<Desc/Clms Page number 1>
" Procédé et dispositif pour l'usinage à la machine de pièces, sans formation de copeaux, spécialement des pièces symétriques axialement ".
La présente invention est relative à un dispositif pour le formage à la machine, sans enlèvement de copeaux, de pièces à usiner, notamment de sections droites symétriques par rapport à l'axe, dans lequel plusieurs outils de frappe en for- me de marteaux, répartis sur la circonférence de la pièce à usiner, effectuent le formage de celle-ci, ces outils pouvant 'être réglés suivant la section de la pièce à usiner. Un dispo- sitif de ce genre est décrit, par exemple, dans le brevet prin- cipal.
<Desc/Clms Page number 2>
Le mécanisme de réglage pour les outils de frappe peut être actionné automatiquement, par exemple à l'aide d'un système de commande mécanique, hydraulique ou électrique, ou aussi à la main. L'invention a pour but d!éviter une transmis- sion de forces de réaction, produites par le formage de la piè- ce à usiner dans les outils de frappe, à ce système de comman- de, et ceci indépendamment du genre dudit système.
Etant donné que, dans un tel dispositif, les forces exercées par les outils de frappe atteignent, par exemple, jusqu'à 100 tonnes, on com- prend aisément pourquoi il faut remplir la condition posée.Lors de la transmission, par exemple, d'une composante de force de 10% seulement, le système de commande devrait absorber des se- cousses se succédant rapidement et allant jusqu'à 10 tonnes; ceci entraînerait une construction démesurément massive et lour de de la machine.
En vue de la suppression de cet inconvénient, le dis- positif est caractérisé en ce que les forces agissant dans le mécanisme de réglage des outils de frappe et leurs points d'at- taque sont disposés de telle façon que les forces de réaction produites par le formage de la pièce à usiner soient annulées par les forces du frottement de repos entre les organes mobiles destinés à guider les outils de frappe et le bâti fixe de la machine.
Pour faciliter la compréhension de l'invention, les dessins annexés représentent, à titre d'exemple, trois modes de réalisation de ladite invention.
Sur ces dessins:
La fig. 1 montre schématiquement la disposition de trois outils de frappe en forme de marteau, le mécanisme de réglage comportant des excentriques.
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 2 montre une coupe d'un tel mécanisme de réglage.
La fig. 3 montre schématiquement les relations dans le mécanisme de réglage.
La fig. 4 montre une variante du mécanisme de réglage.
La fig. 5 montre une autre variante de réalisation.
Suivant la fig. 1, une pièce à usiner 1, ayant une section droite symétrique par rapport à l'axe, est conformée sans enlèvement de copeaux par plusieurs outils de frappe en forme de marteau 2. A la place des trois outils représentés, il pourrait aussi y en avoir deux seulement, ou quatre ou bien encore davantage. Tous les outils de frappe tourillonnent sur des manivelles ou arbres d'excentrique 3 qui sont entraînés en synchronisme, de telle façon que les outils exécutent des mou- vements de va-et-vient successifs rapides à la manière de biel- les, ce qui provoque le formage de la pièce sans enlèvement de copeaux.
Lors de cette opération, la pièce à usiner peut exécu- ter, suivant le cas, soit un mouvement axial, soit un mouvement rotatif, soit un mouvement axial et rotatif combiné, ce qui per- met d'obtenir le formage de sections circulaires ou d'une forme différente. Afin de permettre le réglage de la grandeur de cet- te section, l'arbre d'excentrique 3 est monté, à son tour, dans un excentrique de réglage 4, ce qui permet de régler les outils de frappe radialement par rapport à la pièce à usiner. L'excen- trique de réglage 4 comporte une couronne dentée 5 engrenant avec une bague de réglage dentée 6.
Cette bague de réglage peut être déplacée, par exemple par une crémaillère 8 solidaire d'un piston hydraulique 7, et ceci suivant la pression de liquide s'exerçant en avant et en arrière du piston, le liquide de com- mande pénétrant dans le cylindre 11 et en sortant par les con-
<Desc/Clms Page number 4>
duits 9 et 10, respectivement. Le déplacement de la crémaillère 8 peut être limité par des butées réglables 12 montées sur un tambour contrôleur 13, de telle façon qu'à chaque butée corres- ponde une grandeur déterminée de la section de la pièce à usi- ner. De tels organes de systèmes de commande sont en principe connus et ne constituent pas l'objet de l'invention. Comme dé- jà mentionné ci-dessus, on pourrait aussi utiliser un système de commande tout à fait différent pour actionner le mécanisme de réglage.
