CH325918A - Procédé de superfinition d'une pièce mécanique par brunissage et outil pour la mise en oeuvre de ce procédé - Google Patents

Description

  Procédé de     superfinition    d'une pièce     mécanique    par     brunissage     et outil pour la mise en     aeuvre    de ce procédé    La présente invention a pour objet un pro  cédé de superfinition, par brunissage,     c'est-à-          dire    polissage avec écrouissage, d'une pièce  mécanique.

   Ce procédé est caractérisé par le  fait que l'on applique sur la surface à usiner  au moins une couronne de billes roulant sur un  support, et l'on provoque un déplacement re  latif entre la pièce et la couronne tout en exer  çant une pression d'application telle que le  brunissage de la surface à usiner est obtenu  par le roulement des billes qui se meuvent se  lon des hélices par rapport à la surface à usiner.  



  L'invention englobe également un outil pour  la mise en     oeuvre    du procédé ci-dessus défini.  Cet outil est caractérisé par le fait qu'il com  prend un support muni d'au moins deux cy  lindres rotatifs parallèles, une couronne de bil  les disposées dans un plan de symétrie paral  lèle aux axes des cylindres et situé entre     ceux-          ci,    les billes étant maintenues entre les deux  cylindres par des armatures de guidage entou  rant la couronne.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exem  ple, plusieurs formes d'exécution de l'outil se  lon l'invention.  



  La première forme d'exécution est illus  trée à l'aide des     fig.    1 à 5.    La     fig.    1 est une coupe partielle suivant  la ligne 1-1 de la     fig.    2.    La     fig.    2 est une     vue    en coupe transversale  de l'outil, suivant la     ligne   <I>I1-11</I> de la     fig.    1.  



  La     fig.    3 est une vue en plan par-dessus de  la carcasse tournante.  



  La     fig.    4 est une vue en élévation partielle  de l'outil.  



  La     fig.    5 est une coupe de détail, par la  ligne     V-V    de la     fig.    3.  



  La     fig.    6 est une coupe transversale sché  matique d'une seconde forme d'exécution.  La     fig.    7 est une vue en élévation simpli  fiée d'un outil selon une troisième forme d'exé  cution, avec dispositif de     commande.     



  Dans la première forme d'exécution repré  sentée, l'outil de brunissage possède un cône  double 3 - 4 destiné à être fixé dans la broche  rotative d'une machine appropriée au travail  que l'on veut exécuter, par exemple une per  ceuse ou une fraiseuse. Le cône double 3 - 4  est fixé par un tirant 6 à la carcasse de l'outil  qui comprend deux plaques circulaires d'extré  mité dites extérieures 7 et 12, deux plaques  circulaires d'extrémité intérieures 13 - 14 plus  rapprochées que les     premières    et une enveloppe  cylindrique crénelée 15 encastrée entre les  portées annulaires 16, 17 et les crénelures des  plaques d'extrémité extérieures 7 et 12. Cette      enveloppe assure la     concentricité    des quatre  plaques d'extrémité.  



  Les plaques d'extrémité intérieures 13 et  14 sont assemblées au moyen de trois axes  courts 36, 37 et 38 coopérant avec des vis 21   22. La partie centrale de chaque axe court tel  que 36 a un diamètre plus grand que les par  ties terminales et forme ainsi deux épaulements  23 - 24 sur lesquels prennent appui deux em  bouts de forme sphérique 25 - 26 maintenus  encore par des bagues d'espacement 27 par  tiellement engagées chacune dans le fond d'une  creusure arrondie 28, respectivement 29, que  présentent les plaques d'extrémité intérieures  13 - 14. Un cylindre rotatif creux 30 tourne  autour de l'axe court 36 par l'intermédiaire de  deux roulements à aiguilles 31 - 32     (fig.    1).  



  Les deux autres axes courts 37 et 38 sont  disposés à     120     du premier par rapport à  l'axe géométrique A de la carcasse cylindrique.  Ils sont également munis d'embouts sphériques  et de cylindres rotatifs creux 42 - 43 identi  ques au cylindre 30.  



  Les plaques d'extrémité extérieures 7 et  12 sont assemblées au moyen de trois axes  longs 18 - 19 - 20 et     des    vis de serrage corres  pondantes 39 - 40. Les axes longs sont munis,  comme les axes courts, d'embouts sphériques  et de cylindres rotatifs 33 - 34 - 35 montés sur  roulements à aiguilles non représentés.  



  La carcasse tournante supporte donc trois  paires de cylindres rotatifs à 1200 l'une de l'au  tre.  



