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REVENDICATIONS
1. Machine à rectifier les intérieurs, destinée au rectifiage d'alésages profonds et d'épaulements intérieurs, en particulier dans des pièces à rectifier longues, comprenant sur un bâti-support fixe (1): - une partie porte-meule qui comprend:
- un assemblage (2, 3, 4) dont la partie supérieure présente une surface-support (4a) pour l'agencement de meule,
- un support de broche (5) recevant une broche porte-meule (6), munie d'une meule (7) à son extrémité libre, et un dispositif (8, 9) d'entraînement en rotation de cette broche (6), montés sur ladite surface-support (4a),
- des moyens pour impartir à la table porte-meule les mouvements longitudinaux et transversaux nécessaires au rectifiage, et - une partie porte-pièce qui comprend au moins:
:
- une table porte-pièce (14),
- une poupée porte-pièce (23) ayant sa partie rotative (24) munie de moyens (25) pour tenir la pièce à rectifier (26) et un dispositif (29- 32) d'entraînement en rotation de cette partie rotative (24), montés sur ladite table porte-pièce (14), caractérisée en ce que: - ladite table porte-pièce (14):
:
- est de forme allongée et repose sur un dispositif-support (13) à surface supérieure plane,
- est liée (15) à ce dispositif-support (13), de façon à pouvoir effectuer un pivotement horizontal sans jeu d'un angle d'au moins 15 pour présenter l'axe de la poupée porte-pièce (23) obliquement vers l'avant, puis un pivotement inverse de retour,
- comprend une amenée d'air sous pression (19) qui établit, lors desdits pivotements, entre sa face inférieure et la face supérieure plane du dispositif-support (13) sur lequel elle repose, un coussin d'air qui annule le frottement,
- un vérin (20) est monté entre ledit dispositif-support (13) et ladite table porte-pièce (14) pour commander chaque dit mouvement de mise en position oblique et de retour,
- des moyens à butée de haute précision (18) sont établis pour assurer,
répétitivement, un repositionnement exact lors dudit pivotement de retour,
- un agencement de blocage (16, 17), par pression verticale exempte de toute composante horizontale, établi pour plaquer fermement la table porte-pièce (14) contre la face supérieure plane du dispositif-support (13), en dehors desdits pivotements de mise en position oblique et de retour, et
- des moyens de commande (33) de pivotement, actionnables à volonté en tout instant où la meule (7) est sortie de la pièce à rectifier (26), et qui provoquent l'envoi d'air sous pression dans ladite amenée d'air (19) de la table porte-pièce (14), le déblocage dudit agencement de blocage (16, 17) puis le fonctionnement dudit vérin (20), et le reblocage dudit agencement de blocage (16, 17) et l'arrêt de l'envoi d'air sous pression.
2. Machine à rectifier les intérieurs selon la revendication 1, ca ractérisée en ce que ledit dispositif-support (13) est en deux parties et comprend une table transversale (11), susceptible d'effectuer sur commande un mouvement transversal d'adaptation du diamètre à rectifier, et un plot fixe (12), la table porte-pièce (14) étant emmenée en translation avec la table transversale (11) et étant apte pour cela à glisser sur la surface supérieure du bloc-support (12), ce dernier et la table transversale (11) ayant leur surface supérieure plane dans le même plan horizontal.
3. Machine à rectifier selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que lesdits moyens de butée de haute précision (18) sont pourvus d'un détecteur de proximité qui reconnaît l'instant où la table porte-pièce (14) est près d'arriver en sa position exacte de retour et qui, sur cette reconnaissance, amène lesdits moyens de commande (33) à réduire l'influx de commande envoyé audit vérin (20), de manière à assurer un freinage progressif de ladite table por te-pièce (14), jusqu'à ce que cette dernière vienne en appui contre un organe de butée de haute précision et réglable (18a), présenté par les moyens à butée (18).
4. Machine à rectifier les intérieurs selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ladite table porte-pièce (14) a une longueur au moins égale à 100 cm.