L'arbre d'excentrique 3 produisant les mouvements de frappe des outils peut être entraîné, par exemple, par un pi- gnon 14 qui est actionné à son tour par une roue dentée centra- le 15 qui commande en synchronisme les trois outils de frappe représentés. L'arbre 16 de cette roue dentée 15 porte un volant 17 qui peut être entraîné à partir d'une source de force motri- ce quelconque, par exemple par l'intermédiaire de courroies tra- pézoidales.
Pour permettre un déplacement radial de l'outil 2 et ainsi de l'arbre d'excentrique 3 et du pignon 14 par rapport à la pièce à usiner 1, l'engrenage présente entre 14 et 15 un jeu anormalement grand des dents, c'est-à-dire que 1,'on a prévu des dents dites surélevées. Le mécanisme est logé dans un carter 18 faisant partie du bâti.
Il ressort de la fig. 1 que les forces de réaction pro- duites par le formage de la pièce à usiner dans les outils de frappe tendent! faire tourner l'excentrique de réglage 4, de sorte que les forces de réaction seraient transmises à la bague de réglage 6, la crémaillère 8 et le système de commande, si l'on ne prenait pas des mesures pour empêcher une telle trans- mission de forces. Grâce à un agencement particulier du mécanis- me de réglage, on peut réaliser son enrayage automatique, qui
<Desc/Clms Page number 5>
est basé sur le frottement de repos entre certains organes, de telle façon que le système de commande ne subisse aucune charge pour un réglage quelconque du mécanisme.
Cet enrayage automatique est exposé en se référant la fig. 3.
L'arbre d'excentrique 3 produisant le mouvement de frappe des outils tourne dans le sens de la flèche représentée.
Ceci signifie que le travail de formage est exécuté, sur la piè- ce à usiner, pendant le déplacement de l'une des extrémités de l'outil en forme de bielle de A par B à C, tandis qu'aucun tra- vail n'est produit de C 3 A, étant donné que l'outil est ramené sur ce trajet. Ce sens de rotation est choisi pour des raisons de sécurité, étant donné que, lors d'un grippage éventuel de l'arbre d'excentrique 3 dans l'excentrique de réglage 4, celui- ci est également tourné dans le sens de rotation indiqué, de sorte que les marteaux sont retirés de la pièce à usiner et ne peuvent pas frapper les uns contre les autres.
La force de réaction K exerce sur l'excentrique de réglage 4 un couple d'une valeur maximum K.e , e étant l'ex- centricité de l'excentrique de réglage. Un autre couple agis- sant dans le même sens est produit par le frottement de glis- sement dans les coussinets de l'arbre d'excentrique 3, montés dans l'excentrique de réglage 4. Ce couple complémentaire est de K.,u'.r , u' étant le coefficient de frottement du frot- / / tement de glissement pour un graissage parfait, et re le rayon des tourillons de l'arbre d'excentrique 3.
Ces deux couples doivent être équilibrés, et ceci par un couple R.r , R étant la force de frottement du frottement de repos entre l'excentrique de réglage 4 et le bâti 18, et rv le rayon de l'excentrique de réglage. Etant donné que R est égal â la pression normale N multipliée par le coefficient de frottement u (du Sottement de repos), on obtient l'équation.
<Desc/Clms Page number 6>
K.e v + K. u'.re - N. u.rv
Comme il ressort de la fig. 4, N = K.cos # on a donc : K.e v + K./u'.r / e = K.cos # . u.rv ou:
EMI6.1
e +/u'.r v / e / # ##### r . cos oC
Or l'angle # dépend de rv et de ev' c'est-à-dire que l'on a:
EMI6.2
r e cos v v cos x = ########### r ou :
EMI6.3
ev +u'.re rv - ev
Autrement dit, si le coefficient de frottement exis- tant réellement entre l'excentrique de réglage 4 et le bâti 18 est supérieur à la valeur calculée à l'aide de la formule ci- dessus, on obtient avec certitude l'enrayage automatique du mécanisme de réglage.
On peut, par exemple, utiliser les valeurs suivantes en millimètres: e = 10 rv = 115 r = 60 u' - 0. 04
Il s'ensuit que le coefficient de frottement du frot- tement de repos existant réellement doit au moins être de 0.108
<Desc/Clms Page number 7>
(calculé à l'aide de la formule ci-dessus), ce qui est le cas pour le frottement de l'acier sur l'acier sans graissage. Par conséquent, le système de commande ne subit aucune charge même dans le cas le plus défavorable. Un graissage entre l'excentri- que de réglage 4 et le bâti est inutile, étant donné que le mou- vement de réglage n'est que très faible et que les outils de frappe n'ont pas besoin de travailler pendant le réglage.
Par conséquent, les forces de réglage à produire peuvent être main- tenues dans de faibles limites, de même que le dimensionnement entier du système de commande.
