Machine-outil pour le dressage automatique d'outils au diamant La confection de l'arête de coupe du diamant d'un outil de coupe est une opération très délicate, qui jusqu'ici a généralement été effectuée à la main sur un disque tournant, plat et poli, sur lequel l'ouvrier répand de la poudre de diamant plus ou moins fine, selon qu'il s'agit de tailler, d'affûter ou de polir le diamant. Cette opération est longue et fastidieuse La main-d'oeuvre capable de l'exécuter est rare. D'autre part, la poudre de diamant utilisée pour nour rir la meule n'est pas récupérable. Tous ces facteurs contribuent aux frais élevés entramés par la confec tion et l'entretien d'outils au diamant.
Toutefois, on a déjà proposé des appareils des tinés à polir des objets durs, de forme conique ou sphérique, par exemple en diamant. Dans de tels appareils, l'objet à polir est porté par l'extrémité d'un manchon rotatif et sa partie qui doit être taillée est maintenue au contact d'un disque en fer tournant, présentant de fines rayures. Ce manchon peut être déplacé pendant le fonctionnement de l'appareil, de façon alternative, selon un rayon du disque ; son axe peut être incliné par rapport à ce rayon, mais tou jours dans un plan perpendiculaire audit rayon. Avant chaque polissage, la surface du disque est recouverte d'huile d'olive contenant, en suspension, de la pou dre de diamant.
De tels appareils ne conviennent pas pour le dres sage automatique d'outils au diamant du fait que l'attaque d'un diamant par un disque abrasif dépend dans une large mesure de l'angle sous lequel les plans de cristallisation du diamant se présentent par rap port au plan du disque. Pour certaines valeurs de cet angle, c'est le diamant qui attaque le disque et non pas le disque qui polit le diamant. La condition imposée par cet angle rend l'affûtage délicat et a justifié longtemps sa pratique manuelle. En outre, la nécessité de recouvrir avant chaque opération la sur face du disque de poudre de diamant en émulsion est une solution particulièrement coûteuse.
La présente invention a pour but de réaliser une machine-outil tenant compte des conditions angulai res précédemment exposées, permettant de dresser automatiquement des outils au diamant et ne con sommant qu'une faible quantité de poudre de diamant.
Cette machine-outil comprend un bâti sur lequel sont montés une meule rotative et un dispositif orien table agencé pour porter l'outil au diamant, dans lequel celui-ci est appliqué par une force de rappel sur la face active de la meule, caractérisée par le fait que le dispositif orientable est agencé pour déplacer l'outil longitudinalement contre la face de la meule, en un mouvement de va-et-vient, en décrivant un seg ment de droite et par le fait que le matériau consti tuant la meule présente de faibles dépressions aptes à retenir une partie de la matière enlevée au diamant pendant l'usinage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de la machine.
La fig. 1 représente une première forme. La fig. 2 représente une deuxième forme.
Les fig. 3 et 4 représentent respectivement des vues de face et de profil de la tourelle de la machine représentée à la fig. 2.
La machine représentée à la fig. 1 comprend un bâti 1 sur lequel est fixé un support rigide 2 portant une meule rotative 3 à axe vertical 4, et entraîné par un moteur non représenté à l'aide de courroies pas sant sur des poulies 5. Le bâti porte une tourelle à genouillère 6 d'un type connu, permettant, à l'aide des échelles 7 et 8, d'orienter la potence 9 montée en porte à faux sur la tourelle, aussi bien autour d'un axe vertical qu'autour d'un axe horizontal de manière que l'outil puisse occuper toutes les positions voulues.
La potence 9 est pourvue d'une coulisse 10 dans laquelle peut être déplacé le coulisseau 11 solidaire du porte-outil 18 sur lequel est fixé l'outil 12 au moyen de trois vis 14, 15 et 16. Cet outil porte le diamant 13 à son extrémité inférieure. La position du coulisseau est réglable en hauteur par la vis 17 qui prend appui sur la potence 9. La portée 18a du porte-outil 18 retenant les vis 14, 15 et 16 constitue en même temps une masse auxiliaire augmentant la masse du coulisseau et par là l'inertie de l'outil.
La tourelle 6 est montée sur un coulisseau 19 animé d'un mou vement de va-et-vient par une bielle 20. La masse en porte à faux constituée par la potence 9, le cou- lisseau <B>11</B> et le porte-outil 18 est équilibrée par un contrepoids 21 fixé à l'autre extrémité du coulis- seau 19.