La présente invention concerne une machine à rectifier les intérieurs, destinée au rectifiage d'alésages profonds et d'épaulements intérieurs, en particulier dans des pièces à rectifier longues, comprenant sur un bâti-support fixe: - une partie porte-meule qui comprend:
- un assemblage dont la partie supérieure présente une surfacesupport pour l'agencement de meule,
- un support de broche recevant une broche porte-meule, munie d'une meule à son extrémité libre, et un dispositif d'entraînement en rotation de cette broche, montés sur ladite surface-support,
- des moyens pour impartir à la table porte-meule les mouvements longitudinaux et transversaux nécessaires au rectifiage, et - une partie porte-pièce qui comprend au moins:
:
- une table porte-pièce,
- une poupée porte-pièce ayant sa partie rotative munie de moyens pour tenir la pièce à rectifier et un dispositif d'entraînement en rotation de cette partie rotative, montés sur ladite table portepièce.
Une machine à rectifier du type susmentionné est apte à effectuer, dans une pièce tenue par la partie rotative de la poupée portepièce, les opérations de rectifiage de la surface intérieure cylindrique d'alésages ménagés dans ladite pièce et, également, l'opération de rectifiage de surfaces intérieures coniques ménagées, par exemple, à l'embouchure d'un alésage également à rectifier.
Par opération de rectifiage, on entend tout le processus nécessaire pour parvenir à l'état fini, rectifié, d'une surface intérieure cylindrique ou conique, et il est clair qu'une telle opération peut comprendre plusieurs phases, ou plusieurs subopérations, entre lesquelles la meule, après avoir effectué une ou plusieurs passes de rectifiage dans la pièce à rectifier, est ressortie de celle-ci, par exemple pour permettre un contrôle ou des mesures de précision en cours d'opération, ou éventuellement aussi pour permettre un rafraîchissement de la meule à l'aide d'un diamant.
Une opération comprend donc généralement plusieurs phases ou subopérations; par ailleurs, la machine est apte à effectuer successivement, sur une même pièce, plusieurs opérations, c'est-à-dire la mise à l'état fini rectifié successivement, par exemple de plusieurs surfaces cylindriques intérieures de différents diamètres, ou d'une surface cylindrique intérieure et d'une surface conique d'embouchure, ou encore de plusieurs surfaces coniques de différentes conicités, etc. Dans certaines machines à rectifier les intérieurs, antérieurement fabriquées, l'opérateur avait la possibilité, après avoir effectué une opération de rectifiage cylindrique, de modifier manuellement la position angulaire de la table porte-pièce pour effectuer ensuite une opération de rectifiage conique.
De telles modifications angulaires n'intervenaient toutefois pas au cours d'une opération, entre deux subopérations, et il n'était jamais nécessaire, après avoir effectué une telle modification d'orientation, de retrouver d'une façon parfaitement exacte le positionnement antérieur pour poursuivre une opération commencée avant le déplacement angulaire, puisqu'un tel déplacement ne pouvait intervenir qu'après la fin d'une opération. Sur une machine automatique, un tel déplacement angulaire aurait pu être programmé uniquement entre deux opérations et n'aurait jamais pu l'être au sein même d'une opération.
Avec une machine du type en question, on rencontre des problèmes particuliers lorsqu'il s'agit de rectifier d'une façon relativement profonde un alésage ménagé dans l'extrémité d'une pièce longue comme, par exemple, celle qui constitue l'arbre principal d'un réacteur. Tout d'abord, la pièce étant longue, la table et la poupée porte
pièce doivent être aménagées en conséquence; le plus souvent, un mandrin solidaire de la partie rotative de la poupée serre la pièce à proximité de son extrémité présentant l'alésage à rectifier, tandis qu'une lunette guide la pièce sans jeu à l'arrière de celle-ci (I'inverse est également possible). Dans de tels cas, la table porte-pièce doit être d'une longueur au moins approximativement égale à celle de la pièce à rectifier. Si, comme cela se présente souvent dans le cas d'une longue pièce, l'alésage à rectifier est relativement profond, la broche porte-meule doit être suffisamment longue pour permettre à la meule fixée à son extrémité de parvenir jusqu'au fond de l'alésage.