  Les creusures arrondies 28, 29 constituent,  en combinaison avec les -embouts sphériques  25, 26 de chaque cylindre tel que 30, 42 et 43  sur axe     court    et les embouts sphériques de  chaque cylindre voisin 33, 34 et 35 monté sur  axe long, un canal de guidage pour trois cou  ronnes de billes 45, 46 et 47. Les billes de la  couronne 45 ont leurs centres situés >dans un  plan de symétrie<I>SI</I> parallèle aux axes des cy  lindres 30 et 33 et disposé entre ceux-ci. Les  deux autres couronnes de billes 46 et 47, ana  logues à la première, ont leurs centres situés  dans les plans de symétrie S2 respectivement  S3 des deux autres paires de cylindres. Sur    la     fig.    1, pour la clarté du dessin, on n'a pas  représenté la couronne de billes 45.  



  Les trois couronnes de billes 45 - 46 - 47  font partiellement saillie à travers des ouver  tures allongées 48, 49 et 50 que présente l'en  veloppe 15.  



  Les plaques d'extrémité intérieures présen  tent deux fraisures diamétrales à flancs paral  lèles 51, 52 dans lesquelles sont engagés les  manetons excentriques 53 de l'arbre 54 porté  par des paliers 55 que présentent les plaques  d'extrémité extérieures 7 et 12. L'arbre 54 se  prolonge en dehors de la plaque 7 par une tête  hexagonale de commande 60 munie d'un in  dex se déplaçant- le long d'une graduation cir  culaire 61     (fig.    3).

   Grâce à ce dispositif, on  peut, en faisant tourner la tête 60 avec une  clé, produire un déplacement angulaire des  plaques d'extrémité intérieures -13 et 14 par  rapport aux plaques extérieures 7 et 12,     c'est-          à-dire    écarter plus ou moins les premiers cy  lindres 30, 42, 43 sur axes courts, des seconds  cylindres 33, 34, 35 sur axes longs des trois  paires de cylindres. Quand cet écartement est  maximum, la quantité dont les billes font sail  lie hors des ouvertures allongées 48, 49, 50 est  minimum. Le diamètre utile d'usinage est aussi  minimum. Au contraire, quand cet écartement  entre le premier et le deuxième cylindre de  chaque paire est minimum, la quantité dont les  billes font saillie est maximum et le diamètre  d'usinage est aussi maximum.  



  La plaque d'extrémité 7 présente une per  foration 63 pour le passage, avec jeu laté  ral supérieur à la quantité que nécessite la       manoeuvre    de l'excentrique, d'une vis de blo  cage 64 en prise dans un trou taraudé 65 de  la plaque d'extrémité intérieure voisine 13     (fig.     5). La tête de cette vis et une rondelle d'appui  66 coopèrent avec le taraudage 65 pour blo  quer ensemble les plaques 7 et 13 quand on a  terminé la     manoeuvre    de l'excentrique.  



  On a représenté en C un fragment de cy  lindre creux dont on veut effectuer la     super-          finition.     



  Cette forme d'exécution convient particuliè  rement à la superfinition avec écrouissage, des      cylindres de moteurs, de compresseurs, de vé  rins et autres machines.  



  Le travail de l'outil est le suivant  Par un mouvement de rotation de l'outil ou  de la pièce C, les billes tournent sur elles-mê  mes en faisant tourner les cylindres et par le  déplacement axial de l'outil, les billes décri  vent des hélices et toute la couronne de billes  tourne autour d'elle-même entre les cylindres.    La pression d'application des billes sur la  pièce à usiner est obtenue par la     manoeuvre    de  l'excentrique dans un sens tel que les billes  tendent à s'écarter     radialement    hors de la  carcasse.  



  Pour cette première forme d'exécution, on  a supposé que l'outil est entraîné par la broche  verticale d'une perceuse ou d'une fraiseuse.  Mais on pourrait aussi monter l'outil dans une  machine à broche horizontale, par exemple un  tour, et opérer suivant l'alternative : l'ou  til peut tourner dans la pièce maintenue dans  la poupée fixe ou bien l'outil peut être fixe et  la pièce mobile.  



  Suivant une deuxième forme d'exécution  qui dérive directement de la première, l'outil  peut servir à l'usinage extérieur d'une pièce  cylindrique qui devra dans ce cas être entou  rée par les couronnes de billes roulantes. La  pièce à usiner sera naturellement placée sui  vant l'axe de la carcasse tournante, désignée  par le chiffre de référence 70 à la     fig.    6. Cette  carcasse porte trois paires de cylindres 71 - 72,  et trois couronnes de billes 73, 74, 75 faisant  saillie par des ouvertures pratiquées dans la  paroi cylindrique intérieure 76 de la carcasse.  Le mécanisme à excentrique, d'un type ana  logue à celui décrit plus haut, sera utilisé pour  solliciter les billes en direction radiale centri  pète au fur et à mesure du brunissage.  



