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Meulage sans centrage.
Dans le meulage dit sans centrage, l'objet ou article à meuler est d'ordinaire en contact avec trois corps : la meule, un guide fixe et une autre roue rotative. Cette roue est fréquem- ment appelée la roue régulatrice, car elle règle la vitesse de re- tation de l'article. La figure 1 du dessin ci-joint montre une disposition usuelle de l'article à meuler 1, de la roue régulatri- ce 2, de la meule 3 et du guide fixe 4.
Le point de contact de l'article 1 avec la roue 2, en regardant en bout, n'est d'ordinai- re pas diamétralement opposé à son point de contact avec la roue 2, mais est déporté vers le guide 4,
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Le meulage sans centrage tel qu'exécuté jusqu'ici a pour but de façonner la surface de l'article en une surface de rota- tion exacte, d'ordinaire un cylindre circulaire. Mais ce résultat n'est pas toujours obtenu en tant que l'article, qui dans la sui- te sera appelé le cylindre, adopte parfois en section la forme d'un polygone arrondi régulier, possédant d'ordinaire un nombre impair de faces, par exemple 3, 5 ou 7. En conséquence, pour un usinage de précision il est nécessaire de procéder à une finition dans une opération distincte par recouvrement.
Il ne semble pas qu'on comprenne clairement la cause de cet écart de la forme circulaire, ni qu'il existe une méthode con- nue pour l'éviter. La formation d'un polygone régulier dans le meulage sans centrage indique de manière générale que les condi- tions sont telles qutelles permettent au cylindre, bien que poly- gonal, de conserver continûment le contact avec les corps 2, 3 et 4 dans toutes les positions pendant sa rotation. De cette manière, la forme polygonale une fois formée est conservée dans le meulage.
Si le nombre de corps en contact avec le cylindre était augmenté, par exemple à quatre, la tendance à la formation et le risque de formation d'une forme polygonale seraient considérable- ment réduits ou disparaîtraient, mais comme un cercle est déjà dé- fini par trois points de sa circonférence, la position du quatriè- me corps devrait être réglée pour assurer le bon contact avec la surface du cylindre, pendant le meulage du cylindre, et ce avec une précision telle que cette méthode ne peut pas être réalisée en pratique.
La difficulté ci-dessus décrite est surmontée par la pré- sente invention, et ce, dans sa forme la plus simple, en rempla- çant le guide fixe 4 de la figure 1 par le guide oscillant 4 de la figure 2; En regardant en bout, le guide oscillant possède deux pointe de contact avec le cylindre. L'axe d'oscillation représen- té sous forme de couteau, est parallèle à l'axe du cylindre. Les deux points de contact se trouvent sur des côtés opposés d'un plan passant par les deux exes. 2 désigne la roue régulatrice, 3 la
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meule. Il est évident que, pendant la rotation, le guide oscillant
4 adopte automatiquement une position telle que les deux bords de contact touchent le cylindre,dans toutes les.,positions de ce der- nier.
De cette manière, on assure le contact continu en quatre points de la circonférence du cylindre;
Des expériences de meulage effectuées sur des cylindres en se servant de la disposition représentée sur la figure 2, ont dé- montré que, en partant de cylindres ronds, on peut obtenir des cy- lindres ronds ou polygonaux suivant les conditions qui seront il- lustrées par l'exemple suivant. Dans les figures 3a et 3b, on a représenté un cas qui se produit en pratique, cas dans lequel un cylindre rond a été, dans le meulage, graduellement transformé en forme hexagonale avec des côtés arrondis.
La meule 3 a avancé de manière stable vers la roue 2: Pendant chaque tour ou révolution" le cylindre 1 a passé par une série de positions 'angulaires' dont les positions extrêmes sont représentées sur les figures 3a et 3b, toutes les autres positions étant intermédiaires à ces deux; Le - guide 4 oscille en arrière et en avant en conservant ainsi le con- tact avec le cylindre dans toutes les positions;, sur les deux bords. Dans la figure 3a, trois coins adjacents de l'hexagone tou- chent la roue régulatrice 2 et les deux bords du guide'-4, respec- tivement, tandis qu'un de ses cotés touche la meule. Dans la figu- re 3b les conditions sont inversées.