La course longitudinale de la meule à l'intérieur de la pièce est relativement longue et il faut, la plupart du temps, faire revenir la table porte-meule jusqu'à sa position longitudinale la plus retirée pour arriver à faire sortir complètement la meule de la pièce à rectifier. Il serait naturellement aussi possible de faire reculer cette dernière, avec la table porte-pièce, mais des questions d'encombrement s'y opposent le plus souvent, étant donné que cette table porte-pièce est déjà fort longue par elle-même.
A première vue, si l'on arrive à faire reculer la meule totalement hors de la pièce à rectifier, cela est suffisant et l'on n'a pas besoin d'un recul supplémentaire. Toutefois, il faut tenir compte que, justement dans le cas d'un alésage de grande profondeur où d'éventuelles questions de flexion de broche pourraient faire intervenir des écarts de tolérance, il est très important de pouvoir mesurer exactement le diamètre de l'alésage, au fond de celui-ci, dans le courant même de l'opération de rectifiage (par exemple, après une première phase, ou subopération, de rectifiage grossier qui doit être suivie d'une seconde phase, ou subopération, de rectifiage fin).
On possède, pour effectuer de tels contrôles - ou mesures exactes - de dimension, des instruments micromètres à palpeurs, qui ont la forme générale d'une tige et qui comprennent, à une extrémité de cette tige, des moyens palpeurs radiaux de précision et, à l'autre extrémité de cette tige, un cadran ou autre dispositif d'affichage de la dimension palpée. On peut ainsi faire pénétrer l'extrémité palpeur au fond de l'alésage à contrôler et lire l'indication exacte de la mesure sur un cadran restant à l'extérieur de cet alésage. Cependant, pour pouvoir introduire l'instrument dans l'alésage, il faudrait disposer d'une certaine place entre la face avant de la pièce à rectifier, dans laquelle s'ouvre l'alésage, et la meule retirée de l'alésage.
Avec une machine de type classique, cela supposerait un recul supplémentaire d'une table par rapport à l'autre et l'on a vu précédemment que, spécifiquement pour des machines destinées à rectifier des alésages profonds dans des pièces longues, cela n'était guère possible ou, en tous les cas, très compliqué et source d'un encombrement tendant à devenir prohibitif.
Un problème du même genre se présente lorsqu'il s'agit de placer dans la poupée porte-pièce une pièce relativement longue et qui ne peut pas, du fait de sa configuration particulière, être enfilée dans la poupée par l'arrière (comme cela est, par exemple, le cas de la pièce longue à rectifier qui est représentée au dessin).
En ce qui concerne la manoeuvre de contrôle ou de mesure à effectuer au fond de l'alésage, on doit noter que la nécessité peut s'en présenter à tout instant au cours d'une opération de rectifiage, entre deux subopérations, c'est-à-dire dans des conditions telles que la table et la poupée porte-pièce doivent assurément occuper exactement la même position durant la subopération précédente (avant le contrôle ou la mesure) et durant la subopération suivante (après le contrôle ou la mesure).
On note également que, dans le cas d'une telle machine destinée au rectifiage d'un alésage intérieur d'une pièce longue, l'ensemble formé par la table porte-pièce, la poupée porte-pièce, le moteur d'entraînement de la partie rotative de cellesi et, le plus souvent, par une lunette de guidage, est extrêmement lourd, dépassant notablement le poids de 1 t, ce qui introduit un important frottement et rend problématique une solution comportant un déplacement de la table porte-meule, par le fait qu'alors des questions de friction rendent fort problématique la possibilité de retrouver exactement une position initiale, après qu'un déplacement est intervenu à partir d'elle.
Même un dispositif à butée de haute précision ne permet pas, à lui seul, d'assurer le recouvrement rigoureux de la position initiale, du fait des phénomènes de frottement tels qu'ils se présentent à l'égard de déplacements très faibles comme ceux destinés à corriger des écarts de positionnement minimes de l'ordre de quelques microns.
