La présente invention se rapporte aux rectifieuses utilisées pour le surfaçage de précision, le prépolissage et éventuellement le polissage de pièces planes en matières diverses tel le corindon, le quartz, le métal dur, l'acier, le laiton, etc.
Les rectifieuses de ce type actuellement utilisées comportent une broche horizontale rotative portant une plaque sur laquelle les pièces à rectifier sont fixées par collage par exemple. Une fraise diamantée d'axe horizontal est placée en regard de cette plaque de telle sorte que sa périphérie diamantée passe par l'axe de la broche. Lors de la rotation de la broche et de la meule, on rapproche la meule de la plaque et usine ainsi progressivement les pièces portées par cette plaque.
L'inconvénient majeur de telles machines réside dans le fait que pour obtenir le fini de surface désiré on est obligé d'utiliser deux à trois meules de granulométrie différentes successivement Ceci nécessite donc plusieurs machines, et un travail en reprise qui entraîne de grands temps morts.
Le but de la présente invention est de réaliser une rectifieuse permettant un travail plus rapide et évitant les travaux de reprise.
La présente invention a pour objet une rectifieuse pour le surfaçage de précision de pièces planes en matières diverses qui se distingue par le fait qu'elle comporte, montée sur un bâti, un plateau horizontal rotatif comportant au moins trois posages, répartis concentriquement sur ce plateau, destinés à recevoir les pièces à usiner et au moins deux broches rotatives d'axe vertical entraînant des meules diamantées dont la zone d'usinage vue en plan, recouvre la zone annulaire du plateau où sont fixés les posages, et par le fait qu'elle comporte encore un dispositif d'entraînement en rotation du plateau, des dispositifs de réglage de la distance des meules par rapport au plateau et un dispositif d'entraînement en rotation de chaque broche.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de la rectifieuse selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue générale en perspective.
La fig. 2 en est une coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est un détail en coupe illustrant le blocage du réglage grossier en hauteur des broches.
La fig. 4 est un schéma en plan illustrant les positions relatives des broches et du plateau.
La fig. 5 est un détail illustrant la position d'une meule par rapport à un posage du plateau.
La fig. 6 est une vue en coupe du plateau.
La fig. 7 est une vue schématique en coupe suivant la ligne Vil-Vil de la fig. 6, illustrant l'entraînement en rotation du plateau.
La rectifieuse pour le surfaçage et le prépolissage de pièces en matières diverses illustrée comporte un bâti 1, sur lequel est monté un plateau rotatif 2, d'axe vertical, muni de plusieurs posages 3 (cinq dans l'exemple illustré) sur lesquels des pièces planes à usiner 4 peuvent être fixées de façon connue, par collage ou par une fixation magnétique, mécanique, etc.
En référence à la fig. 6 on voit que le plateau 2 est fixé à l'aide de vis 5 sur un noyau rotatif 6 pivoté sur le bâti 1 par l'intermédiaire de surfaces d'appuis grattées 7, des gorges 8 assurant un apport d'huile constant à ces surfaces de glissement 7. Un axe vertical 9 chassé dans le bâti 1 est pivoté sur le noyau 6, assure le centrage du plateau 2.
La position angulaire du plateau 2 par rapport au noyau 6 peut être facilementmodifiée en retirant les vis 5 et en les vissant dans des taraudages différents du noyau. Différents types de posages 3 sont illustrés à la fig. 6, un posage magnétique 3a, un posage par dépression 3b, et un posage mécanique 3c.
Un vérin hydraulique 10 permet de solidariser le noyau 6 avec le bâti 1 pour empêcher toute rotation du plateau 2.
Une bague 11 pivotée librement autour du noyau 6 peut être solidarisée en rotation de celui-ci à l'aide d'un vérin hydraulique 12.
Le dispositif d'entraînement en rotation du plateau illustré à la fig. 7 comporte un vérin hydraulique moteur à double effet 13 dont le piston 14 entraîne une tige 15 dépassant des deux côtés du vérin. Une bande ou ruban métallique flexible 16, enroulée autour de la bague 11 et fixée à celle-ci, est fixée par chacune de ses extrémités à une extrémité de la tige 15 du vérin 13. Ainsi, lorsque le vérin 12 est en position active, que le vérin 10 est en position inactive, le plateau 2 est entraîné en rotation par tout déplacement linéaire du piston 14 du vérin 13.