A l'aide d'un mesurage de précision on a déterminé que pour produire la forme hexagonale il faut remplir approximative- ment la condition suivante : a : B : g :d = 1 1/2 : 1 :1 : 2 1/2 dans laquelle a, B, g et D sont les angles au centre représentés sur la figure 3a, Dans un autre essai on a obtenu le même résultat, les valeurs de a et g étant inversées. En modifiant la position relative des corps 2,3 et 4, on a obtenu des polygones réguliers comportant 4, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 25 et un plus grand nombre de cotés.
On a déduit des expériences effectuées, une règle ou loi
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générale pour la formation d'une forme polygonale régulière en se servant d'un élément ou guide oscillant dans le meulage sans con- trage. Cette loi est exprimée dans les équations suivantes : a : B : g : d : = m : n : (p + 1/2) : (q - 1/2) : ou a : B : g : d = (m + 1/2) : n : p : (q - 1/2) a + B + g + d = 3600 N = m + n + p + q, dans lesquelles m, n, p et q sont des nombres entiers et N le nom- bre de côtés du polygone obtenu.
Comme exemple on peut obtenir une forme polygonale régu liére avec 17 cotée en établissant a : B : g : d = 74 ,1 : 84 ,7 : 63 ,5 : 137 ,6 = 3,5 : 4 : 3 : 6,5.
Ce cas est représenté sur la figure 4.
On examinera maintenant les conditions pour obtenir une forme circulaire précise lorsqu'on se sert d'un guide oscillant dans le meulage sans centrage. Si, après formation d'un certain polygone, on continue le meulage en faisant avancer la meule vers la roue régulatrice, le diamètre du cylindre diminue et les angles a, B, g et d changent lentement de valeurs jusqu'à ce que, à un moment donné, il se développe une tendance à former un autre poly- gone. Dans la phase de transition, le cylindre est d'ordinaire parfaitement circulaire. Toutefois en pratique cette phase ou sta- ge est difficile à saisir.
Une disposition qui offre l'avantage de permettre une grande variation dans le diamètre du cylindre consiste à faire a égal à g, en d'autres termes à placer le guide oscillant au milieu entre les contacts du cylindre avec les deux roues. Ainsi que dé- montré ci-dessus, pour une forme polygonale quelconque à obtenir il faut satisfaire à l'une des équations suivantes : a : g = m : (p + 1/2) ou a : g = (m + 1/2) : p, dans lesquelles m et p sont des nombres entiers. Comme a = g, il
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est évident qu'aucun polygone ne peut être formé et que le cylin- dre doit devenir circulaire, ou s'il est déjà circulaire, doit le rester, tant que a = g. Des expériences ont confirmé cette conclu sion.
Le degré d'arrondissage obtenable en se servant de la mé- thode décrite peut être estimé d'après l'exemple suivant. On sup- posera une erreur de 1 % dans le réglage de a = g. En conséquence a : g = 100 : 101 = 50 : (50 + 1/2) = m : (p + 1/2). De plus, si les angles B et d sont du même ordre d'amplitude que a et g, il en résulte que a : B' : g : d = 50 : 50 : 50,5 : 49,5 = m : (p + 1/2) : (q - 1/2), et N = 50 + 50 + 50 + 50 = 300. On peut en conséquence former un polygone possédant 200 cotés. En général, le nombre de côtés du polygone possible sera inversement propor- tionnel à l'erreur de réglage.
Lors de la mise en oeuvre pratique de cette méthode, on trouve qu'un réglage approximatif est suffisant pour produire un arrondissage parfait. Ceci est dû sans doute au fait que, lorsque des polygones à nombreux côtés sont seuls possibles, le meulage modifie continûment le rapport entre les angles pour suivre de nouveaux polygones, en d'autres termes aucun polygone particulier n'a assez de temps pour s'établir lui-même et il en résulte un arrondissage parfait.
Il n'est pas nécessaire que le cylindre frotte sur les deux bords de contact du guide oscillant, L'un de ces bords ou les deux peuvent être remplacés par des galets ou rouleaux, soit ac- tionnés, soit fous, montés sur le guide: Dans le but de commander et de régler la vitesse de rotation du cylindre, il suffit que l'un des rouleaux ou roues présents, en dehors de la meule, soit actionné. Si une roue régulatrice est montée sur le dispositif os- cillant, un guide fixe peut remplacer la roue 2 de la figure 2.
On peut aussi se servir de deux dispositifs oscillants.
Dans certains cas il peut être avantageux de monter l'un . ou les deux guides oscillants sur l'une ou les deux branches d'un
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grand dispositif oscillant, ainsi que représenté schématiquement sur la figure 5. En augmentant ainsi le nombre des contacts effec- tifs, on réduit encore les risques d'obtenir une forme polygonale.
