Dispositif de commande pour machine à rectifier La présente invention a pour objet un dis positif de commande pour machine à rectifier, comportant un organe calibreur disposé élas- tiquement dans un support pouvant se dépla cer d'un mouvement alternatif avec l'outil de rectification en direction axiale d'une broche tubulaire de rectification, cet organe calibreur venant en contact avec l'alésage de la pièce à travailler à chaque mou4ement alternatif et ne pouvant pénétrer dans l'alésage qui si ce der nier est agrandi au degré désiré de sorte que, par le mouvement de pénétration dudit organe calibreur,
le degré de fini de l'alésage est indi qué par des contacts actionnés par cet organe.
Le dispositif selon l'invention est caracté risé en ce qu'un corps d'ajustage est monté dans le support déplaçable d'un mouvement alternatif avec l'outil, ce corps étant réglable librement transversalement par rapport à son axe.
Le but de l'invention est de repérer la di mension correcte de l'alésage de la pièce en utilisant un organe calibreur monté pour flotter librement latéralement de manière à être centré automatiquement par rapport audit alésage dans son contact initial de palpage avec la paroi de l'alésage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de la présente invention. Les fig. 1, 2 et 3 sont des vues en éléva tion, de face, fragmentaires, d'une machine de rectification ou de réalésage équipée d'un dis positif calibreur.
La fig. 4 est une vue en coupe transversale, à plus grande échelle; d'une partie de cette machine.
La fig. 5 est une vue en coupe par la ligne 5-5 de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en coupe par la ligne 6-6 de la fig. 4.
Les fig. 7 et 8 sont des vues agrandies de détails.
La fig. 9 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la fig. 4.
Les fig. 10 et 11 sont des vues semblables à la fig. 1 montrant des variantes de détails. La machine représentée est une réaléseuse verticale dans laquelle une pièce à travailler 10 est serrée sur un support horizontal 11 pour que l'alésage 12 soit en position correcte par rapport à un outil de rectification 13. Ce der nier est porté par l'extrémité inférieure d'une broche tubulaire 14 qui fait saillie au-dessous d'une tête 15 dans laquelle elle est tourillon- née. Cette tête est guidée le long de tiges 16a espacées latéralement et montées sur une co lonne 9 s'étendant au-dessus du socle de la machine.
La broche 14 est en deux parties accouplées entre elles par un joint à cardan 18, la partie inférieure étant reliée également par un joint à cardan 17 à l'outil 13.
La broche est entraînée par un moteur par l'intermédiaire d'un réducteur comprenant un arbre cannelé comme représenté à la partie supérieure de la tête 15. Un entraîneur hy draulique (non représenté) est destiné à dépla cer l'outil de rectification 13 dans la pièce 10 d'un mouvement de va-et-vient. L'outil 13 comprend des meulettes 22 espacées angulai- reïnent autour du corps 23 de l'outil, entre des guides 23a, et écartées par expansion ou, au contraire, rentrées par rétraction du fait du déplacement axial de cames montées sur l'ex trémité inférieure d'une tige 25 qui passe axia- lement dans la broche 14 (fig. 9).
Les machines à rectifier ou à réaléser de ce type fonctionnent selon le cycle suivant avance de l'outil de rectification d'une position effacée (fig. 1) à l'intérieur de l'alésage 12 de la pièce, expansion des meulettes 22, puis mou vement de va-et-vient de l'outil sur toute la longueur de l'alésage jusqu'à obtention du ca libre désiré, effacement des meulettes et fina lement dégagement de l'outil jusqu'à sa posi tion de départ.
Un organe palpeur 30 entoure sans ser rage la broche 14 et est disposé de manière à se déplacer d'un mouvement de va-et-vient avec la tête 15 et pour flotter librement afin de se centrer de lui-même avec précision dans une extrémité de l'alésage 12 de la pièce pen dant une partie de chaque mouvement de va- et-vient de l'outil, puis pour pénétrer dans l'alésage quand ce dernier a été agrandi jus qu'au calibre désiré ; ce mouvement plus pro noncé provoque un signal ou une indication que la rectification ou le réalésage est terminé.