  Suivant la troisième forme d'exécution     (fig.     7) l'outil comprend un bâti de support 80 por  tant au moins deux paires de cylindres rota  tifs 81, 82 avec couronnes de billes afférentes  83, 84, ce bâti présentant une paroi cylindri  que concave 85 percée d'ouvertures allongées  suivant des génératrices par où les billes font  saillie.    Cet outil est destiné à faire partie d'une  machine dont la fonction est de polir et bru  nir l'extérieur de pièces cylindriques telles que  la pièce E montée     rotativement    entre des cen  tres 89. La rotation de la pièce E est assurée  par un disque d'entraînement 86 à grand coef  ficient de frottement, monté sur un support 88.

    La pression de la pièce contre les billes 83, 84  de l'outil est produite par une avance du cha  riot 87 de la machine sur lequel est fixé le sup  port 80 de l'outil, dans une direction radiale  par rapport au disque 86. Cette avance tend  à rapprocher entre eux le disque d'entraîne  ment et l'outil.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS I. Procédé de superfinition par brunissage d'une pièce mécanique, caractérisé par le fait que l'on applique sur la surface à usiner au moins une couronne de billes roulant sur un support et l'on provoque un déplacement re latif entre la pièce et la couronne tout en exer çant une pression d'application telle que le bru nissage de la surface à usiner est obtenu par le roulement des billes qui se meuvent selon des hélices par rapport à la surface à usiner. II.

   Outil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend un support muni d'au moins deux cylindres rotatifs parallèles, une couronne de billes disposées dans un plan de symétrie parallèle aux axes des cylindres et situé entre ceux-ci, les billes étant maintenues entre les deux cylindres par des armatures de guidage entourant la couronne. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication I, ca ractérisé par le fait que l'on utilise comme outil un support muni d'au moins deux paires de cy lindres rotatifs avec couronnes de billes affé rentes et présentant un guidage hors duquel les billes font saillie, et par le fait qu'on dispose la pièce à brunir entre l'outil et un disque d'en traînement à grand coefficient de frottement, qui entraîne en rotation ladite pièce pressée entre les billes et ledit disque. 2. Outil selon la revendication II, carac térisé par le fait que son support est muni de trois couronnes de billes. 3.

   Outil selon la revendication II, destiné à l'usinage de surfaces cylindriques intérieures, caractérisé par le fait que son support est cons titué par une carcasse, de forme générale cylin drique, supportant plusieurs paires de cylindres rotatifs parallèles montés entre des plaques d'extrémité, la position de l'axe du premier cylindre de chaque paire étant réglable au tour de l'axe géométrique du support. 4.

   Outil selon la revendication II et la sous- revendication 3, caractérisé par le fait que les paires de cylindres rotatifs sont montés entre quatre plaques d'extrémité, le premier cylindre de chaque paire étant rotatif autour d'un axe court assemblé à deux plaques d'extrémité in térieures, le second cylindre de chaque paire, autour d'un axe long, fixé aux deux autres pla ques d'extrémité, plus éloignées que les pre mières, ladite carcasse présentant des ouver tures pour les billes,

   portant encore un méca nisme apte à modifier la position angulaire relative des plaques d'extrémité intérieures par rapport aux plaques extérieures afin de réaliser un réglage de l'écartement entre le premier et le second cylindre de chaque paire et par suite un déplacement radial des billes en saillie dans les ouvertures de la carcasse. 5. Outil selon la revendication II et les sous-revendications 3 et 4, caractérisé en ce que ledit mécanisme comprend un dispositif à excentrique. 6.

   Outil selon la revendication II et les sous-revendications 3, 4 et 5, caractérisé par le fait que le dispositif à excentrique comprend un arbre de commande tourillonnant dans des paliers des plaques d'extrémité extérieures, cet arbre comprenant des manetons excentriques coopérant avec des fraisures des plaques d'ex trémité intérieures. 7. Outil selon la revendication II et la sous-revendication 3, caractérisé par un organe d'entraînement disposé dans le prolongement de son axe. 8. Outil selon la revendication II, carac térisé en ce qu'il possède un dispositif apte à produire un déplacement variable d'au moins une couronne de billes, ce déplacement présen tant une composante radiale par rapport à l'axe de l'outil, de manière à modifier le diamètre utile de brunissage.