Rectifieuse pour cônes et cylindres La présente invention a pour objet une rectifieuse pour cônes et cylindres.
La rectification externe de cônes et de cylindres s'effectue actuellement à l'aide de rectifieuses dont la table, animée d'un mouvement de va-dt vient, porte une table secondaire portant la pièce à rectifier entre pointes et qui est déplaçable angulairement par rapport à la table principale, de manière à pouvoir ajuster l'ant- gle au sommet du cône à rectifier.
La rectification, de cônes et de cylindres effectuée dans ces conditions nécessite, lorsque l'on désire obte nir des grandes précisions de 1 angle au sommet du cône rectifié, un ajustement fréquent de la position angulaire de la table secondaire par rapport à la table principale. Généralement, la variation de cette position angulaire étant due aux phénomènes thermiques, il faut répétez cet ajustement périodiquement.
Pour obtenir des précisions meilleures que le mi cron sur des cônes d'une longueur de quelques dizaines de centimètres, il devient extrêmement difficile de pro céder aux ajustements angulaires périodiques de la table secondaire par rapport à la table principale.
Pour remédier a cet inconvénient et pour éviter l'ajustement angulaire fréquent de la table secondaire par rapport à la table principale, <B>il</B> a été proposé de construire la contre-pointe de manière qu'elle puisse être approchée ou éloignée de l'axe de la pièce à recti fier, sur une faible distance pour permettre un ajuste ment plus fin de la position de la pièce par rapport à la meule.
Cette disposition facilite grandement le réglage de la rectifieuse mais ne résout pas le problème de l'ajus tement fréquent de la position de la pièce en travail par rapport à la meule.
Actuellement cet ajustement doit toujours être effectué à la main et nécessite une main-d'oeuvre haute ment qualifiée. La présente invention a pour objet une rectifieuse pour cônes et cylindres dont la table secondaire portant la pointe présente une contre-pointe déplaçable perpen diculairement à son axe, caractérisée par un dispositif de mesure porté par la table secondaire comportant au moins deux détecteurs espacés l'un de l'autre et destinés à mesurer deux diamètres d'une pièce en travail à la fin de chaque passe d'usinage,
un dispositif d'actionne- ment de la contre-pointe dans ses déplacements succes sifs sur la table secondaire et un dispositif de comman de du dispositif d'actionnement.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme particulière de la rectifieuse selon la présente invention.
La fig. 1 illustre très schématiquement la rectifieuse externe vue de dessus.
La fig. 2 est une vue partiellement en coupe de la contre-pointe de la rectifieuse.
La fig. 3 est une élévation en bout de la contre- pointe illustrée à la fig. 2.
La fig. 4 est un schéma de principe du dispositif d'asservissement et/ou de commande des déplacements de la contre-pointe, dans un plan perpendiculaire à son axe.
Les fig. 5 et 6 sont des diagrammes représentant les différentes données géométriques nécessaires au calcul de l'asservissement des déplacements de la contre pointe.
La rectifieuse illustrée aux fig. 1 à 3 est prévue pour la .rectification de surfaces coniques ou cylindri ques externes. A l'instar des rectifieuses de ce type, elle comporte une meule 1 entraînée en rotation à l'aide d'un moteur M.
Cette rectifieuse comporte encore une table 2 pouvant effectuer, sous l'action d'un dispositif d'entraînement non illustré, dies déplacements de va-et- vient le long de glissières 3 qui dans l'exemple illustré sont disposées parallèlement à l'axe de rotation de la meule 1.
Cette table principale 2 porte une table secon daire 4 déplaçable angulairement par rapport à la table 2. Généralement, une graduation 5 est portée par la table 2 disposée en regard d'un vernier 6 porté par la table secondaire 4 de manière à pouvoir lire l'angle que forme l'axe de la table secondaire 4 par rapport à la direction des glissières 3.
Cette table secondaire 4 porte une poupée porte- pièce comportant une pointe 7 ainsi qu'une contre- pointe 8. La pointe 7 est tout à fait classique et ne sera pas décrite ici, par contre la contre-pointe 8 présente la particularité d'être pivotée suivant un axe parallèle à l'axe passant par la pointe 7 et la contre-pointe 8.