L'organe palpeur 30 peut affecter diverses formes mais il est représenté ici comprenant un corps d'ajustage, en l'occurrence un man chon calibreur cylindrique 31 ayant un diamètre interne sensiblement supérieur à celui de la bro che et portant fixé à son extrémité inférieure un organe calibreur ayant la forme d'un an neau trempé 32 entourant le manchon. Cet anneau 32 présente une surface d'engagement d'alésage circulaire 32a de diamètre prédéter miné permettant l'entrée de l'organe calibreur dans l'alésage de la pièce quand son diamètre a atteint le calibre final qu'il doit posséder.
L'extrémité inférieure de l'anneau 32 est en biseau comme indiqué en 33 ; sa paroi con verge donc vers le bas pour atteindre un dia mètre plus petit que l'alésage final de la pièce d'une quantité b légèrement supérieure au flot tement latéral admissible du manchon 31.
L'organe calibreur 32 pourrait comprendre au moins trois surfaces d'engagement d'alésage espacées angulairement autour de la broche 14 mais espacées radialement vers l'extérieur de celle-ci, lesdites surfaces faisant partie d'une surface circulaire avec extrémité conique.
Le flottement de l'organe palpeur 30 peut être obtenu grâce à un montage pivotant du manchon. Mais cet organe palpeur est monté ici pour pouvoir se déplacer latéralement en bloc. A cet effet, le manchon 31 est logé dans l'orifice cylindrique central 34 d'un support 35 pouvant se déplacer d'un mouvement alternatif et présentant des ouvertures à ses extrémités opposées pour recevoir des tiges de guidage 16 montées sur le support l l en face des tiges espacées latéralement 16a et s'étendant paral lèlement à elles. Le diamètre extérieur de l'ex trémité supérieure du manchon 31 est plus petit (par exemple de 0,5 mm à 0,75 mm) que celui d'un anneau 36 fixé sur le support 35.
Une bride extérieure plate 37 solidaire du manchon 31 et axialement espacée de l'an neau 36 a également un diamètre plus petit que celui de l'ouverture centrale 34.
Un ressort 38 entourant le manchon 31 travaille à la compression entre l'anneau 36 et une rondelle 39 qui porte contre la bride 37 et pousse le manchon de haut en bas contre une rondelle 40 s'appuyant contre une colle rette 41 du support 35 et qui sert d'appui à la bride du manchon (voir fig. 5). Ce dernier est ainsi supporté dans le support pour pouvoir se déplacer axialement, élastiquement ; il peut flotter latéralement d'une quantité c (fig. 5) normalement supérieure au défaut d'alignement permis entre l'alésage 12 de la pièce et l'axe de la broche 14 mais un peu plus petit que la largeur radiale b (fig. 7) du biseau 33.
Ce flottement latéral est cependant contrecarré par le frottement résultant de l'engagement mutuel de la bride 37 et de la rondelle 39 sous l'ac tion du ressort 38. Ainsi la position du man chon 31, après que ce dernier a été centré par rapport à l'alésage par suite de l'engagement initial du biseau 33 avec- la paroi de l'alésage 12, est maintenue par frottement dans cette position précise par rapport au support 35 quand le manchon cesse par suite de son sou lèvement, d'être en contact avec la pièce.
On peut, à condition de calculer comme il faut la force du ressort 38 et de bien placer ses bu tées, régler la force de friction assurant le maintien suivant l'amplitude désirée pour con server sa position au manchon calibreur 31 quel que soit l'angle que fait la broche 14 de l'outil de rectification 13 dans des machines différentes.
