Appareil de polissage de surfaces La présente invention a pour objet un appareil de polissage de surfaces comprenant au moins deux dis ques de polissage d'axes parallèles et un support porte- pièce mobile sur lequel la pièce à polir est montée.
On sait que pour polir les surfaces extérieures de certains organes comme, par exemple, les boîtes de montres, on met ces organes en contact avec des disques recouverts de feuilles abrasives dont le grain peut être de plus en plus fin, et, lors de la dernière opération, on utilise un disque qui peut être recouvert d'une couche d'étain. On connaît des appareils destinés à permettre ces opérations qui comprennent d'une part un support pour un disque et ses organes d'entraînement et une barre de guidage réglable, parallèle à l'axe du disque, et d'autre part, un support mobile qui porte la pièce à polir et que l'on met en contact avec la barre de guidage,
la pièce à polir étant appuyée contre le disque.
Il n'a pas été possible jusqu'à maintenant de réaliser des appareils suffisamment précis et présentant une capacité d'adaptation suffisante pour effectuer automa tiquement plusieurs opérations de polissage successives sur une même pièce. Le but de l'invention est ainsi de réaliser un appareil permettant d'atteindre ce résultat.
Pour cela, l'appareil selon l'invention est caractérisé en ce que le support porte-pièce mobile est monté sur un arbre dont l'axe .est parallèle à ceux des disques et en ce que l'appareil comprend en outre des moyens de commande capables d'imprimer à l'arbre des mouve ments rotatifs oscillatoires autour de son axe successi vement de part et d'autre de positions moyennes ayant des orientations angulaires correspondant chacune à une position moyenne d'oscillation du support devant un des disques.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet appareil.
La. fig. 1 en est une vue en élévation latérale, une partie étant vue en coupe, la fig. 2 une vue en élévation frontale, montrant également ladite partie en coupe, et la fig. 3 une vue en coupe axiale de l'arbre oscillant et des organes qui le guident.
L'appareil représenté au dessin comprend un bâti 1 sur lequel pivotent deux disques circulaires 2 et 3 montés autour d'axes parallèles situés à la même hau teur. Ces deux disques sont de mêmes dimensions et leurs faces frontales sont situées dans un même plan. L'appareil comprend des organes d'entraînement (non représentés) capables de faire tourner simultanément les disques 2 et 3 dans le même sens ou, le cas échéant, en sens opposés à la même vitesse ou à des vitesses différentes, en cas de besoin.
Devant les disques 2 et 3 est monté un support 4 de forme générale cylindrique qui comporte une broche 5 traversant le support 4 de part en part et munie d'une pince 6 à son extrémité située du côté des disques 2 et 3. La pince 6 est agencée de façon à recevoir un fond de boîte de montre ou une autre pièce du même genre. Le cas échéant, elle peut être interchangeable de façon à permettre de monter sur la broche 5 des fonds de diffé rents types de boîtes. Ces boîtes peuvent être circulaires ou éventuellement d'une autre forme, par exemple car rée ou rectangulaire.
Dans le cas de boîtes circulaires, la broche 5 est libre en rotation autour de son axe tandis que si l'on désire polir, par exemple des flancs biseautés plans à la périphérie d'un fond de boîte carrée, on utili sera une broche susceptible d'être bloquée par rapport au support 4 dans des orientations qui correspondent aux surfaces à polir. Ces particularités de la broche 5 et du support 4 ne seront pas décrites en détail ici.
Le support 4 est monté sur un arbre oscillant 7 par l'intermédiaire d'un socle 8. Celui-ci présente à sa partie supérieure des organes de fixation et de réglage qui s'adaptent à l'embase 9 solidaire du support 4. Cette embase 9 est reliée au socle 8 par un pivot (non repré- senté) dont l'axe est perpendiculaire à celui de l'arbre 7, de sorte que la broche 5 et le support 4 peuvent être déplacés par rapport au socle 8 autour de cet axe.