La rectifieuse illustrée comporte encore plusieurs broches B rotatives (trois dans l'exemple illustré) d'axe vertical disposées en regard du plateau et permettant l'entrâînement en rotation de meules diamantées. Chaque broche B est autonome et comporte une unité 17 fixée sur deux colonnes 18 montées coulissantes dans le bâti 1. L'une de ces colonnes 18 est soumise à l'action d'un vérin de contrepoids 19 tendant à compenser le poids de l'unité 17. L'autre colonne 18 est filetée intérieurement et coopère avec une vis 20 pivotant dans le bâti et entraînée en rotation par un volant 21 par l'intermédiaire d'un axe 22 et d'engrenages coniques 23, 24. La hauteur de l'unité porte-broche 17 peut être réglée grossièrement par rapport au bâti 1 à l'aide de cette liaison 20 à 24.
La fig. 3 illustre un dispositif de blocage des colonnes 18 sur le bâti 1 pour assurer la rigidité de l'ensemble du bâti et de l'unité porte-broche lorsque la rectifieuse est en travail. Ce dispositif de blocage comporte une vis 25 actionnée par un levier 26, traversant un poulet 27 et vissée dans un second poulet 28 tous deux logés dans un alésage 29 du bâti. Ces poulets 27, 28 comportent des pans inclinés qui, lorsque l'on visse la vis 25 viennent s'appliquer à force contre les colonnes 18.
Chaque broche B comporte un fourreau 30 monté coulissant dans l'unité porte-broche 17, soumis à l'action de ressorts de reappels 31 tendant à le déplacer vers le haut. Ce fourreau 30 est solidarisé d'une plaque 32 prenant appuis par l'intermédiaire d'un roulement de butée 33 contre une butée réglable en hauteur 34. Cette butée 34 est en effet constituée par l'exíré- mité frontale d'une vis 35 vissée dans un taraudage de l'unité porte-broche 17 et solidaire d'un volant 36. Ce fourreau 30 comporte encore un doigt 37 émergeant hors de l'unité portebroche 17 et coopérant avec un comparateur 38 fixé sur la dite unité 17. Ainsi les déplacements du fourreau 30 par rapport à l'unité 17 obtenu par la rotation du volant 36 peuvent être contrôlés avec grande précision.
Le fourreau 30 porte un quill rotatif 39 présentant à sa partie frontale un mandrin 40 ou autre organe permettant la fixation d'un outil, notamment d'une meule diamantée 41. Ce quill 39 est muni à son extrémité arrière d'une poulie 42. Une courroie 43 entraîne cette poulie 42 à partir d'une poulie 44 fixée à l'arbre moteur d'un moteur électrique 45 fixé sur l'unité porte-broche 17.
Ce moteur 45 peut être à vitesse variable par palier ou de façon continue ou s'il s'agit d'un moteur à vitesse fixe, les poulies 42 et 44 sont des poulies à étages de manière à pouvoir disposer de plusieurs vitesses de rotation du quill 39. E est à remarquer (voir fig. 5) que le plan formé par les pièces à usiner 46 portées par un posage 3 du plateau 2 forme un angle de quelques degrés au plus avec le plan défini par la couronne de coupe 47 de la meule diamantée 41 de manière à ce que seul l'un des côtés de cette meule soit en contact avec les pièces à usiner.
On remarque également sur la fig. 4 que les posages 3 se déplacent lors de la rotation du plateau 2 dans une zone annulaire passant à l'intérieur des zones d'usinage des meules 41.
L'arrosage de la zone d'usinage peut être obtenu par un liquide d'arrosage amené par un conduit 48 passant par l'axe creux du quill 39.
Il est à remarquer que le nombre de posages 3 est toujours supérieur au nombre de broches B de façon que les pièces usinées puissent être retirées et remplacées par des pièces à usiner sans que la rectifieuse doive être arrêtée.
Les meules diamantées utilisées sont généralement différentes sur les trois broches, et leur réglage en profondeur également de manière à effectuer au premier poste de travail un rectifiage d'ébauche, au second poste de travail un rectifiage de semi-finition et enfin au troisième poste de travail une finition ou un prépolissage voir un polissage des pièces à usiner.
Pour chaque course du vérin 13 on provoque une avance d'un pas, un cinquième de tours du plateau dans l'exemple illustré. On solidarise le noyau 6 avec le bâti 1 et on libère la bague 11 pendant la course rapide de recul du vérin 13 puis l'avance lente, quelques centimètres par minute, recommence.
De préférence la disposition des posages par rapport au meules 41 est telle qu'un posage soit en position d'usinage devant chaque meule.
Pour gagner du temps on peut avoir deux vitesses d'avance du plateau, une vitesse rapide pour amener trois posages en positions de début d'usinage puis une vitesse lente pour l'usinage proprement dit. On reprend la vitesse rapide après l'usinage des pièces pour finir le cycle.