Le manchon calibreur 31 peut être monté de diverses manières en vue de pouvoir se dé placer selon la relation chronologique par rap port aux mouvements de la tête 15, afin d'être amené en prise avec l'extrémité de la paroi de l'alésage de la pièce au moment où l'outil se rapproche de l'extrémité opposée de l'alésage ou, au contraire, s'en éloigne.
Suivant le mode de montage que montre la fig. 1, le support 35 est relié par une liai son dite à mouvement perdu avec la tête 15 de la broche 14 à va-et-vient qui est munie de tiges 42 s'étendant au-dessus des extrémités opposées du support à travers des trous prati qués dans des saillies 43 de la tête 15. Des butées 44 réglables le long des tiges 42 déter minent le point du mouvement ascendant de la tête où le support 35 est attaqué et où le manchon calibreur est écarté de son contact avec l'extrémité de l'alésage 12 de la pièce 10.
Quand le biseau 33 vient en contact avec l'ex trémité de l'alésage 12 (voir la fig. 4) pendant la course descendante de la tête 15, l'anneau 32 demeure en contact avec la pièce, de sorte que la tête et l'outil de rectification 13 continuent leur descente jusqu'à la limite inférieure de la course de la tête. Celle-ci continue à avancer jusqu'au-delà des butées 44 comme le montre la fig. 3. Toutefois, si l'alésage 12 de la pièce 10a, par suite de l'opération de réalésage, at teint le calibre requis, l'anneau 32 continue son mouvement avec la tête 15 et pénètre plus profondément dans l'alésage de la pièce comme le montre la fig. 5.
Ce mouvement supplémentaire de l'organe palpeur 30 dans la pièce 10 est utilisé pour signaler l'achèvement complet du réalésage suivant le calibre requis et pour interrompre le cycle de rectification ou de réalésage soit im médiatement, soit au bout d'un court laps de temps prédéterminé, notamment en effaçant l'outil ou en le dégageant de l'alésage de la pièce 10 sans que la rectification continue. Le signal est mis ici en évidence par la fermeture d'un interrupteur 46 logé dans un coffret 47 (fig. 5) monté à poste fixe à côté du manchon calibreur.
Le bouton de commande 49, de l'interrupteur est engagé et abaissé par un bras 51 solidaire du manchon calibreur 31 quand l'alésage 12 de la pièce 10 est suffisam ment grand pour permettre la pleine entrée de l'anneau 32 ainsi que le montre la fig. 5. Le bras 51 fait saillie à travers une fente 50 du support 35 ; il comprend ici une tête 52 et une douille 53 serrées l'une contre l'autre par une vis 54 vissée dans la bride 37 du man chon 31. Un goujon transversal 55 est vissé dans l'extrémité extérieure de la tête 52 et peut être réglé verticalement pour attaquer le bou ton 49 de l'interrupteur quand le manchon 31 occupe sa position verticale convenable.
Dans les machines à rectifier ou à réaléser du type susmentionné, l'outil vient en prise quand il se trouve entièrement dégagé de l'alé sage de la pièce et est maintenu approximati vement centré, afin d'assurer sa pénétration convenable dans l'alésage suivant à rectifier. Ce résultat est atteint dans le dispositif décrit à l'aide de deux surfaces de guidage 56 et 56a (fig. 5) mobiles axialement l'une par rapport à l'autre.
La première surface de guidage 56 est d'un diamètre légèrement plus grand que celui de l'alésage terminé de la pièce ; sa position est prévue pour permettre à cette surface de rece voir et d'entourer les meulettes 22 ou bien les meulettes et les guides 23a lorsque l'outil est dégagé de l'alésage. La surface 56 est ménagée ici dans un anneau de guidage 57 fixé amovi- blement par des vis 58 sur une console 59 percée dans son centre et pourvue à ses extré mités opposées de portées 60 qui coulissent le long des tiges de guidage 16.
Cet anneau de guidage 57 est disposé au tour du corps 31 et adjacent à la pièce à tra vailler et sert de guide au support 35 et au corps de l'outil de rectification 23.
