Machine pour la finition d'une pièce profilée La présente invention a pour objet une machine pour la finition d'une pièce profilée, par exemple d'une aube de compresseur ou de turbine à vapeur ou à gaz.
Il est actuellement procédé à la finition de la surface de la lame profilée de l'aube au moyen de machines de finition qui emploient un ruban de polissage, une fraise ou tout autre outil abrasif ou de coupe. Sur ces machines, il n'est cependant pas possible de terminer= la base de la lame profilée et la face supérieure adjacente du pied de l'aube. Il est de ce fait de pratique courante de terminer ces deux der nières parties de l'aube à la main, opération qui peut encore être effectuée dans un temps raisonnable sur des aubes en aluminium ou en alliages légers analogues, mais qui est extrê mement longue sur une aube en métal dur tel que l'acier inoxydable par exemple.
La présente invention vise à fournir une machine qui permette de remédier aux incon vénients précités.
La machine selon l'invention comprenant un support rotatif pour la pièce, un outil de coupe et des moyens destinés à assurer un mou vement de va-et-vient de l'outil par rapport à la pièce dans une direction perpendiculaire à l'axe de rotation, en relation avec la rotation de la pièce et le profil à donner à celle-ci, est caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens permettant d'assurer également un mouvement de va-et-vient de l'outil par rapport à la pièce dans une direction approximativement paral lèle à l'axe de rotation de la pièce, en relation avec la rotation de la pièce et avec la forme à donner à un épaulement de celle-ci.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple; une forme d'exécution de la machine objet de l'invention.
. La fig. 1 en est une vue en plan par-dessus. La fig. 2 en est une vue- de profil, avec coupe partielle, de la droite- de la fig. 1.
La fig. 3 en est une vue partielle de pro fil, de la gauche de la fig. 1.
Les fig. 4, 5 et 6 sont des vues de détails à plus grande échelle.
La machine représentée comprend un bâti principal 10 qui est, en plan, de forme géné rale rectangulaire. Ce bâti 10 présente sur sa face supérieure une coulisse secondaire 11 sur laquelle est montée une coulisse primaire 12 et des moyens de commande comprenant une came de champ 13 et un galet 14 prenant appui contre cette came. La coulisse primaire 12 est mobile par rapport à la coulisse secondaire 11 et porte un support rotatif 15 destiné à sup porter l'aube représentée en 16, dont la fini tion doit être exécutée.- Ce support 15 coin- prend une pince conformée pour saisir l'aube 16 par son pied 17 et est agencé pour pouvoir être amené dans une position pour laquelle l'aube 16 se trouve dans le champ d'action d'une fraise 18.
Cette fraise 18 est conformée pour usiner aussi bien la base 19 de la lame profilée de l'aube 16 que la surface adjacente 20 du pied de l'aube. Par souci de clarté, le mode d'action de la fraise 18 sur la partie de base de la lame profilée de l'aube sera tout d'abord seul considéré.
Du fait que l'épaisseur de la base 19 de l'aube varie selon la position angulaire de l'aube 16, il est évident qu'un mouvement rec- tiligne du support 15 par rapport à la fraise 18 doit être réalisé pendant l'usinage de l'aube. Ce mouvement est réalisé dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'aube 16 et à cette fin la coulisse primaire 12, sur laquelle le support 15 est monté, est accouplée à la came 13 dont le contour est établi en re lation avec le profil de la base 19 de la lame profilée de l'aube.
Cette came 13 porte contre le galet 14 et la coulisse primaire 12 est sollicitée élastique- ment de manière que la came 13 soit toujours maintenue au contact de ce galet 14. A cette fin est prévu un moteur pneumatique 200 com prenant un cylindre 22 dans lequel est logé un piston 21 fixé par sa tige à l'une des extrémi tés de la coulisse secondaire 11. Une fois de l'air comprimé admis dans le cylindre 22 entre le piston 21 et la face 23 du cylindre, la cou lisse 12 et le support 15 monté sur cette cou lisse sont animés, lorsque la came 13 tourne, d'un mouvement alternatif déterminé par le contour de cette came 13.
Le cylindre 22 du moteur pneumatique est fixé sur l'extrémité extérieure de la coulisse primaire 12 de ma nière que ladite coulisse 12 et la came 13 soient maintenues élastiquement contre le galet 14 qui est lui-même monté sur la coulisse se condaire 11.
