Dispositif de calibrage automatique
La présente invention a pour objet un dispositif de calibrage automatique pour machine à rectifier utilisant un calibre tâteur du type plongeur, monté élastiquement, suivant l'axe d'alésage, dans un dispositif de fixation dépla çable avec l'outil de rectification d'un mouvement de va-et-vient en direction axiale, ce calibre tâteur venant en contact au cours de chaque mouvement de va-et-vient avec l'orifice de l'alésage de la pièce à usiner et ne pouvant pénétrer dans l'alésage que lorsque le diamètre de celui-ci est agrandi à la dimension désirée, ce déplacement de pénétration fermant alors au moins un contact électrique.
Dans un tel dispositif il est essentiel que l'élément de calibrage soit maintenu centralement par rapport à l'alésage en usinage dans la pièce, et cela avant et après que cet alésage ait été agrandi à la dimension désirée.
Ce résultat peut être obtenu en utilisant une surface de tâtement sphérique susceptible d'être déplacée pour être centrée par rapport à l'alésage.
Le dispositif selon la revendication est caractérisé en ce que le corps du calibre tâteur présente à son extrémité libre au moins une surface de tâtement, ce corps étant articulé dans le dispositif de fixation de façon à pouvoir osciller autour d'un centre, afin que la surface de tâtement puisse venir se placer centralement dans l'alésage.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est une vue en coupe partielle d'une partie de machine à rectifier un alésage, équipée de ce dispositif de calibrage.
La fig. 2 est une vue en coupe, à plus grande échelle, d'un détail de la fig 1.
La fig. 3 est une vue semblable à la fig. 2, -le calibre étant dans une autre position.
La fig. 4 montre le dispositif de calibrage monté sur une machine à rectifier un alésage, vue en élévation.
La fig. 5 est une vue en coupe d'un détaiL
La fig. 6 est une vue semblable à la fig. 2, d'une variante.
La fig. 7 est une vue semblable à la fig. 4, mais dans une autre position du dispositif de calibrage.
La fig. 8 est une vue en coupe, semblable à la fig. 3, mais à plus grande échelle, d'une variante.
La fig. 9 est une vue en bout d'un détail.
La fig. 10 est une vue en perspective de ce détail.
Le dispositif de calibrage représenté est incorporé à une rectifieuse (fig. 4) du type vertical dans laquelle une pièce à usiner 10 est fixée sur un support horizontal 11, de telle fa çon qu'un outil de rectification 13 puisse se déplacer d'un mouvement de va-et-vient vertical dans l'alésage 12 de cette pièce. L'outil 13 est porté par l'extrémité inférieure d'une broche tubulaire 14 faisant saillie à l'extrémité inférieure d'une tête rigide 15 et tourillonné dans cette tête qui est guidée avec précision par des tiges 16 espacées latéralement et montées de la manière usuelle sur une colonne 17 se dressant au-dessus du socle de la machine.
La tête 15 est entraînée par des organes d'entraînement et de commande (non représentés) selon un mouvement de va-et-vient, ces organes commandant également le mouvement de rotation de l'coutil de rectification qui comporte des meulettes 18 susceptibles d'être écartées radialement contre les parois de l'alésage, ou rétractées. L'expansion et la contraction des meulettes 18 de l'coutil sont généralement effectuées au moyen de cames situées dans le corps 19 de l'outil et actionnées par une tige 20 s'étendant vers le haut à travers la broche tubulaire 14 vers un dispositif d'entraînement 21.
Un calibre tâteur 22 de type cylindrique entourant l'axe de l'outil est monté de manière à se déplacer librement transversalement et est avancé pour être amené en contact élastique avec l'extrémité supérieure de l'alésage 12 au cours de chaque course de l'outil vers le bas ; ce calibre 22 est agencé de manière à se centrer automatiquement, c'est-à-dire de luimême, malgré les légers écarts pouvant exister dans l'alignement du calibre et de l'alésage. I1 est maintenu centré pendant les mouvements de retrait successifs hors de la pièce, de sorte qu'il peut être avancé pour entrer convenablement dans l'alésage dès que celui-ci a été rectifié au diamètre désiré.
A cet effet, le calibre a la forme d'une bague 23 entourant la broche 14 au-dessus de l'outil 13 et présente un alésage intérieur 24 de diamètre un peu plus grand que celui de la broche, afin de rester constamment hors de contact de celle-ci. La surface extérieure 25 de la bague 23 est usinée avec précision et constitue un élément de sphère de diamètre précis, de sorte que cette bague peut, entre certaines limites de sa position angulaire, entrer dans l'extrémité de l'alésage 12, sous l'action d'un ressort, une fois que cet alésage a été agrandi au diamètre désiré.