Des butées 61 solidaires des tiges 16 limi tent le mouvement descendant du support jus qu'à une position (voir la fig. 4) dans laquelle l'anneau 32 est placé tout près de l'extrémité supérieure de l'alésage 12 de la pièce 10. Etant donné que la surface de guidage 56 est un peu plus grande que le diamètre définitif de l'alé sage de la pièce quand le travail est terminé, il ne gêne en rien le flottement latéral du man chon 31 et son centrage automatique dans le dit alésage.
Un dispositif est prévu pour utiliser le mou vement de montée de la tête de rectification 15 afin de soulever l'anneau de guidage 57 d'une faible distance au-dessus de la pièce 10 lors du dégagement final de l'outil 13. Ce disposi tif comprend une liaison dite à mouvement perdu avec le support 35 de l'organe cali- breur, cette liaison étant assurée par des tiges 62 s'étendant au-dessus de la console 59 et pouvant coulisser à travers le support 35. Des écrous 63 vissés sur les extrémités supérieures des tiges 62 déterminent l'endroit à partir du quel commence le mouvement ascendant de l'organe calibreur sous l'action de la tête 15 où l'anneau de guidage 57 est soulevé de la pièce.
La seconde surface de guidage 56n est façonnée sur un rebord 64 intérieur, à l'extré mité inférieure du manchon calibreur 31. Cette surface a des dimensions lui permettant de lo ger avec un jeu suffisant un moyeu 65 (fig. 9) solidaire de la partie supérieure du corps 23 de l'outil 13. Les deux parties sont guidées au cours de leur emboitement (comme le montre la fig. 9) par des biseaux terminaux 66 et 67. Comme le flottement du manchon 31 est limité à la valeur c, le manchon peut être utilisé avec avantage, conjointement avec l'anneau de gui dage 57, pour empêcher l'outil 13 de se dé placer latéralement dans une mesure apprécia ble quand il n'est pas en contact avec la paroi de l'alésage 12 de la pièce 10.
Le moyeu 65 pénètre dans le rebord 64 pendant la partie supérieure de chaque course de rectification que fait la tête 15, mais grâce au jeu d (fig. 9) le moyeu 65 ne touche la surface 56a que quand, à la fin du travail de rectification, l'ou til 13 est complètement dégagé de l'alésage 12. Ainsi le fait que le manchon 31 est guidé ne gêne pas son rôle d'organe palpeur et. détec teur du calibre comme décrit précédemment. Dans certaines installations, le. maintien de l'outil 13 selon la position désirée, tandis qu'il est dégagé de la pièce 10, peut être assuré par l'action de l'une seulement des surfaces de gui dage 56 ou 56a, cette dernière ayant la lon gueur axiale convenable et étant correctement placée axialement quand l'outil 13 occupe sa position dégagée.
Le fonctionnement du dispositif est le sui vant Pendant que les meulettes 22 sont poussées vers l'extérieur par la tige 25, l'outil 13 monte et descend alternativement dans l'alésage 12 de la pièce 10 et de l'anneau de guidage 57 mais sans venir en contact avec celui-ci. Le support 35 coulisse vers le haut et vers le bas sur les tiges de guidage 16 avec la tête à travers la partie supérieure de la portée de rectification, mais près de l'extrémité inférieure de chaque course descendante, la partie biseautée 33 du manchon calibreur 31 rencontre l'extrémité su périeure de la paroi de l'alésage 12 et y pénètre (fig. 4).
En raison des faibles différences d'em placement de l'alésage dans différentes pièces à travailler, il se peut que les axes de l'alésage et la partie biseautée 33 ne soient pas rigou reusement en alignement et qu'ainsi le contact initial entre le manchon calibreur 31 et l'extré mité de la paroi de l'alésage 12 se trouve d'un côté seulement de ce manchon 31 et près de l'extrémité inférieure du biseau comme repré senté en traits pleins dans la fig. 7.