La présente invention vise à fournir une machine à rectifier les intérieurs du type générique précédemment défini, qui fournisse, par ailleurs, une solution aux problèmes précédemment mentionnés, dans le cas d'une machine dimensionnée pour permettre le rectifiage d'alésages profonds dans des pièces longues.
La machine à rectifier les intérieurs selon la présente invention atteint cette performance par le fait qu'elle comprend, outre les caractères génériques précédemment définis qui forment le préambule de la première revendication annexée, les caractères particuliers qui sont énoncés dans la caractéristique de cette première revendication annexée.
La solution est relativement simple puisqu'elle consiste à prévoir un agencement qui permette de modifier la position de la table porte-pièce avec tous les éléments qu'elle supporte, afin de présenter l'ouverture de l'alésage à contrôler d'une façon oblique, atteignable sans interférence avec la meule ou la broche porte-meule, de sorte que l'instrument de mesure peut y être plongé avec facilité. Toutefois, l'appel à cette manière de faire relativement simple implique impérativement que soient résolus les problèmes de repositionnement exact pour la suite de l'opération de rectifiage du même alésage, et cela n'est rendu possible que par la coopération des moyens à butée de haute précision, du vérin et de l'agencement de suppression du frottement par effet de coussin d'air, combinés avec la commande adéquate de l'agencement de blocage.
De plus, seuls des moyens de commande aptes à coordonner la séquence d'intervention des différents éléments susmentionnés permettent d'atteindre l'effet voulu.
Ainsi, les caractères énoncés dans la revendication annexée coopèrent bel et bien à l'obtention de la performance visée, qui constitue leur effet commun ou effet d'ensemble.
Les revendications dépendantes annexées définissent des aspects particulièrement intéressants de la forme d'exécution qui va être décrite, ces aspects étant soit constructifs, permettant une réalisation rationnelle, particulièrement bien adaptée au but visé, soit en partie fonctionnels, permettant de donner une grande fiabilité et une grande sécurité au fonctionnement de la machine proposée par l'invention.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention; dans ce dessin:
la fig. I est une vue en élévation des principales parties d'une machine à rectifier du type en question, et
la fig. 2 est une vue en plan de la machine montrée en élévation à la fig. I, cette fig. 2 montrant encore, en traits mixtes, la position oblique prise par une table porte-pièce lorsqu'elle a effectué un pivotement horizontal de l'ordre de 15 à 20.
Au dessin (fig. I et 2), on voit que la machine est montée sur un bâti-support 1. Une partie porte-meule, fixée sur le bâti-support 1, comprend une partie inférieure de coulissement 2 sur laquelle peut coulisser longitudinalement une table porte-meule 3, qui constitue une table de positionnement longitudinal de meule et qui peut également servir au battement . Sur cette table porte-meule 3 se trouve disposé un boîtier d'avance radiale 4 dont la surface supérieure 4a constitue une surface-support pour l'agencement de meule. Avantageusement, ce boîtier d'avance radiale consiste en une unité coulissante du type représenté dans l'exposé de brevet CH No 574304.
La surface supérieure 4a de cette unité coulissante, ou boîtier d'avance radiale 4, porte un support de broche porte-meule 5 portant une broche porte-meule 6 à l'extrémité libre de laquelle se trouve une meule 7. Un moteur 8 qui, par l'intermédiaire d'une courroie à poulies 9, entraîne en rotation à très haute vitesse la broche portemeule 6 et la meule 7, est également fixé sur la surface-support 4a de l'unité 4.
