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Machine-outils à usiner des pièces à profil irrégulier, en particulier des surfaces de révolution.
L'invention a pour objet une machine-outils à usiner des pièces à profil irrégulier, en particulier des surfaces de révolution. Elle est applicable, de préférence, aux machines automatiques à rectifier des poinçons et matrices dont les surfaces de révolution, extérieures ou intérieures, comportent des parties cylindriques, coniques, des angles/arrondis et autres
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parties constituant les segments suocessifs d'un profil ou d'une génératrice irrégulières Pour usiner de telles surfaces à l'aide de machines-outils habituelles, il est nécessaire soit de travailler une partie après l'autre du profil, soit de faire usage d'un outil de forme.
La machine suivant l'invention permet par contre de travailler à la fois toutes les parties de la surface profilées, sans l'utilisation d'un outil de forme. Cette machine comprend, d'une part, un support pour recevoir la pièce à usiner et, d'autre part, un porte-outil, l'un au moins de ces. organes étant animé d'un mouvement de trans- lation.
Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte, d'une part, un dispositif de commande à cames destiné à actionner l'un au moins des dits organes (support ou porte- outil), de manière que ces organes se déplacent l'un par rapport à l'autre, pendant le travail de l'outil, suivant une trajectoire appropriée au profil respectivement à la génératrice de la surface à usiner, et reprennent ensuite leur position respective d'origine, d'autre part, un dis- positif destiné à communiquer périodiquement à l'un des organes précités, un mouvement relatif de translation per- pendiculaire à la surface à usiner.
Le dessin ci-joint montre, à titre d'exemple de l'ob- jet de l'invention, une machine automatique à rectifier, mais il est bien entendu que l'invention est applicable à d'autres machines-outils, comme par exemple des machines à fraiser et à tourner.
La figura 1 la représente partie en élévation et partie en coupe longitudinale.
La figure 2 en est une vue de dessus.
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La figure 3 est une coupe transversale suivant la ligne III - III de la figure 2, montrant seulement la commande du porte-outil.
La figure 4 représente à plus grande échelle et en coupe longitudinale, une pièce à rectifier en deux posi- tions de travail, ainsi qu'un outil à mouler destiné à rectifier l'intérieur de la pièce à usiner.
Sur un bâti 1 est montée une table 2, animée d'un mouvement longitudinal, rectiligne alternatif, qu'elle re- çoit d'une came rotative 3 calée sur un arbre transversal 4 dont les organes de commande ne sont pas représentés au dessin. Cette came agit à cet effet sur un galet d'un levier 5 fixé sur un arbre 6 portant un levier 7 auquel est attelée la table 2, au moyen d'une tringle 8 reliée à la table à l'aide d'un écrou de réglage 9 et d'une ba- gue de calage 10.
Un contrepoids 11 agit sans cesse sur la table 2, par l'intermédiaire d'un câble 12 passant sur une poulie 13 et attaché à la table. L'action de ce contrepoids maintient appuyé sur la came 3 le galet du levier 5 et assure la course rétrograde de la table 2,
Sur la table 2 est fixé un support 14, sur lequel est monté de façon amovible l'arbre portant la pièce à rectifier 15. Cette dernière est fixée sur le dit arbre par un dispositif de serrage usuel commandé par un poulet 16, de manière qu'elle tourne avec l'arbre animé d'un mou- vement de rotation continu qu'il reçoit par l'intermédiaire d'une poulie 17.
L'outil est formé par una meule 18 montée sur un porte-outil 19 et animé d'un mouvement de rotation rapide
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qu'elle reçoit par l'intermédiaire d'une poulie 20 calée sur l'axe de la meule.
Le porte-outil 19 comprend un coulisseau 21 ajusté sur une glissière d'un coulisseau 22 ajusté à son tour dans une coulisse 23 du bâti. Les coulisseaux 81 et 22 sont tous deux mobiles suivant une direction perpendicu- laire à l'axe de rotation de la pièce de travail. En outre, ils sont mobiles l'un par rapport à l'autre, de manière que le coulisseau supérieur 21 puisse effectuer un mouvement relatif par rapport au coulisseau inférieur 22 tout en obéissant toujours au mouvement de ce dernier.