En effet, cette contre-pointe est montée sur un bâti 9 d'une façon classique et sa position axiale par rapport à ce bâti est réglable. Ce bâti est monté sur un socle 10 solidaire de la table secondaire 4 par l'intermédiaire d'un axe 11 et d'un coin 12. De cette façon, tout dépla cement longitudinal du coin 12 provoque un pivote- ment autour de l'axe 11 du bâti 9.
L'axe de pivote ment du bâti est rigoureusement parallèle à l'axe de la contre-pointe 8 et le déplacement angulaire du bâti 9 étant très faible, correspondant à des déplacements de l'ordre de quelques microns, voire de dixièmes de micron de la contre-pointe, cette contre-pointe se dépla ce pratiquement dans un plan horizontal et suivant une direction perpendiculaire à l'axe de 1a contre-pointe.
Le coin 12 est soumis à l'action d'un ressort dé rappel 13 tendant à le maintenir en contact avec un poussoir. Dans les rectifieuses existantes de ce type, les déplacements longitudinaux du coin 12 sont comman dés â l'aide du poussoir, constitué par une vis micromé trique 14, dont l'extrémité coopère avec une face fron tale du coin 12.
Pour éviter que les vibrations dues à la rectification d'une pièce ne provoquent des déplacements angulai res du bâti 9 par rapport au socle 10, ces deux parties sont reliées à l'aide de boulons vissés dans le bâti 9 et prenant appui sur le socle 10 par l'intermédiaire de rondelles à ressorts.
Les fis-Y. 5 et 6 représentent une pièce schématisée, dont l'anzle au sommet est fortement exagéré pour les besoins du dessin. maintenue entre pointes. La position de la pièce illustrée en traits pointillés correspond à celle qu'elle occupe, après que la rectification a été poursuivie jusqu'à ce que la génératrice de la pièce en contact avec la meule soit parallèle à la direction de dé- placement longitudinal de la table 2,
tandis que la posi tion de la pièce illustrée en traits pleins correspond à celle qu'elle occupe lorsque la rectification est terminée et que la contre-pointe 8 a été déplacée latéralement d'une valeur e à cet effet.
Pour pouvoir commander automatiquement les dé placements latéraux de la contre-pointe en vue d'obte nir une pièce rectifiée aux cotes désirées., il faut établir une relation entre la valeur de ce déplacement latéral de la contre-pointe, les paramètres géométriques désirés de la pièce et des paramètres géométriques mesurables sur la pièce en travail.
Si : r1 ; dl est un rayon, respectivement un diamètre, de la pièce en travail à proximité de la pointe 7, r2 ; d2 est un rayon, respectivement un diamètre, de la pièce en travail à proximité de la contre-pointe, Ll la distance séparant les deux diamètres dl et d2, 4 la distance entre-pointes, a. la conicité à l'axe désirée (valeur de consigne), b. la conicité à l'axe mesurée.
Si en outre: on affecte les indices prime aux para mètres relatifs à la position de la pièce illustrée en traits pleins à la fig. 5 c'est-à-dire à la position de celle-ci correspondant à sa rectification parfaite, on peut écrire
EMI0002.0088
et en admettant, ce qui est réalisé en pratique, que les angles a et b sont très peu différents, on peut écrire sans introduire d'erreur perceptible
EMI0002.0091
et en remplaçant (1) et (2) dans (4) on.
obtient
EMI0002.0093
Dans cette dernière expression (5) le déplacement e de la contre-pointe 8 à partir de sa position coaxiale avec la pointe 7 est donné comme étant une constante,
EMI0002.0099
aos2 (a) ne dépendant que des paramètres désirés de la pièce à rectifier et de la disposition de l'appareillage,
qui multiplie un premier terme dépendant uniquement de l'appareillage et des paramètres désirés de la pièce à rectifier et un second terme dépendant de deux mesu res, délivrées par un dispositif de mesure de la pièce en cours de rectification. Ce dispositif de mesure com porte notamment deux détecteurs mesurant les diamè tres dl et d2 respectivement de la pièce en travail.