Les éléments 2 à 9 susmentionnés sont d'un type en soi-même connu et il n'est donc pas nécessaire de s'étendre ici d'une façon dé taillée à leur sujet. On notera toutefois que la broche porte-meule 6 est constituée, sur la quasi-totalité de sa longueur, par un tasseau dont le diamètre est tout juste légèrement plus petit que celui de la meule 7, lui-même, en tous les cas, au moins légèrement inférieur au diamètre de l'alésage à rectifier 28. La broche porte-meule 6 s'étend, en effet, sur une assez grande longueur à l'avant du support de broche 5, de façon à permettre à la meule 7 fixée à son extrémité libre de pénétrer jusqu'au fond de l'alésage à rectifier 28, et la grande longueur libre de la broche 6 implique des risques de flexion contre lesquels on lutte en donnant à la broche le plus grand diamètre possible.
La partie porte-pièce, montée sur le bâti-support 1, comprend un dispositif-support 13 pour une table porte-pièce 14. Ce dispositifsupport 13 pourrait être en une seule pièce mais, en l'occurrence, il est en deux pièces, 11 et 12. La pièce 11 est une table transversale, nécessaire pour permettre le rectifiage de plusieurs alésages de diamètres différents, dont la partie supérieure, qui présente une surface supérieure plane, peut être déplacée transversalement. Cette table transversale 11 laisse sous elle, au-dessus du bâti-support 1, un espace libre, ou tunnel, pour le passage de la partie avant de la table porte-meule 3. La pièce 12 consiste simplement en un bloc-support fixe dont la surface supérieure est plane et se situe dans le même plan que celle de la table transversale 11, la table porte-pièce 14 glissant sur la surface supérieure du bloc-support 12.
La table porte-pièce 14 repose sur la surface supérieure de la table transversale 11 et du bloc-support 12, elle est liée à la table transversale 11 par un dispositif de pivotement horizontal sans jeu 15. Ce dernier peut avantageusement être du type du palier de table tournante à membrane, décrit dans l'exposé de brevet CH No 624328. En variante, ce dispositif ou agencement de pivotement 15, qui doit être sans jeu, peut également être à blocage propre, commandé hydrauliquement ou pneumatiquement. Dans ce cas, les moyens de blocage compris dans le palier à blocage 15 seraient commandés parallèlement aux moyens de blocage 16 que l'on voit au dessin.
Les deux dispositifs de blocage 16 consistent en des plots fixés sur les deux côtés de la table porte-pièce 14 et qui comprennent des prolongements inférieurs, en forme de champignon, dont les têtes sont engagées dans une coulisse circulaire 17, exactement centrée sur le dispositif de pivotement 15 (indiqués à la fig. 2 en traits pointillés).
En réponse à une commande hydraulique (mais qui pourrait également être pneumatique, voire électrique), ces prolongements en forme de champignon (non visibles au dessin) se rétractent vers le corps du dispositif de blocage 16, qui se trouve ainsi fortement plaqué, mais sans composante de force horizontale, contre la surface supérieure de la table transversale 11. Deux dispositifs de blocage 16 sont, comme on le voit à la fig. 2, fixés latéralement à la table portepièce 14, de part et d'autre de celle-ci, juste au-dessus de la coulisse circulaire 17, qui a classiquement le profil d'un T renversé.
On remarque que les deux dispositifs de blocage 16 peuvent l'un et l'autre être démontés sans déplacer la table porte-pièce 14: il suffit de désolidariser le corps du dispositif de blocage 16 d'avec le côté de la table porte-pièce 14, ensuite de quoi le dispositif de blocage (bien sûr à l'état non bloqué) peut être déplacé le long de la coulisse 17 pour en sortir soit latéralement, là où la coulisse 17 débouche dans le flanc de la table transversale 11, soit verticalement, à l'endroit de la fin de la coulisse 17, là où elle présente une ouverture circulaire supérieure 17a.
Le déplacement angulaire de la table porte-pièce 14 est commandé par un vérin hydraulique 20, dont une extrémité, solidaire de son cylindre, est reliée, avec possibilité de pivotement horizontal, en 21, à un angle de la table transversale 11, et dont l'autre extrémité, solidaire de son piston, est liée, avec possibilité de pivotement, en 22, à la table porte-pièce 14 (plus précisément à une projection latérale, ou une applique latérale, adéquate, de celle-ci).