Le coulisseau inférieur 22 est commandé par une came-gabarit 24 dont le profil correspond au profil de la surface à usiner de la pièce de travail 15, par l'in- termédiaire d'un système de leviers réducteur de mouvement.
Cette oame est montée à pivot sur une plaque 25 fixée par, des vis à la table 2; elle est calée de façon réglable au moyen de deux vis de pression 26. La came 24 participe au mouvement de va-et-vient de la table 2 et agit, pendant la course directe de la table, sur un levier 27 dont un bec 27' s'appuie sur la came-gabarit 24. Le levier 27 est pivote en 28 sur un levier 29 pivoté en 30 sur le bâti 1. Un bras 31 du coulisseau 22 est relié au levier 27 au moyen d'un pivot 32 formé par une vis, de manière que le mouvement du levier 27 détermine un déplacement du coulisseau 22 suivant la coulisse 23. Un ressort de rappel 33 attaché au bâti 1, agit sur le coulisseau 22 afin que le bec 27' du levier 27 tende toujours à se maintenir appuyé contre le profil de la came-gabarit 24.
Le bras 31 respectivement la coulisseau 22, est encore
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commandé par une came 34 calée sur l'arbre 4, par l'in- termédiaire d'une bascule 5 pivotée en 36 sur le bâti et dont une vis 37 vient buter contre le bras 31 pour refouler le coulisseau 22 afin d'écarter à un moment don- né de la.
came-gabarit 24 le levier 27,
Le coulisseau supérieur 21 est commandé par un vo- lant 38, par l'intermédiaire d'un arbre 39, d'un pignon 40, d'une roue dentée 41 engrenant dans ce pignon, et d'une vis 42 engagée dans un plot 43 formant écrou et fixé au coulisseau 21, La roue dentée 41 et la vis 42 sont montées sur le coulisseau 22 et participent au mou- vement de ce dernier, 'ce qui est possible grâce au pi- gnon 40 suffisamment long pour permettre à la roue 41 de glisser le long de ce pignon tout en restant en prise avec lui.
Le fonctionnement de la machine décrite est le suivant:
Lorsque la machine est mise en marche, l'arbre 4 tourne dans le sons indiqua par la flèche en figure 1, tandis que la pièce à usiner 15 et la meule 18 sont animées d'un mouvement de rotation rapide. Au début d'un cycle d'opérations, la meule occupe la position :représentée en traits pleins en figure 4.
La table 2 est alors déplacée de droite à gauche par l'action de la came 3, jusqu'au moment où cette der- nière occupe la position représentée en figure 1. Il en résulte que la pièce de travail 15 est amenée dans la. position 15' tracée en petits traits en figure 4, ce qui permet à la meule 18 de passer sur la surface à rec- tifier et d'enlever une première couche de matière.
Pendant cette opération, la meule suit exactement le
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profil de la pièce à usiner, grâce à l'action de la came-gabarit 24 sur le levier 27, ce dernier communiquant au coulisseau 22 et à la meule un mouvement transversal par rapport à l'axe de rotation de la pièce à usiner et conforme au profil de celle-ci. Au moment où la meule arrive à l'extrémité de la pièce à usiner, la came 34 agit sur la bascule 35 qui repousse le coulisseau 22, de manière que le levier 27 s'écarte de la came-gabarit et que la meule 18 soit amenée dans la position 181 tracée en traits mixtes en figure 4.
Pendant que le levier 27 et la meule 18 sont maintenus dans dette position respec- tive, la table 2 est ramenée dans sa position d'origine, en un mouvement rétrograde rapide déterminé par-la came 3 et l'action du contrepoids 11. La meule et le levier 27 reviennent alors dans leur position initiale respec- tive, par l'action combinée de la came 34 et du ressort de rappel 33. Les opérations décrites.se répètent ainsi jusqu'à ce que l'usinage de la pièce soit terminé. Toute- fois, il est nécessaire que la moule soit avancée un peu contre la surface à rectifier, après chaque passe active.
A cet effet on agit sur le volant 38 pendant la course rétrograde de la table 8, pour transmettre au coulisseau supérieur 21 un mouvement relatif par rapport au coulis- seau inférieur 22, par l'intermédiaire de l'arbre 39, du pignon 40, de la roue dentée 41, de la vis 42 et de l'é- or ou 43.