Le taillage du diamant s'opère de la manière suivante L'outil 12 est tout d'abord fixé sur le porte-outil 18 ; le diamant 13 n'est pas encore en contact avec le plateau 3, le coulisseau 11 étant retenu par la vis 17. On met alors en route le moteur entraînant d'une part la meule 3 et d'autre part la bielle 20. Puis on dévisse légèrement la vis 17 pour amener le diamant 13 en contact avec la surface de la meule 3.
Pour les raisons qui ont été évoquées au préam bule, l'opérateur présente successivement l'extrémité du diamant selon divers angles, afin de trouver l'angle d'attaque du diamant par la meule. Il recon naît cet angle d'après le son que produit le contact entre la meule et le diamant, son qui est nettement différent selon que le diamant attaque ou est attaqué par la meule.
Dès que l'opérateur a terminé ce réglage, le tail- lage proprement dit du diamant commence et ce der nier est déplacé selon un mouvement de va-et-vient le long d'un segment de droite s'étendant entre la périphérie de la meule et sa partie centrale.
La meule est réalisée dans un matériau poreux, tel de la fonte de jet, dont la surface présente des dépressions destinées à retenir sur celle-ci une partie de la matière enlevée au diamant.
Ce matériau n'est cité qu'à titre d'exemple ; il pourrait être remplacé par tout matériau présentant une porosité analogue.
La surface de cette meule est préalablement nour rie de poudre de diamant puis la taille du diamant arrache à celui-ci des particules qui se répartissent à la surface de la meule, produisant ainsi une auto- alimentation en poudre.
Cette machine-outil présente deux avantages con sidérables : d'une part l'outil n'est pas présenté au plateau selon un cercle déterminé, ce qui aurait pour effet de manger localement la meule et ne permet trait pas d'obtenir une taille convenable, et l'outil est appliqué avec une force constituée seulement par le poids de l'outil 12, du coulisseau 11 et du porte- outil 18, ce poids étant choisi suffisamment élevé pour que l'outil ne tressaute pas sur la meule.
D'autre part, il s'est avéré que le 90 % de la matière enlevée au diamant de l'outil reste sur la meule, celle-ci se rechargeant ainsi d'elle-même, l'apport nécessaire n'étant ainsi que de 10 % environ,
ce qui constitue une économie de poudre de diamant considérable.
La seconde forme d'exécution, représentée aux fig. 2, 3 et 4, comprend un bâti 1 correspondant au plan du dessin, sur lequel est montée la broche 2 portant la meule rotative, entraînée par un moteur, non représenté, par l'intermédiaire d'un dispositif de renvoi 3 comprenant un accouplement 4 et des pou lies de renvoi 5 pour une transmission à courroie. La broche 2 est montée sur deux colonnes verticales 9 permettant de faire varier sa hauteur par rapport à la table de travail. Sur la broche 2 est fixé un car ter 21 abritant la meule, qui sera en général du même type que celle représentée à la fig. 1.
Le bâti porte également une tourelle à genouillère 6 permet tant un positionnement de l'outil à affûter 12 dans toutes les directions au moyen des échelles 7 et 8 (fig. 3 et 4). L'outil 12 est fixé, comme dans l'exemple précédent, sur un coulisseau Il au moyen des trois vis 14, 15 et 16 du porte-outil 18. La tourelle 6 est montée sur la table 22 d'un chariot comprenant une vis micrométrique 23 permettant de le déplacer. L'extrémité du coulisseau 11, opposée au plateau, est pourvue d'une plaque verticale 24 contre laquelle vient presser un ressort hélicoïdal 25 comprimé entre cette plaque 24 et l'écrou moleté 26 disposé sur une tige 27 solidaire de la coulisse.
Deux vis à tête moletée 28 et 29 constituent les butées retenant le coulisseau 11 contre les coulisses. Ces vis permettent de régler la pression du ressort 25. La limite de l'usinage du diamant peut être fixée avec exactitude par le réglage de ces butées 28 et 29 en combinaison ou avec le déplacement provoqué par la vis micrométrique 23. L'outil est donc maintenu contre la meule par le ressort 25. Le chariot 22 est à son tour monté sur un coulisseau transversal 19 actionné par une bielle 20 engendrant un mouve ment de va-et-vient de l'outil par rapport à la meule. La mise en marche et le fonctionnement de la machine sont en principe les mêmes que décrits pré cédemment.
Il faut cependant signaler que dans le cas de l'affûtage, la meule peut tourner à des vitesses supérieures atteignant jusqu'à 20 000 tours/minute. On a également constaté que, contrairement à la méthode actuelle consistant à meuler l'outil dans le sens de son utilisation, on obtient de meilleurs résul tats en le meulant dans le sens inverse de son sens d'utilisation. On évite ainsi la formation de bavures sur l'arête de coupe du diamant. Les burins au dia mant affuté de cette manière permettent d'obtenir un meilleur poli du métal usiné.
