Procédé de fabrication de pignons coulants
L'objet de l'invention est un procédé de fabrication de pignons coulants, dans lequel chaque pignon est usiné à partir d'un élément de matière brute tenu par une broche.
Jusqu'à ce jour, le décolletage des pignons coulants se fait sur des tours automatiques, généralement des tours à poupée mobile. Ces tours sont habituellement équipés d'un dispositif pour l'étampage du carré.
Les pièces sont sorties de la barre à usiner par des opérations successives dont la somme détermine la production de la machine, compte tenu de la matière utilisée et de la qualité que l'on veut obtenir.
On a aussi déjà songé à augmenter la production de ces tours en effectuant plusieurs opérations simultanément. Cela était possible surtout dans le cas de pièces présentant un perçage axial. Le perçage, I'alésage, le taraudage, le contre-fraisage de la partie intérieure pouvaient alors être effectués en même temps que l'usinage de la face extérieure.
Dans ces cas, la production n'est plus déterminée par la somme des temps nécessaires à chacune des opérations à effectuer; elle dépend néanmoins encore de la somme des temps nécessaires à l'exécution de chaque groupe d'opérations simultanées.
En mécanique, on connaît pourtant des tours dans lesquels la production est déterminée non plus par une somme de temps d'opérations, mais uniquement par le temps requis pour effectuer l'opération individuelle la plus longue. Ce sont les tours multibroches, comprenant un nombre de stations de travail égal à celui des broches. Ces dernières, montées dans un tambour, évoluent de façon à passer successivement dans les différentes stations de travail. Lorsqu'une broche a passé toutes les stations, la pièce qu'elle entraîne est terminée. Cela signifie qu'à chaque évolution des broches, il y a une pièce terminée qui totmbe de la dernière station.
En raison de l'évolution des broches,, . ce genre de tour ne peut pas travailler avec une précision égale à celle des tours dont la ou les broches tournent toujours autour du même axe. C'est pourquoi leur utilisation a été écartée dans la fabrication des pièces d'horlogerie.
Le but de la présente invention est d'augmenter la production des pignons coulants en utilisant précisément un tel tour, mais sans préjudice de la précision d'usinage.
Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, pour usiner un pignon, l'élément de matière duquel il est sorti est présenté successivement par la broche qui le tient à des outils de plusieurs stations de travail, la face extérieure et la gorge de chaque pignon étant soumises chacune à une opération de tournage fin qui est effectuée alors qu'un outil servant à l'usinage de l'ouverture du pignon est en position de travail et centre ce dernier.
Le dessin annexé illustre un exemple de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, qui est exécuté sur un tour automatique à six broches.
La fig. 1 est une coupe axiale de l'ébauche de pignon coulant produite par le tour,
la fig. 2 en est une vue en bout,
les fig. 3 à 8 montrent schématiquement les opérations effectuées dans chacune des six stations du tour,
la fig. 9 représente une dernière opération effectuée dans la sixième station, après le tronçonnage de l'ébauche de pignon coulant.
L'ébauche de pignon coulant représentée aux fig. 1 et 2 présente une surface extérieure cylindrique 1 tournée à une cote précise, une gorge annulaire 2 de dimensions bien déterminées, une creusure antérieure 3 présentant un fond plat 4, un carré 5 et une creusure postérieure 6 dont le fond 7 est tronconique.
Dans la première station de travail du tour, dont les opérations sont représentées à la fig. 3, la barre de matière 8, de diamètre légèrement supérieur à celui de la surface 1, est avancée à travers la broche de cette pre mière station, jusque contre une butée 9, momentanément introduite dans le chemin de la barre 8. Après cette avance de la barre 8, la pince de la broche de la première station du tour est refermée et la butée 9 escamotée. Un foret plat 10 est alors amené en position de travail par le chariot du tour, de façon à produire un trou de centrage cylindrique 11, avec chanfrein 12 dans la face antérieure de la barre 8. Au cours de cette opération, le foret 10 est simplement déplacé par le chariot du tour contre la barre 8, mais il ne tourne pas, tandis que cette barre est entraînée en rotation par la broche de la première station.
Lorsque le foret 10 a terminé son opération, le chariot du tour est retiré avec cet outil vers la droite dans la fig. 3 et le tambour portant les six broches du tour évolue de façon à amener la barre 8 dans la deuxième station de travail, représentée à la fig. 4, dans laquelle un burin 13 ébauche le tournage de la surface 1 et une mèche 14 prolonge le perçage 11 commencé dans la première station. Tandis que la mèche 14 est portée par le chariot du tour, le burin 13 est guidé par une coulisse indépendante, qui le déplace dans le sens de la flèche 15 pendant son travail, puis en sens opposé quand celuici est terminé.
Lorsque les outils 13 et 14 se sont retirés de la pièce en cours d'usinage, les broches du tour évoluent à nouveau de façon à amener la barre 8 dans la troisième station (fig. 5). Dans cette station, le chariot du tour porte une seconde mèche 16 qui termine le perçage central commencé dans les deux premières stations. Deux burins 17, 18 guidés par des coulisses transversales indépendantes, entrent en action pendant le travail de la mèche 16, le premier pour ébaucher la gorge 2, et le second pour ébarber l'arête antérieure externe de la pièce.