Pour permettre à la bague 23 de se centrer par rapport à l'extrémité de l'alésage, cette bague est, dans l'exemple présent, venue de fabrication avec l'extrémité d'un manchon 26 entourant librement la broche 14 et monté à rotule à son autre extrémité en vue de son articulation autour d'un centre situé sensiblement sur l'axe de la broche 14. La partie intermédiaire du manchon 26 est cylindrique et de diamètre un peu plus petit que celui de la surface sphérique 25. La rotule est constituée par une partie renforcée 27 de l'extrémité supérieure du manchon.
Cette rotule 27 présente une surface extérieure sphérique 28 qui correspond à une surface de contact 29 ménagée dans un fond 30 à travers lequel le manchon fait saillie. Ce fond 30 se continue par un tube 31 présentant, à son autre extrémité, une bride 32 (fig. 1 et 4) fixée sur une console 34, par exemple par des vis 33. Cette console peut coulisser le long de guides 35 fixes et parallèles aux guides 16 et est reliée à la tête 15 (par exemple par des boulons 36) pour pouvoir se déplacer avec celle-ci en vue d'amener le calibre au contact de la pièce ou, au contraire, de l'en éloigner. Cette liaison peut être directe (comme représenté), ou un certain jeu peut être réservé entre la tête et la console.
Une seconde surface intérieure 37, coopérant avec la surface 29, est disposée au-dessus de la rotule 27 et, dans la forme d'exécution représentée aux fig. 1 à 4, est formée dans un manchon 38 comportant un épaulement 41 guidée par la surface cylindrique 39 du tube 31. Un ressort comprimé 40, entourant le manchon 38, s'appuie contre l'épaulement 41 et sur une butée intérieure 42 fixée dans le tube 31 ; l'extrémité du manchon 38 est ainsi appliquée contre la rotule 27. Lorsque le calibre n'est pas en contact avec la pièce, la rotule 27 est maintenue entre les surfaces 37 et 29, la force exercée par le ressort 40 étant suffisante pour créer un frottement maintenant le calibre 22 dans la position déterminée par son contact précédent avec l'extrémité de l'alésage 12.
Un bras 45, présentant une tête ajustable 46 destinée à entrer en contact avec le bouton 47 d'un interrupteur 48, est solidaire du manchon 38 et fait saillie extérieurement par une fen- te longitudinale de forme oblongue ménagée dans le tube 31. Les contacts 49 de l'interrupteur 48, disposés dans un boîtier 50, sont montés fixes sur un élément 51 faisant partie du dispositif de fixation de la pièce ou du bâti de la machine. Cet élément est placé de telle sorte que le bouton 47 donne le contact au moment de la pénétration de l'organe tâteur 22 dans l'alésage, après que celui-ci a été agrandi au diamètre désiré.
Lors du fonctionnement du dispositif décrit, le calibre 22 et son manchon 26 sont placés comme représenté à la fig. 4. La tête de l'outil est rétractée, les deux surfaces sphériques 29 et 37 étant en contact avec la rotule 27 ainsi que le montrent les fig. 1 et 3. Les éléments restent dans cette position réciproque lorsque le calibre descend avec la tête pour introduire l'outil dans l'alésage 12.
Au cours de la course de descente (comme le montre la fig. 1) la surface sphérique 25 du calibre 22 pénètre partiellement dans l'alésage 12 ; il bute contre son extrémité supérieure. Le calibre tâteur ne peut continuer de se déplacer, de sorte que pendant le court déplacement que continue à effectuer la tête 15 pour achever sa course de descente, la surface inférieure 29 s'éloigne de la rotule 27 comme le montre la fig. 2. Si l'alésage de la pièce est hors de l'alignement du calibre tâteur 22, celui-ci se déplace transversalement jusqu'à ce que la surface 25 vienne s'appliquer entièrement contre le bord de l'alésage 12. Ce déplacement est possible puisque le manchon 26 peut osciller autour du centre de la rotule 27.
Cette position de centrage du calibre tâteur 22 est maintenue exactement lorsque la surface sphérique 25 quitte la pièce au cours de la course de retour de la tête 15, du fait que la surface sphérique inférieure 29 vient s'appliquer contre la surface sphérique 28 de la rotule 27. A la prochaine course de descente de la tête 15, la surface 25 viendra donc au contact de l'alésage 12 sur toute sa périphérie.