La came 13 et le support 15 sont entraînés en -synchronisme, des moyens étant prévus pour positionner l'aube 16 dans le support 15 dans une position angulaire appropriée par rapport à la position angulaire de la came 13. Dans la machine représentée, la came 13 et le support 15 sont entraînés par l'intermédiaire d'une vis sans fin 24 montée sur un arbre d'en traînement principal 25 de la machine.
Lorsqu'une fraise est employée pour une opération de finition, il est nécessaire que la profondeur des passes reste relativement mi nime: A cette fin, des moyens permettent d'ap procher graduellement le support 15 et l'aube 16 qu'il porte de la fraise. Ces moyens sont également utilisés pour écarter notablement le support 15 de la fraise 18 en vue de remplacer l'aube. La coulisse secondaire assure le mou vement d'avance, ou de recul, du support 16 par rapport à la fraise 18 et le déplacement de cette coulisse secondaire est assuré par le moyen d'un moteur pneumatique 26.
Le moteur pneumatique 26 est du type à double effet; son piston 27 est relié à l'extré mité adjacente de la coulisse secondaire 11 et son cylindre 28 est fixé sur le bâti 10 de la machine. Du fait de cette disposition, lorsque de l'air sous pression est amené dans l'extré mité postérieure du cylindre 28, la coulisse 11, avec le galet 14, est amenée à s'écarter de la fraise 18. Si de l'air est admis dans l'extré mité antérieure du cylindre 28, la pression dans l'extrémité postérieure étant simultanément re lâchée, la coulisse secondaire 11, avec le galet 14 et le piston 21 du moteur pneumatique 200, se déplace par contre vers la fraise 18.
Une butée 29 est montée sur la coulisse secondaire 11 de manière à venir prendre ap pui contre une butée réglable 30 fixée sur le bâti 10 de la machine. Lorsque la machine est à l'arrêt, avant la mise en place de l'aube à usiner, par exemple, la butée 29 s'appuie con tre la butée 30. Une fois l'aube mise en place dans le support 15, l'opérateur actionne les moteurs pneumatiques 20 et 26 par l'intermé diaire de circuits "électriques. En outre, le mo teur principal 31, qui entraîne l'arbre d'entraî nement principal 25 par l'intermédiaire d'une transmission à chaîne 32, est mis en marche, ainsi que le moteur 33 qui, lui, entraîne la fraise 18 par l'intermédiaire d'une transmission à courroie 34.
Le moteur pneumatique 26 avancera progressivement la coulisse secon- daire 11 en direction de la fraise 18 et; simul tanément, la coulisse primaire 12 sera animée d'un mouvement de va-et-vient sur cette cou lisse secondaire 11 du fait de la rotation de la came 13 et de l'action du moteur pneumatique 200.
L'avancement de la coulisse secondaire 11 en direction de la fraise 18 se poursuivra jusqu'à ce qu'un contact représenté de façon sommaire en 35 soit actionné, ce qui provoque l'inversion du sens de fonctionnement du mo teur 26, de telle sorte que la coulisse secon daire s'écarte de la fraise 18 jusque dans une position pour laquelle la butée 29 prend appui de nouveau contre la butée 30. La fermeture du contact 35 interrompt par ailleurs les cir cuits d'alimentation des moteurs 31 et 33, de telle sorte que la machine se trouve automati quement arrêtée, ce qui permet d'enlever l'aube terminée et de la remplacer par une aube à usiner.
Indépendamment du mouvement alternatif du support 15 et de son avance progressive vers la fraise 18, il est nécessaire de déplacer l'aube 16 longitudinalement par rapport à la fraise 18 en vue de terminer sur toute sa longueur la partie de base de la lame profilée de l'aube. En vue d'effectuer ce mouvement longitudinal de l'aube 16, l'arbre 36, sur lequel le support 15 est fixé, est monté à coulissement dans un fourreau 37, cet arbre 36 et le fourreau 37 étant rendus rotativement solidaires par une clavette.
Le fourreau 37 porte la roue qui en grène avec la vis sans fin 24 solidaire de l'ar bre d'entraînement principal 25 et l'arbre 36 se trouve ainsi entraîné à partir de l'arbre prin cipal 25. Sur son extrémité opposée à celle qui porte le support 15, l'arbre 36 porte un embout 38 qui est lui-même relié à la tige d'un piston 39 d'un moteur pneumatique 40. L'embout 38 est fixé à l'arbre 36 de manière telle que cet arbre puisse tourner par rapport audit embout sans pouvoir pour autant se déplacer axiale ment par rapport à ce dernier.