Un avantage important de l'une ou l'autre des machines décrites réside dans le fait que le diamant peut être taillé ou affûté sans qu'il soit nécessaire de le dessertir de l'outil. La face active de la meule étant disposée horizontalement, elle peut être aisé ment contrôlée par l'usager, ce qui est notamment utile pour l'opération de taille.
Les machines-outils décrites peuvent toutefois être également utilisées pour les deux opérations et le polissage du diamant. En ce cas, on utilise de pré férence une meule en fonte de jet précédemment con sidérée et dont les pores constituent les irrégularités de la surface de la meule destinées à retenir la matière enlevée au diamant et entraînant ainsi par tiellement la recharge automatique de la meule.
Les machines-outils décrites peuvent également être utilisées pour affûter les outils en métal dur. Elles peuvent être montées sur le bord d'un établi.
Les machines décrites permettent donc d'effectuer des opérations de taillage, d'affûtage ou de polissage d'une manière plus rationnelle que jusqu'ici et avec une main-d'oeuvre sans qualification spéciale ; un seul ouvrier peut desservir plusieurs machines.
Machine tool for automatic dressing of diamond tools Making the diamond cutting edge of a cutting tool is a very delicate operation, which until now has generally been carried out by hand on a rotating disc, flat and polished, on which the worker spreads more or less fine diamond powder, depending on whether it is a question of cutting, sharpening or polishing the diamond. This operation is long and tedious. The manpower capable of carrying it out is scarce. On the other hand, the diamond powder used to feed the grinding wheel is not recoverable. All these factors contribute to the high costs incurred in the manufacture and maintenance of diamond tools.
However, devices have already been proposed for polishing hard objects of conical or spherical shape, for example made of diamond. In such devices, the object to be polished is carried by the end of a rotating sleeve and its part which is to be cut is kept in contact with a rotating iron disc, exhibiting fine scratches. This sleeve can be moved during operation of the device, alternatively, along a radius of the disc; its axis may be inclined with respect to this radius, but always in a plane perpendicular to said radius. Before each polishing, the surface of the disc is covered with olive oil containing, in suspension, diamond powder.
Such devices are not suitable for the automatic training of diamond tools because the attack of a diamond by an abrasive disc depends to a large extent on the angle at which the planes of crystallization of the diamond occur. relative to the plane of the disc. For certain values of this angle, it is the diamond which attacks the disc and not the disc which polishes the diamond. The condition imposed by this angle makes sharpening delicate and has long justified its manual practice. In addition, the need to cover the surface of the disk with emulsion diamond powder before each operation is a particularly expensive solution.
The object of the present invention is to provide a machine tool that takes account of the angular conditions described above, making it possible to automatically dress diamond tools and that only consume a small amount of diamond powder.
This machine tool comprises a frame on which are mounted a rotating grinding wheel and an orien table device arranged to carry the tool to the diamond, in which the latter is applied by a return force on the active face of the grinding wheel, characterized by the fact that the orientable device is arranged to move the tool longitudinally against the face of the grinding wheel, in a reciprocating motion, by describing a right segment and by the fact that the material constituting the grinding wheel has low depressions capable of retaining part of the material removed with the diamond during machining.
The appended drawing represents, by way of example, two embodiments of the machine.
Fig. 1 represents a first form. Fig. 2 represents a second form.
Figs. 3 and 4 respectively represent front and side views of the turret of the machine shown in FIG. 2.
The machine shown in fig. 1 comprises a frame 1 on which is fixed a rigid support 2 carrying a rotating grinding wheel 3 with vertical axis 4, and driven by a motor not shown using belts not on pulleys 5. The frame carries a toggle turret 6 of a known type, making it possible, using the scales 7 and 8, to orient the bracket 9 mounted cantilever on the turret, both around a vertical axis and around a horizontal axis so that the tool can occupy all the desired positions.
The bracket 9 is provided with a slide 10 in which can be moved the slide 11 integral with the tool holder 18 on which the tool 12 is fixed by means of three screws 14, 15 and 16. This tool carries the diamond 13 to its lower end. The position of the slide is adjustable in height by the screw 17 which rests on the stem 9. The bearing surface 18a of the tool holder 18 retaining the screws 14, 15 and 16 constitutes at the same time an auxiliary mass increasing the mass of the slide and by there the inertia of the tool.
The turret 6 is mounted on a slide 19 driven by a reciprocating movement by a connecting rod 20. The cantilevered mass formed by the bracket 9, the slide <B> 11 </B> and the tool holder 18 is balanced by a counterweight 21 fixed to the other end of the slide 19.
