Procédé de meulage des surfaces intérieure et extérieure d'une bague, notamment d'une bague de roulement à billes et à rouleaux et dispositif pour la mise en aeuvre de ce procédé On connaît un procédé de meulage selon le brevet des Etats-Unis NI 2715304, dans lequel la bague, entraînée à la fois par l'arbre de la poupée et par la meule, selon le système centerless , s'ap puie extérieurement sur deux butées décalées d'un certain angle. Ce système ne permet que le meulage des intérieurs.
Un autre procédé de meulage des bagues, dans lequel celles-ci sont fortement attirées axialement contre l'arbre de la poupée par un aimant très puissant ne permet qu'un seul meulage. Ce système ne convient que pour des pièces de gros volume.
Un des derniers procédés de meulage connu est celui appliqué aux machines Bryant où les pièces s'appuient par leur diamètre extérieur contre une butée fixe et sont entraînées extérieurement par des disques.
Le procédé que comprend l'invention permet le meulage simultané intérieur et extérieur et élimine par conséquent toutes les erreurs résultant d'un travail en reprises ; il est caractérisé en ce que l'on meule simultanément l'intérieur et l'extérieur de la bague, celle-ci étant préalablement centrée par un organe pneumatique, puis fortement serrée par ses faces contre un tasseau entraîneur ; l'invention comporte en outre un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, caractérisé en ce qu'il com prend un organe pneumatique de centrage et un tasseau de serrage dont la face qui entraîne ladite bague est constituée par un aggloméré d'un maté riau très dur et de métal.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif que comprend l'invention. La fig. 1 est une coupe axiale partielle de la poupée d'une machine à meuler comportant ladite forme d'exécution du dispositif.
La; fig. 2 est une vue de face de la poupée.
La fig. 3 est une coupe axiale partielle, agrandie du tampon-jauge de centrage et de calibrage d'une bague intérieure d'un roulement.
La fig. 4 est une coupe par l'axe MI de la fig. 3. La fig. 5 est une coupe partielle de ladite forme d'exécution du dispositif appliquée au meulage d'une bague extérieure d'un roulement à billes.
La fig. 6 est une coupe partielle du @ dispositif également appliqué au meulage d'une bague exté rieure dont le centrage se fait par la jauge extérieu re de calibrage.
Dans la fig. 1, 1 est la poupée de la machine avec son palier avant 2 et son arbre 3.
A l'intérieur de cet arbre 3, est placé un tasseau d'appui 4 avec une partie 5 incorporée de diamant au grain bien défini, dans un tube 6 est planté un tampon-jauge 7.
De l'air sous pression destiné au tasseau de centrage 7 passe de l'intérieur du tube 6 dans un perçage 8 pour arriver dans des gicleurs 9 au nombre de 3 au moins.
Ces gicleurs centrent les bagues à la manière d'un palier à air.
Le liquide d'arrosage passe par un espace annu laire 10, traverse des canaux 11 pour atteindre la bague 12à meuler.
Un piston de serrage 13 est partiellement enfermé dans un cylindre composé d'un palier radial 14, d'un fiasque 15, portant des gicleurs axiaux 16, d'un fond démontable 17 et d'un couvercle 18. Une douille 19 pressée dans le piston 13 oblige l'air du cylindre à s'échapper axialement par l'exté rieur du cylindre 14.
Le couvercle 18 qui recouvre partiellement le piston comporte une rainure circulaire 20 dans laquelle l'air sous pression venant des canaux 21 et 22 agira pour faire reculer le piston et opérer le desserrage de la pièce. Le jeu axial du piston est d'environ 0,20 mm.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant Une bague 12 est glissée, à la main ou par un chargeur, entre le piston 13 et l'extrémité 5 du tasseau 4.
Le tampon-jauge de centrage 7 pénètre dans le trou de la bague qui est centrée par les jets d'air qui sortent des gicleurs 9 du tasseau 7. Dans une machine non automatique, le centrage approximatif des pièces pourrait se faire par un tasseau ordinaire manoeuvré à la main.
Pendant l'opération de centrage, un distributeur, non représenté sur le dessin, met les canaux 21, 22 et 20 sous pression atmosphérique et introduit dans les canaux 23, 24 et 25 l'air sous pression qui fait avancer le piston 13, la pièce est serrée par ses deux faces, le tampon-jauge 7 se retire et les opéra tions de meulage simultané du trou et de la gorge de la bague peuvent se faire. Dès que le meulage est terminé, la jauge de calibrage 7 commande le renversement des fonctions du distributeur d'air, lai pièce est desserrée et tombe, le cycle peut recom mencer.
La bride 26 qui porte le piston 13 est ajustée sur les arbres 27 et 28 qui sont pressés dans les alésages prévus à cet effet dans la poupée 1.