Sur cet arbre 36 se trouve également montée la came de champ 13 et, comme visible à la fig. 3, le contour de cette came n'est pas le même sur toute la lon gueur de cette dernière. Le contour de la came 13 doit en effet correspondre au profil de la base 19 de la lame de l'aube, profil qui n'est pas constant mais varie au contraire le long de l'axe longitudinal de l'aube: Un fonctionnement du moteur 40 qui pro voque le déplacement vers l'extérieur du piston 39, provoque ainsi un déplacement axial cor respondant de l'arbre 36.
Ce déplacement axial de l'arbre 36 ne provoque pas seulement un dé placement longitudinal correspondant de l'aube 16 par rapport à la fraise 18, mais déplace également la came de champ 13 de telle sorte que différentes parties de son pourtour sont amenées en prise avec le galet 14, modifiant ainsi le mouvement alternatif de la coulisse pri maire 12.
Si l'on considère la finition de la seule base 19 de la lame profilée de l'aube 16, il se pro duit ainsi simultanément les trois mouvements suivants : la coulisse primaire 12 est animée d'un mouvement alternatif qui provoque un mouvement de va-et-vient du support 15 par rapport à la fraise 18, qui correspond au pro fil de la base 19 de la lame profilée de l'aube. Du fait du mouvement de la coulisse secon daire 11, l'aube 16 est progressivement avan cée par rapport à la fraise 18 de telle sorte que la profondeur d'usinage est progressivement augmentée.
Pour permettre à la fraise 18 d'opé rer sur toute la longueur de la-base<B>19</B> de la laine profilée de l'aube, cette dernière est dé placée longitudinalement par rapport à la fraise 18 et, en même temps, le mouvement alternatif de la coulisse primaire 12 est mo difié pour tenir compte de la variation dn pro fil de l'aube 16 le long de l'axe de cette der nière.
Comme déjà mentionné, il est également nécessaire d'effectuer la finition de la surface voisine 20 du pied de l'aube 16 et le fonction nement de la machine pour effectuer cette par tie de l'opération d'usinage complète sera dé crit maintenant, bien qu'en réalité, du fait des dimensions et de la forme dé l'aube, la fraise usine la face 20 du pied de l'aube avant qu'elle ne commence à usiner la base 19 de la lame profilée de cette dernière.
Pour que la fraise 18 puisse usiner la face 20 du pied de l'aube et la base 19 de la lame profilée -de cette dernière, la fraise 18 est à deux coupes, ses dents 41 présentant chacune deux tranchants perpendiculaires l'un à l'autre comme représenté à la fig. 5.
La face 20 du pied de l'aube peut être in clinée par rapport à l'axe longitudinal de l'aube ou, comme représenté.. à la fig. 6, elle peut être incurvée par rapport au même axe.
Pour que la fraise 18 puisse suivre cette surface incurvée 20, il est nécessaire d'effectuer un déplacement relatif entre la face 20 et la fraise. 18 dans une direction parallèle à l'axe longitudinal de l'aube. A cette fin, la fraise 18 est portée par une coulisse 42 qui peut se dé placer dans une direction transversale par rap port au bâti 10 de la machine et aux coulisses primaire 12 et secondaire 11 de cette dernière. Cette coulisse 42 présente un support 43 dans lequel est monté rotativement un galet 44 dont la face est conformée pour venir en prise avec une came en bout 45 qui est montée sur la coulisse primaire 12.
Cette came 45 est portée par un arbre 46 qui présente une roue dentée qui engrène avec une seconde vis sans fin 47 montée sur l'arbre d'entraînement principal 25 de la machine. La-came 45 tourne ainsi en synchronisme avec la came 13, un accouple ment réglable 48 étant disposé sur l'arbre 25, entre les vis sans fin 24 et 47, pour permettre le réglage du calage relatif des cames 13 et 45.
La courbure de la came en bout 45 cor respond à la courbure de la face supérieure 20 du pied de l'aube 16 et pour assurer le dépla cement relatif voulu -entre la fraise 18 et la face 20 dé l'aube, la coulisse porte-fraise 42 est rendue solidaire du piston 49 d'un moteur pneumatique supplémentaire 50 dont le cylin dre 51 est fixé au bâti 10 de la machine. De l'air comprimé est admis dans ce moteur entre le piston 49 et l'extrémité intérieure 52 du cy lindre 51 de telle sorte que ce cylindre pneu matique maintient le galet 44 au contact de la came 45.