Malgré la force du vérin, le déplacement angulaire de la table porte-pièce 14 serait mal aisé, si des mesures particulières n'étaient pas prises, étant donné le poids élevé de la table porte-pièce 14 avec tout le matériel qu'elle porte ou qu'elle peut porter (notamment un dispositif, non représenté au dessin de rectifiage de face dressée comportant un moteur, un support de broche, une broche et une meule de grandes dimensions). De plus, le frottement de la table portepièce 14, lourdement chargée, contre les surfaces supérieures planes de la table transversale 11 et du bloc fixe 12 empêcherait d'assurer le rétablissement tout à fait exact de la position normale (représentée en trait plein à la fig. 2) de la table porte-pièce 14, après qu'un déplacement angulaire est intervenu.
On note qu'à la fig. 2 la position angulairement déplacée de la table porte-pièce 14 et des deux dispositifs de blocage 16 est représentée en traits pointillés, à la fig. 2, en 14' et 16'.
Afin de supprimer l'important frottement et de permettre ainsi un repositionnement exact de la table porte-pièce 14, celle-ci comprend une entrée d'air 19 qui, intérieurement à la table et d'une manière non représentée, fait, lorsqu'on applique, à l'entrée, de l'air sous pression, déboucher cet air sous la surface inférieure de cette table 4, en contact avec la surface supérieure du dispositif support 13 formé de la table transversale 11 et du bloc-support fixe 12. Cet air comprimé, injecté entre les deux surfaces normalement en contact, établit entre elles un coussin d'air qui supprime pratiquement le frottement. Le vérin 20, pour effectuer le déplacement angulaire, n'a plus alors qu'à vaincre l'inertie de la table porte-pièce 14 et du matériel qu'elle supporte.
Cette inertie se traduit par un démarrage relativement lent et par la nécessité d'établir un freinage progressif pour arrêter le mouvement de pivotement. Les moyens puissants mis en oeuvre à ce sujet permettent malgré tout la manoeuvre complète de pivotement en un temps ne dépassant pas approximativement 3 s, ce qui est court.
L'amenée d'air sous pression à la table porte-pièce, en 19, de même que l'amenée d'huile sous pression aux dispositifs de blocage 16, au moment où un pivotement doit avoir lieu, est commandée par une commande de pivotement, symbolisée par un cadre en traits mixtes 33. Le dispositif de commande de pivotement reçoit tout d'abord une information du dispositif de commande générale, qui indique si la meule est entièrement ressortie vers sa position la plus reculée, ou si ce n'est pas le cas.
Au moment où l'opérateur commande, par un bouton de commande manuelle, un pivotement de la poupée porte-pièce 14, afin de pouvoir, par exemple, mesurer exactement le diamètre rectifié au fond de l'alésage, le dispositif de commande de pivotement 33 contrôle d'abord que la meule est bien retirée en sa position la plus reculée, puis il provoque l'application de l'air sous pression en 19 et commande hydrauliquement le déblocage dans les dispositifs de blocage 16. Ensuite, la table porte-pièce 14 devient très facilement manoeuvrable et le dispositif de commande de pivotement 33 applique au vérin 20 la commande hydraulique voulue pour que le piston de ce dernier se rétracte, et tire la table porte-pièce 14 en sa position d'orientation oblique montrée en 14'.
Ensuite de cela, la pression d'air à l'amenée d'air 19 est supprimée, ce qui fait que la table porte-pièce 14 est de nouveau appliquée de tout son poids sur la surface supérieure de la table transversale 11 et du bloc-support fixe 12, ensuite de quoi les dispositifs de blocage 16 (représentés en l'occurrence en 16') sont remis hydrauliquement en situation de blocage.