Lorsque les trois outils 16, 17 et 18 ont effectué leur travail et se sont retirés, une nouvelle évolution des broches du tour amène la barre 8 à la quatrième station (fig. 6), dans laquelle un outil à étamper 19 est engagé avec force dans le trou préparé à la station précédente par la mèche 16. Cet outil donne à l'ouverture centrale de la pièce la forme du carré 5 représenté à la fig. 2.
L'outil 19 a aussi pour effet de stabiliser la pièce en cours d'usinage dans une position bien déterminée, de façon à corriger les éventuelles erreurs de centrage dues aux imprécisions de la position des broches dans un tour multibroches et à éviter en même temps une déviation de la pièce sous l'action du burin à rectifier 20 qui termine le tournage de la surface 1. L'effet de stabilisation de l'outil 19 est accentué par un galet d'appui 21, diamétralement opposé au burin 20, celui-ci et le galet 21 étant guidés par des coulisses transversales. Leur course est également réglée par rapport à l'outil 19 de façon que la surface 1 soit bien coaxiale au trou 5 de la pièce.
Lorsque les outils 19 et 20 ont terminé leur travail, une nouvelle évolution des broches amène la barre 8 dans la cinquième station (fig. 7) où une mèche à canon 22 forme la creusure antérieure (3, 4) et centre la pièce en cours de travail pendant qu'un burin 23, guidé par une coulisse transversale, termine la gorge 2. Comme dans la station précédente, un galet 24 soutient la pièce pour éviter toute déviation de celle-ci sous l'action du burin 23.
Une dernière évolution des broches du tour amène la barre 8 dans la sixième station (fig. 8) où deux burins 25 et 26 entrent successivement en aotion. Le premier ébarbe l'arête externe postérieure de la pièce, tandis que le second la détache de la barre 8. Dans cette sixième station, le chariot du tour porte une pince 27 qui saisit la pièce 28 au moment où elle est séparée de la barre 8 par le burin 26. Après que la pince 27 s'est retirée avec le chariot porte-outil du tour en emmenant la pièce 28, un burin 29, porté par un levier 30, est basculé devant la pince 27, qui entraîne la pièce 28 en rotation, et déplacé axialement en direction de cette pièce de façon à former la creusure postérieure 7.
Après cette dernière opération, la pièce 28 a la forme représentée aux fig. 1 et 2. Lorsque le burin 29 s'est retiré, la pince 27 s'ouvre et un extracteur (non représenté) fait tomber la pièce 28 dans un collecteur.
On remarque à la fig. 8 une amorce de perçage 31 dans la face antérieure de la barre 8, produite par la mèche 16 de la troisième station du tour. Cette amorce 31 va faciliter le travail du foret 10 de la première station, lorsque les broches auront évolué à nouveau de façon à amener celle de la sixième station dans la première (fig. 3).
Si l'on compare la suite des opérations décrites cidessus à celles prévues dans l'usinage des pignons coulants sur un tour à poupée mobile, on remarque que l'ordre des opérations n'est pas du tout le même. En effet, après le centrage représenté à la fig. 3, le perçage du trou axial est effectué en une seule fois, en même temps que le tournage du diamètre extérieur, puis on forme la creusure (3, 4), on étampe et on rectifie cette creusure. La gorge 2 est tournée en dernier lieu, immédiatement avant le tronçonnage de la pièce, qu'un transporteur recueille et amène devant un contre-perceur qui forme la creusure postérieure (6, 7).
La différence la plus notable ne réside cependant pas dans l'ordre de succession des opérations, mais dans la production qui, pour une ébauche de pignon coulant de 2,1 mm de longueur et de 2,4 mm de diamètre, à partir d'une barre de 3 mm. est de 15 pièces par minute en appliquant le procédé selon l'invention, tandis qu'elle n'est que de trois pièces par minute en utilisant un tour à poupée mobile.
Il ressort de la description précédente que dans le travail sur le tour multibroches, des opérations de tournage fin ont pu être prévues pour la surface 1 et la gorge 2. Les outils utilisés pour ces opérations ont la particularité de raser le diamètre extérieur et la rainure par rapport au carré et à la creusure antérieure (3, 4), ce qui assure une parfaite concentricité de ces différents éléments de surface l'un par rapport à l'autre.
En raison du nombre des outils dont on dispose sur un tour multibroches, le procédé selon l'invention présente encore l'avantage de pouvoir répartir certaines opérations sur deux outils tels que les mèches 14 et 16 dans l'exemple décrit. Selon les exigences, on pourrait aussi passer successivement deux outils à étamper dans le carré 5. De ce fait, on augmente la durée des outils et la précision des pièces. Ce dédoublement des outils pourrait évidemment aussi être prévu sur un tour à poupée mobile; il en résulterait cependant une réduction importante de la production.
Sur un tour multibroches, il est aisé d'assurer une parfaite synchronisation en rotation de la broche portant la barre 8 et de celle portant l'outil à étamper, ce qui est difficilement réalisable sur un tour à poupée mobile.
Il est évident qu'à la place d'un tour multibroches, on pourrait aussi envisager d'appliquer le procédé selon l'invention à une machine transfert, par exemple du type carrousel, sur laquelle les pièces sont usinées à partir d'ébauches prélevées d'un magasin alimenté par un chargeur automatique.