Du fait que la face 20 n'est pas située dans un plan radial à l'aube, il est nécessaire que le mouvement de va-et-vient de la fraise 18 varie dans son ampleur. Ce résultat est obtenu par le moyen de l'avance progressive de la coulisse secondaire 11. Pendant que la coulisse secon daire 11 avance vers la fraise 18, la coulisse primaire 12, bien qu'animée d'un mouvement alternatif par rapport à la coulisse secondaire 11, avance également avec la coulisse secon daire et ainsi la came en bout 45, qui est mon tée sur la coulisse primaire, se déplace radia- lement par rapport au galet 44.
Il en résulte que le mouvement alternatif de la coulisse 42 et de la fraise 18 s'établira en chaque instant en fonction de la courbure de la partie de la came 45 qui se trouve en contact avec le galet. Une fois la face 20 du pied de l'aube termi née, la fraise 18 n'a plus besoin d'être animée d'un mouvement alternatif et bien que le galet 44 soit toujours maintenu contre la came 45, la courbure de la came sur la partie de cette dernière avec laquelle le galet vient en prise à partir de ce moment est telle qu'aucun mouve ment alternatif de la coulisse 42 ne se produit.
Le fonctionnement d'ensemble de la ma chine est donc le suivant L'aube 16 est introduite dans le support 15 et la machine est mise en marche de telle sorte que les cames 13 et 45 tournent, la fraise 18 étant entraînée et les moteurs pneumatiques 200, 26, 40 et 50 étant mis en état de fonc tionner. Lorsque la coulisse secondaire 11 avance à partir de la position de charge, la fraise 18 commence à usiner la face supérieure 20 du pied de l'aube et là came en bout 45 amenée au contact du galet 44 provoque si multanément un mouvement alternatif de la coulisse porte-fraise 42 d'une amplitude déter minée selon la courbure à donner à la face 20.
Peu après son engagement initial avec la face 20 du pied de l'aube, la fraise 18 vient contac ter la partie immédiatement adjacente de la base 19 de la lame profilée de l'aube et, simul tanément, la came 13 vient contacter le galet 14 et provoque ainsi le mouvement de va-et- vient de la coulisse primaire 12 sur la coulisse secondaire 11.
Une fois que la fraise a tra vaillé la totalité de la face 20 du pied, la posi tion relative de la came 45 et de son galet 44 sera telle que le mouvement alternatif de la fraise 18 cesse, le moteur pneumatique 40 reti- rant à partir de ce moment la came 13 et le support 15 axialement par rapport à la fraise 18 de manière à présenter successivement les différents tronçons de la base 19 de la lame de l'aube à l'action de la fraise 18.
Pendant ces différentes opérations, la coulisse secon daire 11 est progressivement tirée vers le mo teur pneumatique 200 pour obtenir la profon deur d'usinage désirée lors de l'opération de finition et, lorsque le mouvement axial de l'aube 16 et de la came 13 cesse, le déplace ment de la coulisse secondaire 11 ferme le con tact 35 qui constitue un interrupteur de fin de course dont l'actionnement a pour effet de ra mener la machine dans sa position initiale dans laquelle une nouvelle aube peut être mise en place dans le support.
Un volant de commande 53 permet le ré glage manuel de la position relative de la fraise 18 par rapport au galet 44. Ce réglage permet d'utiliser des fraises qui peuvent varier de di mensions et permet également de compenser l'usure de la fraise.
Dans la position représentée à la fig. 1, la machine se trouve à la fin de l'opération de finition d'une aube, juste avant l'actionnement du contact 35 qui provoquera le rappel de la machine dans sa position initiale. Afin de ren dre le dessin plus clair, la fraise 18 est cepen dant représentée plus loin le long de l'aube 16 que cela ne serait le cas en réalité.
On peut également utiliser la machine re présentée pour la finition de la totalité de la lame profilée d'aubes de relativement petite longueur, de l'ordre de 80 à 100 millimètres par exemple. Dans ce cas, la came de champ 13 aura une épaisseur axiale égale à la lon gueur de la lame profilée de l'aube.
Pour obtenir une meilleure finition, on peut également utiliser une meule en lieu et place de la-fraise représentée. Dans le cas où une meule est utilisée, il peut être indiqué d'incorporer dans la machine un dispositif pour rectifier la meule.
La machine représentée permet d'effectuer une finition poussée de la base de la lame pro filée et de la face supérieure adjacente du pied d'une aube. Son emploi est particulièrement indiqué pour la finition d'aubes en matières dures telles que l'acier inoxydable, pour les quelles la finition à la main telle qu'elle est effectuée actuellement est extrêmement longue et coûteuse. Bien que la machine n'ait pas été conçue pour la finition d'aubes exécutées en matières tendres, dont la finition ne présente pas les mêmes difficultés, son emploi peut éga lement être prévu dans ce cas.