Sous l'ac- tion du ressort 38 et du fait qu'il est monté pour pouvoir flotter latéralement sans entrave, le manchon se déplace latéralement de l'ampli tude qui peut être nécessaire pour permettre au biseau 33 de se loger de lui-même complè tement dans l'extrémité de la paroi de l'alésage 12 comme le montre la fig. 4 et comme cela est représenté à une échelle exagérée en poin tillé dans la fig. 7. A- ce moment, le biseau 33 vient en contact avec la paroi de l'alésage 12 en plusieurs points angulairement espacés et sur toute l'étendue de son pourtour aux en droits où la paroi est continue, ce qui assure par là même son centrage rigoureux par rap port à l'alésage de la pièce 10.
Après cette opération de centrage, le man chon 31 s'arrête, lorsque l'alésage 12 a un calibre insuffisant, dans une position (fig. 3) voisine de celle dans laquelle l'interrupteur 46 est fermé. Ce dernier reste donc ouvert et l'ou til de rectification 13 va et vient dans l'alésage. Après que le manchon 31 a reposé dans l'alésage 12 au cours de la dernière partie de chaque course descendante de l'outil 13, les saillies 43 solidaires de la tête 15 s'écartent des butées 44 comme le montre la fig. 3.
Sous son propre poids, le support 35 peut s'abaisser d'une faible distance après que le manchon 31 s'est immobilisé dans l'alésage, ce mouvement étant limité par l'engagement du support avec les portées 60 et les butées 61 et étant rendu possible grâce à la compression du ressort 38 par suite de la séparation de la collerette 41 et de la bride 37 du manchon comme le montre la fig. 4. Cette relation des organes subsiste pendant le reste de chaque course descendante de la tête et la partie initiale de la course ascendante suivante, après quoi la tête 15 vient en contact avec les butées 44 et entraîne avec elle le support 35, ce qui soulève celui-ci à l'écart de la pièce 10.
Pendant la partie ini tiale de ce mouvement, l'anneau 36 et le man chon 31 s'élèvent et la collerette 41 avec la rondelle 40 viennent graduellement s'appuyer contre la bride 37 du manchon 31. Celui-ci est ensuite soulevé avec le support 35 et cesse d'être en contact avec la paroi de l'alésage 12. Mais malgré son flottement latéral, le manchon 31 reste exactement dans la position centrée qui est déterminée par son appui précédent dans l'extrémité de l'alésage. Ceci est dû à la friction engendrée par la force du ressort entre la bride 37 du manchon 31 et les rondelles 39 et 40 qui épousent les orifices 34 du support.
Ainsi donc, après que la position centrée du manchon a été déterminée une fois, le plus souvent au cours de son contact avec la pièce lors de la première course descendante du cycle opératoire, cette position du manchon par rap port au support demeure fixe et il est inutile que le manchon revienne dans l'alignement de l'alésage pendant les courses descendantes sub séquentes de la tête au cours desquelles les dia mètres de plus en plus grands du biseau 33 viennent en contact avec la paroi de l'alésage 12 au fur et à mesure que celui-ci est agrandi par l'opération de rectification.
Etant donné que, quand le manchon est en contact avec la pièce 10, il se trouve toujours rigoureusement dans l'alignement axial de l'alésage 12, il y pénètre comme il faut dès que la quantité con venable de matière indiquée en a à la fig. 8 a été enlevée par meulage et que l'alésage a été agrandi jusqu'au diamètre requis par la sur face 32a. Pendant la course descendante sui vante de la tête, quand le calibre en question a été atteint, l'anneau 32 et le manchon 31 se meuvent vers le bas avec la tête 15 et parcou rent une distance suffisante (comme le montre la fig. 5) pour amener la vis 54 contre le bou ton 49 de commande de l'interrupteur pour arrêter l'opération de rectification.