Les avantages principaux de cette rectifieuse sont les suivants:
1. Il n'est plus nécessaire de faire un travail en reprise; toutes les passes d'usinage successives nécessaire s'effectuant les unes après les autres sans qu'il soit nécessaire de régler les broches ou de toucher aux pièces fixées sur les posages.
2. Comme il y a toujours au moins un posage de plus que de broches la rectifieuse ne doit pas être arrêtée pour l'enlèvement des pièces usinées le nettoyage du posage et la mise en place de nouvelles pièces à usiner.
3. Grâce à la conception de cette rectifieuse on obtient un usinage plus précis et plus rapide.
Il est évident que dans des variantes on peut prévoir des rectifieuses ayant seulement deux broches et au moins trois posages ou alors un nombre supérieur à trois broches suivant le nombre de passe et d'opérations de surfaçage et de finition que l'on veut pouvoir effectuer.
L'entraînement en rotation du plateau pourrait être réalisé de façon différente, par exemple par une crémaillère ou par un moteur électrique ou hydraulique et un train d'engrenage réducteur. Toutefois pour de faibles vitesses angulaires, le système d'actionnement par une bande flexible évite les accoups et permet un entraînement très régulier.
The present invention relates to grinding machines used for precision surfacing, pre-polishing and possibly the polishing of flat parts made of various materials such as corundum, quartz, hard metal, steel, brass, etc.
The grinding machines of this type currently in use comprise a rotary horizontal spindle carrying a plate on which the parts to be ground are fixed by gluing, for example. A diamond bur with a horizontal axis is placed opposite this plate so that its diamond periphery passes through the axis of the spindle. During the rotation of the spindle and the grinding wheel, the grinding wheel is brought closer to the plate and thus gradually machines the parts carried by this plate.
The major drawback of such machines lies in the fact that in order to obtain the desired surface finish, it is necessary to use two to three grinding wheels of different grain sizes successively.This therefore requires several machines, and work in rework which leads to great downtime. .
The object of the present invention is to provide a grinding machine allowing faster work and avoiding rework work.
The present invention relates to a grinding machine for the precision surfacing of flat parts in various materials which is distinguished by the fact that it comprises, mounted on a frame, a rotary horizontal plate comprising at least three positions, distributed concentrically on this plate. , intended to receive the parts to be machined and at least two rotating spindles with a vertical axis driving diamond grinding wheels, the machining area of which, seen in plan, covers the annular area of the plate where the fixtures are fixed, and by the fact that it further comprises a device for driving the plate in rotation, devices for adjusting the distance of the grinding wheels relative to the plate and a device for driving each spindle in rotation.
The appended drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the grinding machine according to the invention.
Fig. 1 is a general perspective view.
Fig. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1.
Fig. 3 is a sectional detail illustrating the blocking of the coarse height adjustment of the pins.
Fig. 4 is a plan diagram illustrating the relative positions of the pins and the tray.
Fig. 5 is a detail illustrating the position of a grinding wheel relative to a setting of the plate.
Fig. 6 is a sectional view of the plate.
Fig. 7 is a schematic sectional view taken along the line Vil-Vil of FIG. 6, illustrating the drive in rotation of the plate.
The grinding machine for surfacing and grinding of parts of various materials illustrated comprises a frame 1, on which is mounted a rotary plate 2, of vertical axis, provided with several positions 3 (five in the illustrated example) on which parts planes to be machined 4 can be fixed in a known manner, by gluing or by magnetic, mechanical, etc. fixing.
With reference to FIG. 6 we see that the plate 2 is fixed by means of screws 5 on a rotary core 6 pivoted on the frame 1 by means of scraped bearing surfaces 7, grooves 8 ensuring a constant supply of oil to these sliding surfaces 7. A vertical axis 9 driven into the frame 1 is pivoted on the core 6, ensures the centering of the plate 2.
The angular position of the plate 2 relative to the core 6 can be easily changed by removing the screws 5 and screwing them into different threads of the core. Different types of fixtures 3 are illustrated in FIG. 6, a magnetic setting 3a, a vacuum fitting 3b, and a mechanical setting 3c.
A hydraulic cylinder 10 makes it possible to secure the core 6 with the frame 1 to prevent any rotation of the plate 2.
A ring 11 pivoted freely around the core 6 can be secured in rotation to the latter using a hydraulic cylinder 12.
The device for driving the plate in rotation illustrated in FIG. 7 comprises a double-acting hydraulic motor cylinder 13, the piston 14 of which drives a rod 15 projecting from both sides of the cylinder. A flexible metal band or tape 16, wound around the ring 11 and fixed to the latter, is fixed by each of its ends to one end of the rod 15 of the jack 13. Thus, when the jack 12 is in the active position, that the cylinder 10 is in the inactive position, the plate 2 is driven in rotation by any linear movement of the piston 14 of the cylinder 13.