Si l'axe de l'élément ou guide oscillant et les axes des roues de meulage et de réglage sont établis de façon à converger en un point, on peut meuler des objets coniques ou pyramidaux, suivant le réglage des angles de contact. Dans ce cas, on ajoute un support axial à la grande extrémité de l'article pour recevoir la poussée de bout.
Le bord à couteau du guide oscillant peut être remplacé par deux tourillons mobiles dans des paliers, ou par une surface inférieure cylindrique reposant sur une rainure ou gorge cylin- drique à rayon de courbure plus grand. Dans ce dernier cas, l'os- cillation peut se faire par roulement d'une surface cylindrique sur l'autre.
La description ci-dessus s'applique aux cas où l'article à meuler n'a pas de mouvement axial pendant le meulage. Pour meu- les en continu des articles cylindriques ou prismatiques qui avan- cent axialement à travers la machine, on peut aussi employer les dispositifs décrits avec les modifications déterminées par les positions inclinées des axes des roues de meulage et de réglage l'un par rapport à l'autre.
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Grinding without centering.
In so-called non-centering grinding, the object or article to be ground is usually in contact with three bodies: the grinding wheel, a fixed guide and another rotating wheel. This wheel is often referred to as the regulating wheel because it regulates the speed of the article. Figure 1 of the accompanying drawing shows a usual arrangement of the article to be grinded 1, the regulating wheel 2, the grinding wheel 3 and the fixed guide 4.
The point of contact of the article 1 with the wheel 2, looking at the end, is usually not diametrically opposed to its point of contact with the wheel 2, but is offset towards the guide 4,
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Non-centering grinding as performed heretofore aims to shape the surface of the article into an exact rotating surface, usually a circular cylinder. But this result is not always obtained since the article, which will be called the cylinder in the following, sometimes adopts in section the shape of a regular rounded polygon, usually having an odd number of faces, for example 3, 5 or 7. Accordingly, for precision machining it is necessary to perform finishing in a separate lap operation.
It does not appear that the cause of this deviation from the circular shape is clearly understood, nor that there is a known method of avoiding it. The formation of a regular polygon in the non-centering grinding generally indicates that the conditions are such as to allow the cylinder, although polygonal, to maintain continuous contact with bodies 2, 3 and 4 in all positions during its rotation. In this way, the polygonal shape once formed is retained in the grinding.
If the number of bodies in contact with the cylinder were increased, for example to four, the tendency to form and the risk of forming a polygonal shape would be drastically reduced or would disappear, but as a circle is already de- fined by three points of its circumference, the position of the fourth body should be adjusted to ensure good contact with the surface of the cylinder, while grinding the cylinder, and with such precision that this method cannot be carried out in practice. .
The difficulty described above is overcome by the present invention, and this, in its simplest form, by replacing the fixed guide 4 of FIG. 1 by the oscillating guide 4 of FIG. 2; Looking at the end, the oscillating guide has two contact points with the cylinder. The axis of oscillation, represented in the form of a knife, is parallel to the axis of the cylinder. The two points of contact are on opposite sides of a plane passing through the two exes. 2 designates the regulating wheel, 3 the
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grinding wheel. It is evident that, during rotation, the oscillating guide
4 automatically adopts a position such that the two contact edges touch the cylinder, in all the positions of the latter.
In this way, continuous contact is ensured at four points around the circumference of the cylinder;
Grinding experiments carried out on cylinders using the arrangement shown in figure 2, have shown that, starting from round cylinders, it is possible to obtain round or polygonal cylinders according to the conditions which will be illustrated. by the following example. In Figs. 3a and 3b, there is shown a case which occurs in practice, where a round cylinder has been, in grinding, gradually transformed into a hexagonal shape with rounded sides.
The grinding wheel 3 has moved stably towards the wheel 2: During each revolution or revolution "the cylinder 1 has passed through a series of 'angular' positions, the extreme positions of which are shown in Figures 3a and 3b, all the other positions being intermediate to these two; Guide 4 oscillates back and forth thus maintaining contact with the cylinder in all positions ;, on both edges. In figure 3a, three adjacent corners of the hexagon always The regulator wheel 2 and the two edges of the guide'-4, respectively, while one of its sides touches the grinding wheel In Fig. 3b the conditions are reversed.