Au lieu de prévoir une liaison à mouvement perdu, comme décrit ci-avant, entre le support 35 et la tête 15, on peut prévoir entre elles une liaison rigide, de façon que le manchon calibreur se meuve avec la tête pendant la ma jeure partie du mouvement de celle-ci. Mais cette liaison peut (comme le montre la fig. 10) être assurée en engageant les tiges 42 directe ment dans des parties en saillie 43 de la tête. Dans cette variante, le manchon calibreur de meure appuyé sur la collerette 41 du support à peu près pendant toute la course descendante de la tête jusqu'à ce que, près de l'extrémité de cette course, l'anneau 32 rencontre l'alésage de la pièce ainsi que le montre la fig. 10.
Le manchon se trouve ainsi bloqué par la paroi de l'alésage à calibre insuffisant et reste en position centrée fixe tandis que la tête 15 achève sa course descendante pendant laquelle la collerette 41 du support s'écarte de la bride 37 du manchon comme ceci est permis par suite de la compression du ressort 38 par l'an neau 36.
Suivant une autre variante possible, la tête 15 et le support 35 peuvent être réunis par une liaison à mouvement perdu limité sou mise à la charge d'un ressort dans la direction correspondant à l'expansion. Comme le montre la fig. 11, les tiges 42 portant les butées 44 peuvent coulisser dans les saillies 43 de la tête 15 et sont sollicitées vers le bas par des res sorts 105 qui exercent une compression entre lesdites saillies et des collets 106 fixés aux tiges au-dessous de ces saillies.
La force com binée des ressorts 105 et du poids du support 35 est nettement inférieure à la force du res sort 38, de sorte que la.liaison demeure à l'état d'expansion (comme le montre la fig. 11) le manchon 31 s'appuyant sur la collerette 41 jusqu'à ce qu'il rencontre la pièce 10. Au cours du mouvement de descente, les ressorts 105 sont comprimés jusqu'à ce que les saillies 43 rencontrent des douilles 107, après quoi c'est au tour du ressort 38 d'être comprimé, comme il a été décrit ci-avant, pendant la partie finale de la course descendante.
On voit par ce qui précède que si le man chon calibreur 31 est monté comme décrit, l'entrée de ce manchon dans la pièce pour fer mer l'interrupteur 46 est réglée dans le temps pour correspondre exactement à l'agrandisse ment de l'alésage de la pièce au diamètre dé siré. C'est la raison pour laquelle le manchon calibreur est amené en contact avec la paroi de l'alésage 12 pendant chaque course des cendante et est placé dans l'alignement de l'alé sage avec une précision telle qu'il y pénètre immédiatement quand le diamèttre convenable est atteint.
Cette mise en place du manchon se produit pendant la première ou au moins pendant l'une des premières courses descen dantes du cycle opératoire et est maintenue rigoureusement au cours des courses ultérieures même si l'organe calibreur 32 s'est effacé et a cessé d'être en contact avec la pièce pendant la dernière partie de chaque course ascendante. Ceci est dû à la friction qui pèse continuelle ment contre la bride 37 du manchon 31 dans chaque position à laquelle il est amené par flottement latéral pour s'adapter de lui-même initialement à un alésage donné. Cette force résistante, bien que de nature flexible, a cepen dant une intensité suffisante pour maintenir en position l'organe calibreur quand celui-ci n'est plus soumis à l'influence de la paroi de l'alé sage de la pièce.
Le phénomène de détection du calibre qui est exposé dans ce qui précède se produit par engagement direct de l'organe calibreur 32 avec la paroi de l'alésage 12 de la pièce 10. Il en résulte que la précision de la mesure n'est aucunement affectée par une usure irrégulière des meulettes de rectification 22, par un flot tement latéral de la broche d'entraînement 14 ou par d'autres petits défauts de précision au point de vue du montage de la tête 15 ou de la console supportant l'organe calibreur.