The illustrated grinding machine also comprises several rotating spindles B (three in the example illustrated) with a vertical axis arranged opposite the plate and allowing the rotation of diamond grinding wheels. Each spindle B is autonomous and comprises a unit 17 fixed on two columns 18 slidably mounted in the frame 1. One of these columns 18 is subjected to the action of a counterweight jack 19 tending to compensate for the weight of the unit 17. The other column 18 is internally threaded and cooperates with a screw 20 pivoting in the frame and driven in rotation by a flywheel 21 via an axis 22 and bevel gears 23, 24. The height of the spindle unit 17 can be roughly adjusted relative to the frame 1 using this connection 20 to 24.
Fig. 3 illustrates a device for blocking the columns 18 on the frame 1 to ensure the rigidity of the whole frame and the spindle unit when the grinding machine is in operation. This locking device comprises a screw 25 actuated by a lever 26, passing through a chicken 27 and screwed into a second chicken 28 both housed in a bore 29 of the frame. These chickens 27, 28 have inclined sides which, when screw 25 is screwed in, come to be pressed against the columns 18.
Each spindle B comprises a sleeve 30 slidably mounted in the spindle-holder unit 17, subjected to the action of return springs 31 tending to move it upwards. This sleeve 30 is secured to a plate 32 bearing support by means of a thrust bearing 33 against a height-adjustable stop 34. This stop 34 is in fact formed by the front end of a screw 35. screwed into an internal thread of the spindle holder unit 17 and integral with a flywheel 36. This sleeve 30 also includes a finger 37 emerging from the spindle holder unit 17 and cooperating with a comparator 38 fixed on said unit 17. Thus the movements of the sleeve 30 relative to the unit 17 obtained by the rotation of the flywheel 36 can be controlled with great precision.
The sleeve 30 carries a rotary quill 39 having at its front part a mandrel 40 or other member allowing the attachment of a tool, in particular a diamond grinding wheel 41. This quill 39 is provided at its rear end with a pulley 42. A belt 43 drives this pulley 42 from a pulley 44 fixed to the motor shaft of an electric motor 45 fixed to the spindle unit 17.
This motor 45 can be at variable speed in stages or continuously or if it is a fixed speed motor, the pulleys 42 and 44 are stepped pulleys so as to be able to have several speeds of rotation of the motor. quill 39. E should be noted (see fig. 5) that the plane formed by the workpieces 46 carried by a setting 3 of the plate 2 forms an angle of a few degrees at most with the plane defined by the cutting ring 47 of the diamond wheel 41 so that only one of the sides of this wheel is in contact with the workpieces.
It is also noted in FIG. 4 that the fixtures 3 move during the rotation of the plate 2 in an annular zone passing inside the machining zones of the grinding wheels 41.
The watering of the machining area can be obtained by a cooling liquid supplied by a pipe 48 passing through the hollow axis of the keel 39.
It should be noted that the number of settings 3 is always greater than the number of spindles B so that the machined parts can be removed and replaced by parts to be machined without the grinding machine having to be stopped.
The diamond grinding wheels used are generally different on the three spindles, and their depth adjustment also so as to carry out at the first workstation a rough grinding, at the second workstation a semi-finishing grinding and finally at the third workstation. work a finishing or a grinding see a polishing of the workpieces.
For each stroke of the jack 13, an advance of one step, one fifth of turns of the plate is caused in the example illustrated. The core 6 is secured to the frame 1 and the ring 11 is released during the rapid backward stroke of the cylinder 13, then the slow advance, a few centimeters per minute, begins again.
Preferably the arrangement of the fixtures relative to the grinding wheels 41 is such that a set is in the machining position in front of each grinding wheel.
To save time, it is possible to have two speeds of advance of the table, a fast speed to bring three settings to the start of machining positions, then a slow speed for the actual machining. Fast speed is resumed after machining the parts to end the cycle.
The main advantages of this grinding machine are:
1. It is no longer necessary to do a repeat job; all the necessary successive machining passes are carried out one after the other without it being necessary to adjust the spindles or to touch the parts fixed on the fixings.
2. As there is always at least one more set-up than spindles the grinder should not be stopped for removing machined parts, cleaning the fixture and putting in new workpieces.
3. Thanks to the design of this grinding machine, more precise and faster machining is obtained.
It is obvious that in variants it is possible to provide grinding machines having only two spindles and at least three settings or a number greater than three spindles depending on the number of passes and of surfacing and finishing operations that it is desired to be able to perform. .
The rotation of the plate could be carried out in a different way, for example by a rack or by an electric or hydraulic motor and a reduction gear train. However, for low angular speeds, the actuation system by a flexible band avoids jolts and allows very regular training.