Les détails de l'arbre 7 et des organes qui le suppor tent et le commandent sont représentés à la fig. 3. Le socle 8 est lié à l'arbre 7 en rotation par une goupille 10 qui traverse une fente diamétrale 11 pratiquée dans l'arbre 7. Cependant il peut coulisser axialement sous l'effet d'un ressort 12 qui s'appuie contre une collerette 13 solidaire de l'extrémité de l'arbre 7. Le manchon 14 à l'intérieur duquel est vissé le coussinet de palier 15 est fixé au bâti 1 de l'appareil.
La bride 16 qu'il présente à son extrémité gauche de la fig. 3 ferme de façon étan che l'extrémité droite du cylindre 17. Celui-ci se .termine à son autre extrémité par une partie en forme de man chon 18 à laquelle est assujetti un coussinet de palier 19 semblable au coussinet 15. Le cylindre 17 est égale ment fixé à l'intérieur du bâti 1 alors que le manchon 18 fait saillie à l'arrière de l'appareil comme on le voit à la fig. 1.
Des joints d'étanchéité annulaires 20, 21 et 22 font de l'espace délimité à l'intérieur du cylindre 17 par la paroi de ce cylindre, par les coussinets 15 et 19 et par l'arbre 7, une chambre étanche dans laquelle une pression d'air peut être maintenue. Cette chambre est reliée à un dispositif de commande pneumatique par des canaux 23 et 24 qui peuvent être reliés à des tuyaux souples (non représentés).
Un piston 25 est assujetti à l'arbre 7 par une vis 26 dont la pointe pénètre dans un logement de l'arbre, l'étanchéité entre la périphérie de ce piston et le cylindre 17 étant réalisée par deux joints d'étanchéité 27.
Le dispositif pneumatique que forme le piston 25 et le cylindre 17 permet de commander des déplacements axiaux de l'arbre 7 de telle façon que la pièce montée sur la pince 6 vienne appuyer sous l'effet du ressort 12 contre l'un ou l'autre des disques 2 ou 3 lorsque la pres sion de l'air se manifeste sur le côté droit du piston 25 (fig. 3),
cette pièce étant éloignée des disques lorsque la pression de l'air se manifeste sur la face gauche du pis ton 25 puisque l'extrémité de la fente 11 fait alors reculer le socle 8 avec le support 4.
A la fin du mouvement de recul de l'arbre 7, l'extré mité gauche de cet arbre entre en contact avec la butée mobile 48 du dispositif 49 qui est fixé dans un prolon gement tubulaire du carter 28 décrit plues loin. Le dis positif à butée mobile 49 est du genre décrit dans le brevet suisse N 395639.
Sous l'effet de la. force engen drée par la pression de l'air s'exerçant sur le côté droit du piston 25, la butée mobile 48 se déplace vers la gauche avec une vitesse constante, dont la valeur peut d'ailleurs être réglée, de même que la course de la butée. Le dispositif est ajusté de façon que l'extrémité gauche de l'arbre 7 entre en contact avec la butée 48 au moment où la pièce à polir se trouve à environ 2 mm du disque 2.
Le déplacement ultérieur s'effectue donc lentement et la pièce à polir entre en contact avec le papier abrasif fixé sur le disque 2 à une vitesse réduite, évitant ainsi le déchirement du papier. Une fois que la pièce est en contact avec le disque, l'arbre 7 se déplace encore légèrement de façon que la goupille 10 s'écarte de l'extrémité de la fente 11 contre l'action du ressort 12.
On peut régler la course d'armage du ressort au moyen d'une vis micrométrique que comporte le dispo sitif 49 et l'ajuster à une valeur prédéterminée, de l'ordre de quelques dixièmes de mm, de façon que la goupille 10 revienne en contact . avec l'extrémité de la fente 11 lorsque le papier abrasif a enlevé une épaisseur de ma tière prédéterminée. L'enlèvement de matière dû au meulage cesse automatiquement lorsque la goupille 10 a atteint le fond de la fente 11.
En variante, on peut aussi régler le dispositif à butée mobile 49 de façon que le déplacement de l'arbre 7, après le moment où la pièce est entrée en contact avec le disque, soit de l'ordre de 2 à 3 mm, si on le désire.