Lorsque l'alésage atteint le diamètre désiré, le calibre, sous l'action du ressort 40, pénètre dans l'alésage (comme le montre la fig. 3 et, schématiquement, la fig. 5) et la tête 46 vient en contact avec la tige 47 de l'interrupteur 48 (comme le montre aussi la fig. 3) avant la fin de la course de descente de la tête de l'outil. L'interrupteur dorme donc le signal de fin d'usinage. La fermeture de l'interrupteur peut être mise à profit pour provoquer la contraction de l'outil avant sa sortie de l'alésage.
Dans la variante que montre la fig. 6, les deux surfaces internes 29 et 37 de l'articulation à rotule sont solidaires d'un même support et restent constamment en contact avec la rotule 27. Ces surfaces sont usinées dans deux bagues 53 et 54 qui sont ajustées dans le manchon 38 décrit ci-avant, la bague supérieure s'appliquant contre un épaulement 55. Un tampon 56, vissé dans l'extrémité inférieure du manchon, appuie la bague 54 contre la rotule 27. La friction désirée, entre les surfaces 27 et 29 d'une part et le joint à rotule d'autre part, est réglée par vissage de la bague 56 qui est maintenue ensuite dans sa position au moyen d'une vis de blocage 57.
Comme dans l'exemple précédent, le ressort 40 agit contre l'épaulement 41 du manchon 38, mais son déplacement vers l'extérieur, lorsque le calibre tâteur n'est pas au contact de la pièce, est limité par un épaulement 58 du tube 31.
Grâce à cet agencement, les deux bagues 53 et 54 restent appliquées par friction sur la rotule qui, avec le calibre tâteur qu'elle porte, est poussée vers l'extérieur jusqu'à la position limite que montre la fig. 6. Une fois que le calibre tâteur est entré en contact avec la pièce, le tube 31 et l'épaulement 58 continuent de se déplacer et s'éloignent de l'épaulement 41; le ressort 40 est comprimé davantage et maintient ainsi le calibre tâteur dans l'extrémité de l'alésage 12.
Le calibre 22 peut être agencé de telle fa çon que son diamètre soit réglable et qu'il puisse ainsi être utilisé lors de la rectification d'alésage de diamètres différents. Ce montage (que montrent les fig. 8 à 10) est réalisé sans augmenter sensiblement l'espace nécessaire à l'élément calibreur et sans gêner ni l'action de rectification ni le déplacement transversal du calibre. A cet effet, le calibre est expansible radialement et son diamètre se règle par manipulation d'un organe de réglage 60, de préférence accessible de l'extérieur de la rectifieuse, de sorte que le réglage peut être effectué sans démontage.
Afin de rendre le calibre 22 expansible, l'extrémité inférieure du manchon 26 est divisée en plusieurs éléments 61 espacés angulairement et dont l'extrémité est susceptible d'être déplacée radialement par l'organe de réglage 60 afin de permettre de modifier le diamètre de la surface de calibrage 25. Ces éléments 61 sont d'une pièce avec le manchon 26 pour conserver le caractère unitaire du calibre et ils sont élastiques afin que le changement de diamètre du calibre soit produit par leur flexion.
L'organe de réglage 60 est n forme de cône creux et entoure la broche 14 ; il est en contact avec les éléments 61 du calibre; ceux-ci se déplacent ainsi radialement lorsque le cône est déplacé axialement. Le cône 60 est conformé, de préférence, de façon à agir contre la partie interne des éléments flexibles 61 ; il leur sert de support rigide et empêche que le calibre ne s'affaisse lorsqu'il pénètre dans l'alésage 12.
Le déplacement axial du cône 60 est obtenu au moyen d'une partie filetée conique 62 se vissant dans une partie taraudée correspondante des éléments 61.
Les éléments 61 mobiles radialement peuvent être formés en fendant le manchon longitudinalement; les fentes se terminant par de petits trous 64. Les parties du manchon peuvent s'écarter vers l'extérieur pour agrandir le diamètre de calibrage sans changer le contour effectif du calibre.
A son extrémité inférieure, le cône 60 présente un rebord 67 dans lequel sont taillées des fentes 68 pour recevoir une clef, ce qui permet de régler le diamètre de la surface de calibrage, de l'extérieur de la rectifieuse.
Le diamètre convenable du calibre 25 peut être réglé au moyen d'un calibre étalon.
Lorsque la surface sphérique primitive est divisée par les fentes 63 et dilatée, elle constitue quatre surfaces sphériques ayant chacune un centre différent.