Using precision measurement it has been determined that in order to produce the hexagonal shape, the following condition must be fulfilled approximately: a: B: g: d = 1 1/2: 1: 1: 2 1/2 in which a, B, g and D are the angles at the center shown in FIG. 3a, In another test the same result was obtained, the values of a and g being reversed. By modifying the relative position of bodies 2, 3 and 4, we obtained regular polygons comprising 4, 6, 7, 8, 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 22, 25 and one more large number of sides.
We deduced from the experiments carried out, a rule or law
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general for forming a regular polygonal shape by using an oscillating element or guide in non-counter grinding. This law is expressed in the following equations: a: B: g: d: = m: n: (p + 1/2): (q - 1/2): or a: B: g: d = (m + 1/2): n: p: (q - 1/2) a + B + g + d = 3600 N = m + n + p + q, where m, n, p and q are whole numbers and N the number of sides of the resulting polygon.
As an example we can obtain a regular polygonal shape with 17 dimensioned by establishing a: B: g: d = 74, 1: 84, 7: 63, 5: 137, 6 = 3.5: 4: 3: 6.5 .
This case is shown in Figure 4.
We will now examine the conditions for obtaining a precise circular shape when using an oscillating guide in non-centering grinding. If, after forming a certain polygon, grinding is continued by advancing the grinding wheel towards the regulating wheel, the diameter of the cylinder decreases and the angles a, B, g and d slowly change values until, at at some point there develops a tendency to form another polygon. In the transition phase, the cylinder is usually perfectly circular. However in practice this phase or stage is difficult to grasp.
One arrangement which offers the advantage of allowing a large variation in the diameter of the cylinder consists in making a equal to g, in other words in placing the oscillating guide in the middle between the contacts of the cylinder with the two wheels. As shown above, for any polygonal shape to be obtained, one of the following equations must be satisfied: a: g = m: (p + 1/2) or a: g = (m + 1 / 2): p, where m and p are whole numbers. As a = g, it
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It is obvious that no polygon can be formed and that the cylinder must become circular, or if it is already circular, must remain so, as long as a = g. Experiments have confirmed this conclusion.
The degree of rounding achievable using the described method can be estimated from the following example. A 1% error will be assumed in the setting of a = g. Consequently a: g = 100: 101 = 50: (50 + 1/2) = m: (p + 1/2). Moreover, if the angles B and d are of the same order of amplitude as a and g, it follows that a: B ': g: d = 50: 50: 50.5: 49.5 = m: (p + 1/2): (q - 1/2), and N = 50 + 50 + 50 + 50 = 300. We can therefore form a polygon with 200 sides. In general, the number of possible polygon sides will be inversely proportional to the adjustment error.
In practicing this method in practice, it has been found that a rough adjustment is sufficient to produce perfect rounding. This is probably due to the fact that, when only polygons with many sides are possible, the grinding continuously changes the ratio between the angles to follow new polygons, in other words no particular polygon has enough time to s 'establish itself and a perfect rounding results.
It is not necessary for the cylinder to rub on the two contact edges of the oscillating guide. One or both of these edges can be replaced by rollers or rollers, either driven or idle, mounted on the guide. : In order to control and adjust the speed of rotation of the cylinder, it is sufficient for one of the rollers or wheels present, outside the grinding wheel, to be actuated. If a regulating wheel is fitted to the oscillating device, a fixed guide can replace wheel 2 in figure 2.
Two oscillating devices can also be used.
In some cases it may be advantageous to fit one. or the two oscillating guides on one or both branches of a
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large oscillating device, as shown schematically in FIG. 5. By thus increasing the number of effective contacts, the risks of obtaining a polygonal shape are further reduced.
If the axis of the oscillating element or guide and the axes of the grinding and adjusting wheels are set to converge at one point, conical or pyramidal objects can be ground, depending on the setting of the contact angles. In this case, an axial support is added to the large end of the article to accommodate the tip thrust.
The knife edge of the oscillating guide can be replaced by two movable journals in bearings, or by a cylindrical lower surface resting on a cylindrical groove or groove with a larger radius of curvature. In the latter case, the oscillation can take place by rolling from one cylindrical surface to the other.
The above description applies to cases where the article to be ground has no axial movement during grinding. For continuous grinding of cylindrical or prismatic articles which advance axially through the machine, the devices described can also be employed with the modifications determined by the inclined positions of the axes of the grinding and adjusting wheels with respect to each other. to the other.