Ce mouvement d'avancement périodique de la meule
18 peut être réalisé automatiquement, au moyen d'un en- oliquetage dont la roue à rochet serait calée sur l'arbre
39, tandis que le oliquet d'impulsion serait commanda,
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par la table 2 lors de sa course rétrograde.
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La construction de l'objet de l'invention pourrait différer de l'exemple représenté au dessin, suivant la nature de la machine-outils. On pourrait par exemple concevoir des variantes de construction dans lesquelles soit le porte-outil, soit le support de la pièce à usi- ner effectuerait exclusivement le mouvement de transla- tionconforme au profil de la surface à usiner, par les moyens de commande préconisés.
Enfin, dans l'exemple représenté au dessin, on pourrait intervertir les mouvements du porte-outil et du support de la pièce à usiner, soit par permutation de ces organes, soit par une inversion cinématique, de manière que l'outil effectuât un mouvement longitudinal de va-et-vient et le support un mouvement transversal de va-et-vient.
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Machine tools for machining parts with irregular profiles, in particular surfaces of revolution.
The subject of the invention is a machine tool for machining parts with an irregular profile, in particular surfaces of revolution. It is applicable, preferably, to automatic machines for grinding punches and dies whose surfaces of revolution, external or internal, comprise cylindrical, conical, angles / rounded and other parts.
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parts constituting the suocessive segments of an irregular profile or generatrix To machine such surfaces using usual machine tools, it is necessary either to work one part after another of the profile, or to make use of 'a form tool.
The machine according to the invention on the other hand makes it possible to work all the profiled parts of the surface at the same time, without the use of a forming tool. This machine comprises, on the one hand, a support for receiving the part to be machined and, on the other hand, a tool holder, at least one of these. organs being animated by a translational movement.
It is characterized in that it comprises, on the one hand, a cam control device intended to actuate at least one of said members (support or tool holder), so that these members move one. relative to the other, during the work of the tool, following a path appropriate to the profile respectively to the generatrix of the surface to be machined, and then return to their respective original position, on the other hand, a device intended to periodically communicate to one of the aforementioned members a relative translational movement perpendicular to the surface to be machined.
The accompanying drawing shows, by way of example of the object of the invention, an automatic grinding machine, but it is understood that the invention is applicable to other machine tools, as by example of milling and turning machines.
Figure 1 shows part in elevation and part in longitudinal section.
Figure 2 is a top view.
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Figure 3 is a cross section taken on line III - III of Figure 2, showing only the control of the tool holder.
FIG. 4 shows, on a larger scale and in longitudinal section, a workpiece to be ground in two working positions, as well as a molding tool intended to grind the interior of the workpiece.
On a frame 1 is mounted a table 2, driven by a longitudinal, reciprocating rectilinear movement, which it receives from a rotary cam 3 wedged on a transverse shaft 4, the control members of which are not shown in the drawing. This cam acts for this purpose on a roller of a lever 5 fixed on a shaft 6 carrying a lever 7 to which the table 2 is coupled, by means of a rod 8 connected to the table by means of a nut of setting 9 and a setting ring 10.
A counterweight 11 acts constantly on the table 2, via a cable 12 passing over a pulley 13 and attached to the table. The action of this counterweight keeps the roller of lever 5 pressed on cam 3 and ensures the retrograde stroke of table 2,
On the table 2 is fixed a support 14, on which is removably mounted the shaft carrying the workpiece 15. The latter is fixed on said shaft by a usual clamping device controlled by a chicken 16, so that 'it rotates with the shaft driven by a continuous rotational movement which it receives via a pulley 17.
The tool is formed by a grinding wheel 18 mounted on a tool holder 19 and driven by a rapid rotational movement.
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it receives via a pulley 20 wedged on the axis of the grinding wheel.
The tool holder 19 comprises a slide 21 fitted on a slide of a slide 22 which in turn fits into a slide 23 of the frame. The slides 81 and 22 are both movable in a direction perpendicular to the axis of rotation of the workpiece. In addition, they are movable with respect to one another, so that the upper slide 21 can perform a relative movement with respect to the lower slide 22 while still obeying the movement of the latter.