Le carter 28 est une pièce de fonderie qui est main tenue dans une position axiale fixe par la vis 29 dont l'extrémité intérieure pénètre dans une gorge 30 taillée tout autour du manchon arrière 18. La pièce 28 pré sente un alésage 31 qui est engagé sur le manchon 18 de sorte qu'elle est guidée en rotation coaxialement à l'arbre 7.
Elle est moulée avec un bras radial 32 qui est relié par une articulation 33 à une bielle 34. Celle-ci est arti culée à son tour sur un disque d'entraînement 35 qui est calé sur l'arbre d'un moteur (non représenté) de sorte que la rotation de ce disque fait osciller le carter 28 de part et d'autre d'une orientation moyenne déter minée par la longueur de la bielle 34 et fixée une fois pour toutes comme on le verra plus loin.
Le carter 28 présente un premier logement interne 36, de forme circu laire, coaxial à l'arbre 7, et un second logement interne 37 également de forme cylindrique, allongé, dont l'axe est contenu dans un plan perpendiculaire à l'arbre 7. Les deux extrémités de ce logement 37 sont fermées par des couvercles 38 et 39 qui présentent des ouvertures de raccordement 40 et 41 auxquelles sont reliées des tubulures souples (non représentées) d'alimentation en air comprimé.
A l'intérieur du logement 37 est disposée une crémaillère 42 dont les deux extrémités forment des pistons 43 et 44 adaptés au diamètre du logement 37 et munis de joints d'étanchéité. En amenant l'air com primé d'un côté ou de l'autre de la crémaillère 42 on déplace donc cette dernière d'un bout à l'autre du logement 37. Or, cette crémaillère se trouve en prise comme on le voit aux fig. 2 et 3 avec un pignon 45 qui est engagé dans le logement 36 et qui est solidaire en rotation de l'arbre 7 grâce à une goupille 46.
Celle-ci traverse une fente diamétrale 47 de l'arbre 7, de sorte qu'elle permet à ce dernier de se déplacer axialement comme expliqué plus haut.
On voit qu'en maintenant la pression de l'air sur l'un ou l'autre des côtés de la crémaillère 42, on rend cette crémaillère solidaire du carter 28. L'arbre 7 oscille donc avec ce carter de part et d'autre d'une orientation moyenne qui est déterminée par la position de la cré maillère dans le carter. En déplaçant la crémaillère d'un bout à l'autre de sa course, on modifie simplement l'orientation moyenne autour de laquelle l'arbre 7 oscille.
Le dispositif qui vient d'être décrit peut être com mandé par des moyens électropneumatiques selon un programme prédéterminé susceptible d'être fixé une fois pour toutes ou choisi selon les besoins. On peut, en particulier, déterminer le programme de façon que la séquence des opérations soit la suivante 1. La crémaillère étant dans une première position, déplacement du support 4 dans la fig. 1 de sorte que la pièce vient en contact avec le disque 2 et se déplace le long d'un chemin en arc de cercle passant à proximité du centre du disque et dont les deux extrémités sont voisines de la périphérie.
2. Après une première période de durée déterminée, déplacement de l'arbre 7 vers la droite.
3. Déplacement de la crémaillère entraînant un chan gement de l'orientation moyenne de l'arbre 7. 4. Déplacement de l'arbre 7 vers la gauche de telle façon que la pièce vienne en contact avec le disque 3 et effectue des oscillations symétriques à celles de la première période.
5. Arrêt du moteur d'entraînement du disque 35 dans une position déterminée de façon que la pièce se trouve, par exemple dans sa position la plus voisine du centre du disque 3 et soit maintenue, par exemple, trois secondes dans cette position.