Les écrous 29 et 30 maintiennent la bride 26 sur ces arbres.
Le piston 13 a un jeu radial de 0,04 mm au moins pour permettre les légers balancements consé cutifs aux défauts de parallélisme des faces des bagues.
Les pressions de serrage peuvent être modifiées à volonté et s'adapter aux différentes grandeurs des pièces. La bride 26 et son piston peuvent être changés avec la plus grande facilité, dans un temps très court. Il en est de même pour le tasseau 4 et la jauge 7.
Le palier à air 14 centre .le piston 13 avant de le pousser axialement pour le serrage ; l'air qui passe par les canaux 23 et 24 arrive dans la rainure circulaire 31 et atteint les gicleurs qui sustentent le piston.
Le tasseau 4 d'appui et d'entraînement a sa face d'appui 5, contre les bagues, garnie d'une mince rondelle qui peut être un anneau d'argent soudé dans lequel on a incorporé de la poudre de diamant dont le grain varie selon les besoins.
La puissance de serrage peut être réglée à volon té en variant le diamètre du piston et la pression, éventuellement les deux à la fois. Pour une bague intérieure de 4 mm de diamètre extérieur, par exemple, une charge radiale de plus de 10 kg n'arrive pas à déplacer la pièce. L'entraînement par les pointes de diamant ne marque pas les pièces d'une manière visible.
Les fig. 3 et 4 se rapportent au tasseau-jauge 7. On montre que l'angle a des gicleurs supérieurs peut varier pour tenir compte du poids des pièces pour un centrage exact. On obtiendrait le même résultat en modifiant la section de passage des gicleurs.
Dans la fig. 5, on montre en une coupe axiale comment le dispositif peut être adapté au meulage simultané de la gorge et du diamètre extérieur d'une bague extérieure 33 d'un roulement à billes. Cette bague est serrée et entraînée par le tasseau 34. Elle est pressée contre ce tasseau par la douille 35 ajustée dans le piston 36.
Le tampon-jauge 37 comporte également deux rangs de gicleurs 38.
Le meulage extérieur se fait par la meule 39 animée d'un mouvement de va-et-vient. La meule 40 usine la gorge de la bague 33 par un simple fonçage.
Dans la fig. 6, la bague 42 est serrée entre le tasseau d'entraînement 54 ajusté dans le nez de l'arbre 43 et le piston 44. Le centrage de la bague se fait par la bague jauge-pneumatique 45 axialement jusque sur la bague 42. Le mécanis me qui déplace la bague 45, non représenté sur le dessin, agit par la rainure 46. L'air sous pression qui assure le centrage de la bague 42 et sa mesure, passe par les canaux 47, les orifices 48, la rainure et les trous 49, pour arriver dans les perçages 50 et les gicleurs 51.
La meule 52 usine l'extérieur de lai bague 42 alors que la meule 53 rectifie la gorge.
Qu'il s'agisse de bagues intérieures ou extérieu res, le centrage pneumatique est indispensable ; il fait partie du procédé et permet de diminuer consi dérablement la surépaisseur de manière à meuler.
Ce procédé est particulièrement économique du fait qu'il permet les meulages intérieurs et exté rieurs en une seule opération.
Method of grinding the inner and outer surfaces of a ring, in particular of a ball and roller bearing ring and device for implementing this method A grinding method is known according to United States patent NI 2715304 , in which the ring, driven both by the headstock shaft and by the grinding wheel, according to the centerless system, bears externally on two stops offset by a certain angle. This system only allows grinding of interiors.
Another method of grinding rings, in which the rings are strongly attracted axially against the headstock shaft by a very strong magnet, allows only one grinding. This system is only suitable for large volume parts.
One of the last known grinding processes is that applied to Bryant machines where the parts are supported by their outside diameter against a fixed stop and are driven externally by discs.
The process that the invention comprises allows simultaneous interior and exterior grinding and therefore eliminates all errors resulting from rework; it is characterized in that the inside and the outside of the ring are simultaneously grinded, the latter being previously centered by a pneumatic member, then strongly clamped by its faces against a driving cleat; the invention further comprises a device for implementing this method, characterized in that it comprises a pneumatic centering member and a clamping cleat, the face of which drives said ring is formed by an agglomerate of a very hard material and metal.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which the invention comprises. Fig. 1 is a partial axial section through the headstock of a grinding machine comprising said embodiment of the device.
The; fig. 2 is a front view of the doll.
Fig. 3 is a partial axial section, enlarged, of the centering and calibrating gauge pad of an inner race of a bearing.