Connaissant donc les caractéristiques désirées de la pièce et les données instrumentales, le déplacement e est déterminé par la simple différence de deux mesures de diamètre de la pièce en cours de rectification.
La mesure des diamètres. dl et d2 de la pièce ne peut toutefois pas se faire en continu du fait que la rectification s'exécute par passes successives. La lecture de la différence de diamètre serait en effet erronée, si le détecteur mesure une des extrémités de la pièce ayant subi une passe d'usinage de plus que l'autre ex trémité mesurée par le second détecteur.
On ne peut donc pour obtenir un fonctionnement correct du dispositif d'asservissement qu'effectuer une commande intermittente et non pas continue.
Suivant les réalisations, les détecteurs de diamètres seront soit continuellement en contact avec la pièce à mesurer, soit amenés en contact avec celle-ci à la fin de chaque passe de rectification. De toute façon, ces détecteurs ne fournissent des indications relatives aux diamètres dl, respectivement d2 qu'entre deux passes d'usinage et jamais pendant l'exécution d'une passe.
La fig. 4 illustre très schématiquement un schéma de réalisation possible du dispositif d'asservissement des déplacements latéraux de la contre-pointe 8.
Ce dispositif comporte deux détecteur 16, 17 délivrant des signaux proportionnels aux rayons ri, r2 de la pièce en cours de rectification. Ces signaux il, 4 sont com posés dans un comparateur 18 qui fournit un signal (il-in) égal à la différence de ces deux signaux il et i2. Ce signal (il-i2)
définissant la conicité de la pièce en cours de rectification est comparé à l'aide d'un compa- rateur 19 à une valeur de consigne Ll. tg (a) qui définit la conicité désirée de la pièce en cours de rectification.
Ce comparateur 19 délivre un signal i, correspondant à l'écart entre la valeur représentant la conicité réelle et la conicité désirée de la pièce. Enfin ce signal ie est amplifié à l'aide d'un amplificateur 20 présentant un gain
EMI0003.0040
pour former le signal d'erreur Ie déterminant la <RTI
ID="0003.0045"> valeur e dont doit être déplacée la con tre-pointe 8. Les éléments 16, 17, 18, 19 et 20 décrits ci-dessus constituent en fait un calculateur.
Le dispositif d'asservissement comporte encore un servomécanisme, commandé par ce signal d'erreur Ie, et qui comprend un détecteur de position 21 délivrant un signal ip correspondant à l'écart de la contre-pointe 8 lors de sa position de zéro ou de référence, pour laquelle elle est par exemple coaxiale à la pointe 7 ;
un comparateur 22 alimenté par le signal d'erreur Ie et par le signal de position i, et délivrant un signal i, qui est amplifié en 23 pour former le signal de commande I, commandant un moteur 24 dont l'arbre est relié à l'aide d'un réducteur à engrenage 25 à la vis 14 action nant le coin 12.
Le fonctionnemenlt du dispositif d'asservissement décrit est le suivant Lorsqu'une passe de rectification est terminée, un mécanisme nom décrit met les. détecteurs 16, 17 en po sition de service et ceux-ci délivrent des signaux il et i2 correspondant aux diamètres dl et d2 d'une pièce en travail. Puis.
à l'aide des comparateurs 18 et 19 et de l'amplificateur 20, le signal d'erreur Ie est formé à par tir de ces signaux ii et i2 et du signal de consigne Ll . tg (a).
Ce signal d'erreur Ie alimente le servomécanisme de la contre-pointe 8 et provoque ainsi le déplacement latéral de cette contre-pointe d'une valeur e déterminée par ledit signal d'erreur I8.
Les détecteurs sont ensuite replacés dans leur posi tion inactive, après avoir immobilisé la contre-pointe 8 dans sa position .atteinte, et une nouvelle passe die recti fication est exécutée. Cette nouvelle passe étant terminée, une nouvelle mesure est effectuée et un nou veau déplacement de la contre-pointe 8 est commandé. La pièce est ainsi amenée jusqu'à la conicité désirée par pas successifs.