Il est évident que le réglage des outils de frappe peut aussi être obtenu d'une façon autre que par un excentrique de réglage. C'est ainsi qu'on peut, par exemple, concevoir un mode de réalisation suivant la fig. 4, dans lequel l'arbre d'ex- centrique 3 actionnant l'outil de frappe tourillonne dans une pièce de guidage 19 dont la distance par rapport à la pièce à usiner peut être modifiés à l'aide d'un coin de réglage 20.
Pour obtenir dans ce cas l'enrayage automatique, l'angle de coin doit être prévu si petit que le force du frottement de repos entre le coin de réglage et le bâti fixe ainsi que la pièce de guidage soit supérieure à la composante de force provoquée par la force de réaction produite par le formage de la pièce à usi- ner et agissant dans le sens d'un déplacement du coin.
Une autre possibilité de réglage (fig. 5) réside dans le fait que la pièce de guidage 21 est susceptible d'être déplacée dans une glissière disposée en travers et normalement par rapport à l'axe de la pièce à usiner. L'enrayage automati- que est obtenu dans cette construction grâce au fait que la plage de réglage de la pièce de réglage dans la glissière n'a qu'une étendue telle que la force de réaction produite par
<Desc/Clms Page number 8>
le formage de la pièce à usiner se trouve encore dans les limites de l'angle de frottement du frottement de repos entre la pièce de guidage et la glissière.
Dans les deux exemples cités en dernier lieu, le ré- glage peut également être effectuée par un système de commande approprié quelconque.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
"Method and device for the machine machining of parts, without chip formation, especially axially symmetrical parts".
The present invention relates to a device for machine forming, without chip removal, workpieces, in particular of straight sections symmetrical with respect to the axis, in which several hammer-shaped striking tools, distributed over the circumference of the workpiece, perform the shaping thereof, these tools can 'be adjusted according to the section of the workpiece. A device of this kind is described, for example, in the main patent.
<Desc / Clms Page number 2>
The adjustment mechanism for striking tools can be operated automatically, for example by means of a mechanical, hydraulic or electrical control system, or also by hand. The object of the invention is to prevent a transmission of reaction forces, produced by the forming of the workpiece in the striking tools, to this control system, and this independently of the type of said system. .
Since, in such a device, the forces exerted by the striking tools reach, for example, up to 100 tonnes, it is easy to understand why the required condition must be fulfilled. When transmitting, for example, d With a force component of only 10%, the control system should absorb successive shocks of up to 10 tons; this would lead to a disproportionately massive and heavy construction of the machine.
With a view to eliminating this drawback, the device is characterized in that the forces acting in the adjusting mechanism of the striking tools and their points of attack are arranged in such a way that the reaction forces produced by the forming of the workpiece are canceled by the forces of the resting friction between the movable members intended to guide the striking tools and the fixed frame of the machine.
To facilitate understanding of the invention, the accompanying drawings show, by way of example, three embodiments of said invention.
On these drawings:
Fig. 1 schematically shows the arrangement of three hammer-shaped striking tools, the adjustment mechanism comprising eccentrics.
<Desc / Clms Page number 3>
Fig. 2 shows a section of such an adjustment mechanism.
Fig. 3 schematically shows the relationships in the adjustment mechanism.
Fig. 4 shows a variant of the adjustment mechanism.
Fig. 5 shows another variant embodiment.
According to fig. 1, a workpiece 1, having a cross section symmetrical with respect to the axis, is shaped without chip removal by several hammer-shaped impact tools 2. Instead of the three tools shown, there could also be some have only two, or four or even more. All the striking tools are journaled on cranks or eccentric shafts 3 which are driven in synchronism, so that the tools execute successive back-and-forth movements quickly in the manner of connecting rods, which causes the workpiece to be formed without chip removal.
During this operation, the workpiece can perform, as the case may be, either an axial movement, or a rotary movement, or a combined axial and rotary movement, which makes it possible to obtain the forming of circular sections or of a different shape. In order to allow the size of this section to be adjusted, the eccentric shaft 3 is mounted, in turn, in an adjustment eccentric 4, which makes it possible to adjust the striking tools radially with respect to the workpiece. to be machined. The adjusting eccentric 4 comprises a toothed ring 5 meshing with a toothed adjusting ring 6.
This adjustment ring can be moved, for example by a rack 8 integral with a hydraulic piston 7, and this depending on the liquid pressure exerted in front of and behind the piston, the control liquid entering the cylinder. 11 and leaving through the
<Desc / Clms Page number 4>
leads 9 and 10, respectively. The movement of the rack 8 can be limited by adjustable stops 12 mounted on a control drum 13, so that each stop corresponds to a determined size of the section of the workpiece. Such control system members are in principle known and do not constitute the subject of the invention. As already mentioned above, an entirely different control system could also be used to operate the adjustment mechanism.