Fig. 4 is a section through the axis MI of FIG. 3. Fig. 5 is a partial section of said embodiment of the device applied to the grinding of an outer race of a ball bearing.
Fig. 6 is a partial section of the @ device also applied to the grinding of an outer ring, the centering of which is done by the outer calibration gauge.
In fig. 1, 1 is the headstock of the machine with its front bearing 2 and its shaft 3.
Inside this shaft 3 is placed a support cleat 4 with an incorporated part 5 of well-defined grain diamond, in a tube 6 is planted a gauge buffer 7.
Pressurized air intended for the centering cleat 7 passes from the inside of the tube 6 into a bore 8 to arrive in the nozzles 9, at least 3 in number.
These jets center the rings in the manner of an air bearing.
The coolant passes through an annular space 10, passes through channels 11 to reach the ring 12 to be ground.
A clamping piston 13 is partially enclosed in a cylinder composed of a radial bearing 14, a flange 15, carrying axial jets 16, a removable bottom 17 and a cover 18. A bush 19 pressed into the piston 13 forces the air in the cylinder to escape axially from the outside of cylinder 14.
The cover 18 which partially covers the piston has a circular groove 20 in which the pressurized air coming from the channels 21 and 22 will act to move the piston back and to release the part. The axial play of the piston is approximately 0.20 mm.
The operation of the device is as follows: A ring 12 is slipped, by hand or by a loader, between the piston 13 and the end 5 of the cleat 4.
The centering gauge pad 7 enters the hole in the ring which is centered by the air jets coming out of the jets 9 of the cleat 7. In a non-automatic machine, the approximate centering of the parts could be done by an ordinary cleat. maneuvered by hand.
During the centering operation, a distributor, not shown in the drawing, puts the channels 21, 22 and 20 under atmospheric pressure and introduces into the channels 23, 24 and 25 the pressurized air which moves the piston 13 forward. part is clamped by its two faces, the gauge plug 7 is withdrawn and simultaneous grinding operations of the hole and the groove of the ring can be carried out. As soon as the grinding is finished, the calibration gauge 7 controls the reversal of the functions of the air distributor, the part is loosened and falls, the cycle can start again.
The flange 26 which carries the piston 13 is fitted to the shafts 27 and 28 which are pressed into the bores provided for this purpose in the tailstock 1.
The nuts 29 and 30 hold the flange 26 on these shafts.
The piston 13 has a radial clearance of at least 0.04 mm to allow the slight swings resulting from the defects of parallelism of the faces of the rings.
The clamping pressures can be modified at will and adapt to different sizes of the parts. The flange 26 and its piston can be changed with the greatest ease, in a very short time. It is the same for cleat 4 and gauge 7.
The air bearing 14 centers the piston 13 before pushing it axially for clamping; the air which passes through the channels 23 and 24 arrives in the circular groove 31 and reaches the nozzles which support the piston.
The support and drive cleat 4 has its bearing face 5, against the rings, furnished with a thin washer which may be a welded silver ring in which diamond powder has been incorporated, the grain of which is varies as needed.
The clamping power can be adjusted at will by varying the piston diameter and the pressure, possibly both at the same time. For an inner ring of 4 mm outside diameter, for example, a radial load of more than 10 kg cannot move the part. The diamond tip drive does not mark the parts in a visible way.
Figs. 3 and 4 relate to the gauge cleat 7. It is shown that the angle α of the upper jets can vary to take account of the weight of the parts for an exact centering. The same result would be obtained by modifying the passage section of the nozzles.
In fig. 5, it is shown in an axial section how the device can be adapted to the simultaneous grinding of the groove and the outer diameter of an outer ring 33 of a ball bearing. This ring is tightened and driven by the cleat 34. It is pressed against this cleat by the sleeve 35 fitted in the piston 36.
The gauge buffer 37 also has two rows of nozzles 38.
The outer grinding is done by the grinding wheel 39 moving back and forth. The grinding wheel 40 machines the groove of the ring 33 by a simple sinking.
In fig. 6, the ring 42 is clamped between the drive cleat 54 fitted in the nose of the shaft 43 and the piston 44. The ring is centered by the gauge-tire ring 45 axially as far as the ring 42. The ring is centered. mechanism which moves the ring 45, not shown in the drawing, acts through the groove 46. The pressurized air which ensures the centering of the ring 42 and its measurement, passes through the channels 47, the orifices 48, the groove and the holes 49, to reach the holes 50 and the nozzles 51.
The grinding wheel 52 machines the outside of the ring 42 while the grinding wheel 53 grinds the throat.
Whether it concerns inner or outer rings, pneumatic centering is essential; it is part of the process and makes it possible to considerably reduce the extra thickness so as to grind.
This process is particularly economical because it allows interior and exterior grinding in a single operation.