6. Déplacement de l'arbre 7 vers la droite.
On peut équiper l'arbre 7 d'un dispositif qui assure une décroissance progressive et contrôlée de la pression avec laquelle la pièce appuie contre le disque 3 avant le déplacement de l'arbre 7 vers la droite. Ce dispositif peut comprendre un piston coulissant dans un cylindre et actionné pneumatiquement et une liaison entre le piston et la collerette 13 qui est ainsi rendue indépen dante de l'arbre 7, tandis que le cylindre est solidaire de cet arbre. Il suffit dès lors de commander un déplace ment lent de ce piston, avec entraînement de la colle rette 13, pour détendre le ressort 12 et par conséquent provoquer une diminution de la pression avec laquelle la pièce est appuyée contre le disque 3.
Dans l'appareil décrit, le support 4 de la broche 5 est solidaire d'un arbre dont les dispositifs de pivotement sont eux-mêmes parfaitement fixes, de sorte que cet arbre est capable de présenter la pièce montée sur la pince 6 dans des positions rigoureusement identiques devant le disque 2 et devant le disque 3. Toute variation due à des jeux d'organes mobiles est exclue. Il en résulte que l'appareil peut être utilisé même pour effectuer les étapes de polissage les plus délicates que l'on rencontre lorsqu'on désire obtenir un poli-miroir sur une pièce, par exemple sur une boîte de montre. Le disque 2 peut être garni d'un papier abrasif, par exemple de type 600 et le disque 3 d'une couche d'étain, réalisée par coulée selon la technique habituelle.
La grande préci sion que permet l'appareil grâce à sa construction, assure une réalisation correcte de ces deux dernières opérations, ce qui n'avait pas encore été .rendu possible jusqu'à maintenant.
Les paliers des disques 2 et 3 sont munis de dispo sitifs assurant un rattrapage automatique des jeux. Com me ils travaillent constamment en supportant la pression axiale exercée par le ressort 12, leur position axiale est rendue strictement invariable grâce à la présence de ces dispositifs de rattrapage, de sorte que la pression axiale exercée par le :ressort 12 est rigoureusement constante.
Pour éviter toute irrégularité dans la pression d'appui des pièces contre les disques de polissage, on peut pré voir une exécution différente de celle qui a été décrite précédemment pour le support 8 et son montage sur l'ar bre 7. Dans une telle forme d'exécution, l'arbre 7 porte à son extrémité arrière un équipage fixe comportant deux barres cylindriques parallèles à l'arbre 7 et reliées par des traverses d'extrémité dont l'une est rigidement fixée à cet arbre. Le support 8 est alors monté coulissant sur ces barres par l'intermédiaire de roulements à aiguil les, à galets ou d'un autre type.
Dans cette forme d'exé cution, le ressort 12 s'appuie alors sur la traverse arrière de l'équipage fixe et sur le support 8, ce dernier pré sentant à son extrémité avant une tête de butée qui, nor malement, c'est-à-dire tant que l'arbre 7 est en position reculée appuie contre l'extrémité arrière de l'arbre. Ce montage assure une meilleure transmission de la pres sion dans les positions extrêmes du support. On a cons- taté, en effet, que dans ces positions extrêmes, fortement désaxées, le couple dû au poids du support soumettait la goupille 10 à une force latérale considérable qui la pressait contre le bord de la fente 11.
Dans une autre forme d'exécution encore, on pour rait revêtir les deux disques décrits d'un papier abrasif ou les remplacer par des meules.
Enfin, on peut encore monter l'arbre de l'un des dis ques 2, 3 sur des paliers dont l'un est guidé par une goupille perpendiculaire à son axe alors que l'autre peut être ajusté au moyen de vis micrométriques. Cette disposition permet de remédier aux déformations dissy métriques que peuvent subir les pièces à polir au contact du premier disque, par suite d'un échauffement non par faitement uniforme. Dans certains cas, notamment lors que les pièces à polir sont de petites dimensions, on a constaté qu'il était avantageux d'entretenir la broche 5 en rotation indépendamment des disques 2 et 3 plutôt que de la laisser tourner par le frottement avec eux.
Ainsi on peut monter un petit moteur auxiliaire sur le bâti de la machine et relier la broche 5 à ce moteur au moyen d'un arbre flexible d'un type connu.