vient de décrire dans ses lignes principales permet l'utilisation d'un nombre :considérable d'outils, sans faire subir aux pièces en usinage des flexions., des tor sions ou des vibrations susceptibles de nuire à la précision de l'usinage. Cela s'explique par la présence de lunettes rigides qui peu vent être prévues en grand nombre, soit au moins une par maneton ou par portée, suivant le cas.
Chacune de ces lunettes exerce son ser rage à proximité immédiate de l'endroit où travaillent les outils du plateau voisin de .ce lui sur lequel elle est, elle-même, fixée. Cette particularité est exploitée pour assurer le re froidissement de la pièce par un arrosage. A cet effet, il est tout indiqué de ménager, dans l'épaisseur de chaque lunette, un canal de sec tion convenable, fermé par une tôle mince formant couvercle et débouchant par un ori fice en forme de fente dans la zone de tra vail des outils.
Ces canaux peuvent être ali mentés par une tuyauterie passant à l'exté rieur des lunettes et :des plateaux fixes et re- liés à une pompe. 'Une deuxième tuyauterie assure, d'une manière analogue, le graissage sous pression des organes tournants ou glis sants contenus dans chacun des plateaux fixes.