The diamond cutting takes place in the following manner. Tool 12 is first of all fixed on tool holder 18; the diamond 13 is not yet in contact with the plate 3, the slide 11 being retained by the screw 17. The motor is then started driving on the one hand the grinding wheel 3 and on the other hand the connecting rod 20. Then screw 17 is slightly unscrewed to bring diamond 13 into contact with the surface of grinding wheel 3.
For the reasons which were mentioned in the preamble, the operator successively presents the end of the diamond at various angles, in order to find the angle of attack of the diamond by the grinding wheel. He recognizes this angle from the sound produced by the contact between the grinding wheel and the diamond, a sound which is clearly different depending on whether the diamond attacks or is attacked by the grinding wheel.
As soon as the operator has completed this adjustment, the actual cutting of the diamond begins and the diamond is moved back and forth along a straight segment extending between the periphery of the diamond. grinding wheel and its central part.
The grinding wheel is made of a porous material, such as jet cast iron, the surface of which has depressions intended to retain thereon part of the material removed with the diamond.
This material is cited only as an example; it could be replaced by any material having a similar porosity.
The surface of this grinding wheel is first fed with diamond powder and then the size of the diamond tears particles from it which are distributed on the surface of the grinding wheel, thus producing a self-supply of powder.
This machine tool has two considerable advantages: on the one hand, the tool is not presented to the plate according to a determined circle, which would have the effect of locally eating the grinding wheel and does not allow to obtain a suitable size , and the tool is applied with a force consisting only of the weight of the tool 12, of the slide 11 and of the tool holder 18, this weight being chosen high enough so that the tool does not jerk on the grinding wheel.
On the other hand, it turned out that the 90% of the material removed with the diamond of the tool remains on the grinding wheel, the latter thus recharging itself, the necessary input being thus only about 10%,
which constitutes a considerable saving in diamond powder.
The second embodiment, shown in FIGS. 2, 3 and 4, comprises a frame 1 corresponding to the plane of the drawing, on which is mounted the spindle 2 carrying the rotary grinding wheel, driven by a motor, not shown, by means of a return device 3 comprising a coupling 4 and pulleys of return 5 for a belt transmission. The spindle 2 is mounted on two vertical columns 9 making it possible to vary its height relative to the work table. On the spindle 2 is fixed a housing 21 housing the grinding wheel, which will generally be of the same type as that shown in FIG. 1.
The frame also carries a toggle turret 6 so that the sharpening tool 12 can be positioned in all directions by means of the scales 7 and 8 (fig. 3 and 4). The tool 12 is fixed, as in the previous example, on a slide II by means of the three screws 14, 15 and 16 of the tool holder 18. The turret 6 is mounted on the table 22 of a carriage comprising a screw. micrometric 23 allowing it to be moved. The end of the slide 11, opposite the plate, is provided with a vertical plate 24 against which a helical spring 25 compressed between this plate 24 and the knurled nut 26 placed on a rod 27 integral with the slide is pressed.
Two knurled screws 28 and 29 constitute the stops retaining the slide 11 against the slides. These screws make it possible to adjust the pressure of the spring 25. The limit of the machining of the diamond can be fixed with exactitude by the adjustment of these stops 28 and 29 in combination or with the displacement caused by the micrometric screw 23. The tool is therefore held against the grinding wheel by the spring 25. The carriage 22 is in turn mounted on a transverse slide 19 actuated by a connecting rod 20 generating a back-and-forth movement of the tool relative to the grinding wheel. The start-up and operation of the machine are in principle the same as described above.
It should however be noted that in the case of sharpening, the grinding wheel can rotate at higher speeds reaching up to 20,000 revolutions / minute. It has also been observed that, unlike the current method consisting of grinding the tool in the direction of its use, better results are obtained by grinding it in the direction opposite to its direction of use. This prevents the formation of burrs on the cutting edge of the diamond. Chisels with a diamond sharpened in this manner provide a better polish of the machined metal.
An important advantage of either of the machines described is that the diamond can be cut or sharpened without it being necessary to remove it from the tool. The active face of the grinding wheel being arranged horizontally, it can be easily controlled by the user, which is particularly useful for the cutting operation.
The machine tools described can however also be used for both operations and diamond polishing. In this case, it is preferable to use a jet cast iron grinding wheel previously considered and whose pores constitute the irregularities of the surface of the grinding wheel intended to retain the material removed at the diamond and thus causing the automatic reloading of the grinding wheel. .
The machine tools described can also be used to sharpen hard metal tools. They can be mounted on the edge of a workbench.
The machines described therefore make it possible to perform cutting, sharpening or polishing operations in a more rational manner than hitherto and with labor without special qualification; a single worker can service several machines.