The lower slide 22 is controlled by a cam-jig 24, the profile of which corresponds to the profile of the surface to be machined of the work piece 15, by means of a system of movement reducing levers.
This oame is pivotally mounted on a plate 25 fixed by screws to the table 2; it is wedged in an adjustable manner by means of two pressure screws 26. The cam 24 participates in the reciprocating movement of the table 2 and acts, during the direct travel of the table, on a lever 27 including a spout 27 'relies on the cam-template 24. The lever 27 is pivoted at 28 on a lever 29 pivoted at 30 on the frame 1. An arm 31 of the slide 22 is connected to the lever 27 by means of a pivot 32 formed by a screw, so that the movement of the lever 27 determines a movement of the slide 22 along the slide 23. A return spring 33 attached to the frame 1, acts on the slide 22 so that the nose 27 'of the lever 27 always tends to be keep pressed against the profile of the template cam 24.
The arm 31 respectively the slide 22, is still
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controlled by a cam 34 wedged on the shaft 4, by means of a rocker 5 pivoted at 36 on the frame and a screw 37 of which abuts against the arm 31 to push back the slide 22 in order to a given moment of the.
cam-jig 24 lever 27,
The upper slide 21 is controlled by a flywheel 38, via a shaft 39, a pinion 40, a toothed wheel 41 meshing with this pinion, and a screw 42 engaged in a stud 43 forming a nut and fixed to the slide 21, the toothed wheel 41 and the screw 42 are mounted on the slide 22 and participate in the movement of the latter, 'which is possible thanks to the pin 40 sufficiently long to allow the slide. wheel 41 to slide along this pinion while remaining in engagement with it.
The operation of the machine described is as follows:
When the machine is turned on, the shaft 4 rotates in the sound indicated by the arrow in Fig. 1, while the workpiece 15 and the grinding wheel 18 are given a rapid rotating movement. At the start of a cycle of operations, the grinding wheel occupies the position: shown in solid lines in figure 4.
The table 2 is then moved from right to left by the action of the cam 3, until the latter occupies the position shown in FIG. 1. As a result, the work piece 15 is brought into the. position 15 'drawn in small lines in FIG. 4, which allows the grinding wheel 18 to pass over the surface to be rectified and to remove a first layer of material.
During this operation, the grinding wheel follows exactly the
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profile of the workpiece, thanks to the action of the cam-jig 24 on the lever 27, the latter communicating to the slide 22 and to the grinding wheel a transverse movement with respect to the axis of rotation of the workpiece and conforms to the profile of the latter. When the grinding wheel arrives at the end of the workpiece, the cam 34 acts on the rocker 35 which pushes back the slide 22, so that the lever 27 moves away from the jig cam and the grinding wheel 18 is brought to position 181 drawn in phantom in figure 4.
While the lever 27 and the grinding wheel 18 are held in their respective positions, the table 2 is returned to its original position, in a rapid retrograde movement determined by the cam 3 and the action of the counterweight 11. The grinding wheel and lever 27 then return to their respective initial position, by the combined action of cam 34 and return spring 33. The operations described are thus repeated until the machining of the part is complete. finished. However, it is necessary that the mold is advanced a little against the surface to be ground, after each active pass.
For this purpose, the flywheel 38 is acted on during the retrograde travel of the table 8, to transmit to the upper slide 21 a relative movement with respect to the lower slide 22, by means of the shaft 39, of the pinion 40, of the toothed wheel 41, the screw 42 and the gold or 43.
This periodic advancement movement of the grinding wheel
18 can be carried out automatically, by means of a ratchet whose ratchet wheel is wedged on the shaft
39, while the impulse oliquet would be ordered,
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by table 2 during its retrograde stroke.
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The construction of the object of the invention could differ from the example shown in the drawing, depending on the nature of the machine tool. One could for example conceive of construction variants in which either the tool holder or the support of the workpiece would perform exclusively the translational movement conforming to the profile of the surface to be machined, by the recommended control means.
Finally, in the example shown in the drawing, the movements of the tool holder and of the support of the workpiece could be inverted, either by permutation of these members, or by a kinematic inversion, so that the tool performs a movement longitudinal back-and-forth movement and the carrier a back-and-forth transverse movement.