Il faut remarquer qu'une erreur sur la valeur de consigne Ll . tg (a) introduit une erreur sur la conicité de la pièce terminée. Comme il est peu probable que ce paramètre de réglage puisse être déterminé très exactement, la pre mière pièce servira à étalonner le dispositif d'asservis sement. Cette première pièce sera amenée à la conicité désirée en faisant varier la valeur de la grandeur de consigne Ll. tg (a).
Une fois la machine ainsi réglée, les pièces suivantes peuvent être effectuées entièrement au tomatiquement.
La stabilité et la rapidité de travail sont ajustées au moyen du gain
EMI0003.0112
de l'amplificateur 20. Un gain trop élevé donnera lieu à une surcompensation et on approchera de la conicité désirée en oscillant autour de cette valeur. Avec un gain trop faible par contre, on approchera de la conicité désirée en restant toujours du même côté de cette valeur. Avec une très légère sous-compensation, on obtient les meilleurs ré sultats pratiques.
Des variantes du dispositif d'asservissement peuvent être prévues dans lesquelles le calculateur pourrait être simplifié. Ce calculateur pourrait par exemple ne four nir qu'une indication relative au sens des déplacements successifs de la contre-pointe, l'amplitude de ces dépla cements étant fixe. Dans ce cas, après chaque passe de rectification,
une mesure des diamètres dl et d2 est ef fectuée et le calculateur fournit une indication relative au sens du déplacement de la contre-pointe 8. Cette contre-pointe est alors déplacée, après chaque passe de rectification, d'une valeur fixe, dans le sens indiqué par le calculateur.
La valeur de chaque déplacement de la contre-poin- te 8 peut être réglable, car l'influence du déplacement de la contre-pointe sur la conicité est différente suivant la valeur du rapport
EMI0003.0139
et de l'angle (a).
En outre, l'amplitude d'un déplacement de la con tre-pointe introduit un effet au plus égal à la tolérance prévue pour la conicité de la pièce. Enfin, une plage d'insensibilité autour de la valeur désirée correspondant à la précision requise provoque l'arrêt de la Tectifica- tion une fois la conicité désirée atteinte,
c'est-à-dire lorsque l'amplitude du signal délivré par le calculateur tombe en dessous d'une valeur préétablie.
Un tel réglage par échelons constant peut être long si en début de travail la pièce présente une conicité très différente de sa conicité désirée. Pour pallier cet in convénient, le calculateur peut, en plus de l'indication de sens, délivrer une indication relative à l'amplitude du déplacement de la contre-pointe ; ceci en provo quant des déplacements successifs<B>de</B> la contre-pointe qui soient une fonction de l'erreur, mais qui ne soient pas proportionnels à cette erreur.
On obtient ainsi un réglage par échelons variable, qui permet une rectifica- tion beaucoup plus rapide. La valeur des échelons peut, par exemple, être déterminée de la façon suivante pour une erreur de 1 à 2 gm la correction sera de 1 gin pour une erreur de 0,5 à 1 #tm la correction sera de 0,5 #tm pour une erreur de 0,4 à 0,5 gm la correction sera de 0,1 #tm L'amplitude du signal d'erreur le ne détermine plus, à proprement parler, l'amplitude du déplacement de la contre-pointe,
mais sélectionne une valeur d'éche lons à l'intérieur d'une gamme préétablie.
Dans le cas de ces deux variantes de réglage, par échelons constant ou par échelons variable, il suffit de régler l'amplitude de ces échelons grossièrement en fonction de
EMI0004.0003
pour obtenir un fonctionnement satis faisant du dispositif d'asservissement.
Il est évident qu'avec le dispositif décrit, il est pos sible de rectifier des cylindres. En effet dans ce cas la valeur de consigne Ll tg (a) est égale à zéro et le signal i,, est constitué par la différence des signaux 1, et i_,.
Etant donné que de toute façon les déplacements de la contre-pointe 8 sont toujours très petits, on peut dans une variante actionner soit le coin 12 soit direc tement le bâti 9 de la contre-pointe 8 à l'aide d'un barreau magnétostrictif, qui remplace le moteur et le réducteur illustrés au dessin.