The eccentric shaft 3 producing the striking movements of the tools can be driven, for example, by a pinion 14 which is actuated in turn by a central toothed wheel 15 which synchronously controls the three striking tools. represented. The shaft 16 of this toothed wheel 15 carries a flywheel 17 which can be driven from any source of motive force, for example by means of V-belts.
To allow a radial displacement of the tool 2 and thus of the eccentric shaft 3 and of the pinion 14 relative to the workpiece 1, the gear has between 14 and 15 an abnormally large clearance of the teeth, that is, that is to say that 1, so-called raised teeth are provided. The mechanism is housed in a housing 18 forming part of the frame.
It emerges from FIG. 1 that the reaction forces produced by the shaping of the workpiece in the impact tools tend! rotate the adjusting eccentric 4, so that the reaction forces would be transmitted to the adjusting ring 6, the rack 8 and the control system, if measures were not taken to prevent such transmission of forces. Thanks to a particular arrangement of the adjustment mechanism, its automatic engagement can be achieved, which
<Desc / Clms Page number 5>
is based on the resting friction between certain components, so that the control system is not subjected to any load for any adjustment of the mechanism.
This automatic engagement is explained with reference to FIG. 3.
The eccentric shaft 3 producing the striking movement of the tools rotates in the direction of the arrow shown.
This means that the forming work is performed, on the workpiece, while one end of the connecting rod-shaped tool is moving from A through B to C, while no work is done. 'is produced by C 3 A, as the tool is returned to this path. This direction of rotation is chosen for safety reasons, given that, if the eccentric shaft 3 seizes up in the adjustment eccentric 4, the latter is also turned in the direction of rotation indicated. , so that the hammers are withdrawn from the workpiece and cannot strike against each other.
The reaction force K exerts on the adjustment eccentric 4 a torque of a maximum value K.e, e being the eccentricity of the adjustment eccentric. Another torque acting in the same direction is produced by the sliding friction in the bearings of the eccentric shaft 3, mounted in the adjustment eccentric 4. This additional torque is K., u ' .r, u 'being the coefficient of friction of the sliding friction for perfect lubrication, and re the radius of the journals of the eccentric shaft 3.
These two torques must be balanced, and this by a torque R.r, R being the frictional force of the resting friction between the adjustment eccentric 4 and the frame 18, and rv the radius of the adjustment eccentric. Given that R is equal to the normal pressure N multiplied by the coefficient of friction u (of the restlessness), the equation is obtained.
<Desc / Clms Page number 6>
K.e v + K. u'.re - N. u.rv
As can be seen from FIG. 4, N = K.cos # we therefore have: K.e v + K./u'.r / e = K.cos #. u.rv or:
EMI6.1
e + / u'.r v / e / # ##### r. cos oC
Now the angle # depends on rv and ev 'that is to say that we have:
EMI6.2
r e cos v v cos x = ########### r or:
EMI6.3
ev + u'.re rv - ev
In other words, if the coefficient of friction actually existing between the adjustment eccentric 4 and the frame 18 is greater than the value calculated using the above formula, the automatic engagement of the mechanism is obtained with certainty. adjustment.
You can, for example, use the following values in millimeters: e = 10 rv = 115 r = 60 u '- 0. 04
It follows that the coefficient of friction of the friction at rest actually existing must be at least 0.108
<Desc / Clms Page number 7>
(calculated using the formula above), which is the case for the friction of steel on steel without lubrication. Therefore, the control system is not subjected to any load even in the worst case. Lubrication between the adjustment eccentric 4 and the frame is unnecessary, since the adjustment movement is only very small and the impact tools do not need to work during adjustment.
Therefore, the adjustment forces to be produced can be kept within low limits, as can the entire sizing of the control system.
It is obvious that the adjustment of the striking tools can also be obtained in a way other than by an adjustment eccentric. Thus one can, for example, conceive of an embodiment according to FIG. 4, in which the eccentric shaft 3 actuating the striking tool is journaled in a guide piece 19, the distance from the workpiece of which can be changed by means of an adjustment wedge 20 .
To achieve automatic engagement in this case, the wedge angle must be provided so small that the force of the resting friction between the adjustment wedge and the fixed frame as well as the guide piece is greater than the force component caused. by the reaction force produced by the forming of the workpiece and acting in the direction of a displacement of the wedge.
Another possibility of adjustment (fig. 5) lies in the fact that the guide piece 21 is capable of being moved in a slide arranged across and normally with respect to the axis of the workpiece. The automatic clutch is obtained in this construction by virtue of the fact that the adjustment range of the adjustment part in the slide has only an extent such as the reaction force produced by
<Desc / Clms Page number 8>
the forming of the workpiece is still within the limits of the friction angle of the resting friction between the guide piece and the slide.
In the last two examples, the adjustment can also be effected by any suitable control system.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.