Comme on le voit, la table porte-pièce 14 porte une poupée porte-pièce 23, comprenant une partie rotative 24 entraînée en rotation par un moteur 29, par l'intermédiaire de poulies 30 et 31 et d'une courroie 32. La partie rotative de la poupée porte-pièce comprend, dans la forme d'exécution représentée, un mandrin de serrage 25 dans lequel une pièce à rectifier 26 est engagée. Cette pièce 26 ressort à l'arrière de la poupée en passant par le centre de la poulie d'entraînement 31. On remarque que, même si l'ouverture à travers la poulie 31 était rendue aussi grande que l'ouverture du mandrin 25 (chose possible), la présence sur la pièce à rectifier 26 d'une collerette avant 27 empêcherait le chargement de cette pièce depuis l'arrière.
C'est donc dans la position obliquement déplacée de la table porte-meule 14 (position représentée en traits mixtes en 14') que l'on introduira par l'avant, c'est-à-dire par le mandrin 25, la pièce à rectifier 26 dans la partie rotative 24 de la poupée porte-meule.
La position obliquement orientée fournit donc deux possibilités particulièrement intéressantes, d'une part, l'introduction par l'avant de la pièce à rectifier et, d'autre part, en cours de rectifiage, l'introduction, sans difficulté et sans interférence avec la meule ou la broche porte-meule, d'un instrument de mesure ou sonde, destiné à contrôler la dimension ou l'état de la paroi rectifiée au fond de l'alésage. On note que cet alésage est représenté schématiquement en 28 âlafig. 1.
Pour le retour de la table porte-pièce 14 en sa position normale de rectifiage, on dispose d'un dispositif à butée 18 qui comprend également un détecteur de proximité. Ce dispositif à butée 18 agit sur l'agencement de commande de pivotement 33, tout d'abord pour faire ralentir le mouvement de pivotement de la table porte-pièce 14 au moment où celle-ci s'approche de la position où elle doit s'arrêter, puis pour faire cesser totalement ce mouvement au moment où cette table se trouve en bonne position, ce qui est détecté par l'appui du flanc de la table contre une projection de butée 18a dont le positionnement exact peut être établi exactement à l'aide d'une vis mi cromètrique. Au moment où l'appui s'établit contre la butée, la vitesse de pivotement est déjà fortement réduite,
ce qui fait que l'arrêt en position adéquate se fait sans difficulté malgré le poids important des masses déplacées. Dés que le contact est établi, le flux hydraulique de commande du vérin est stoppé, après avoir déjà été fortement réduit au moment où l'approche du positionnement exact a été détecté.
Alors que le mouvement de pivotement de retour exige des moyens de repositionnement délicats et extrêmement précis, le mouvement de pivotement de mise en position oblique ne nécessite aucun positionnement final précis, de sorte que l'on peut se contenter de la précision donnée par le vérin 20 à l'état rétracté. C'est ainsi que l'angle d'oblicité présenté par la table porte-pièce en position oblique est approximativement de 15 à 20 par rapport à la position normale exacte, c'est-à-dire la position de rectifiage cylindrique représentée en trait plein à la fig. 2.
Les paramètres de la commande de pivotement, par exemple l'instant précis où le flux d'huile sous pression doit être diminué pour assurer le freinage progressif lors d'un mouvement de pivotement de retour, sont établis adéquatement, de préférence par des moyens électriques ou électroniques, à l'intérieur de l'agencement de commande de pivotement 33, agencement qui peut, du reste, être établi au sein même de la commande générale de la machine à rectifier, cette commande est typiquement électronique, du type apte à appréhender, à traiter et, le cas échéant, à restituer des informations sous forme électronumérique.
On note que, dans le cas où le dispositif de pivotement horizontal sans jeu 15 est du type à autoblocage sous commande hydraulique, les commandes hydrauliques appliquées au dispositif de blocage 16 devraient être appliquées similairement (d'une façon qui n'est pas représentée) à l'agencement d'autoblocage du dispositif de pivotement horizontal sans jeu 15.
Avec la machine en question, la précision du repositionnement de la table porte-pièce à la suite d'un mouvement de pivotement de retour est de l'ordre du micron, de façon répétitive, et cela assure de hautes performances de précision, de même que les performances de commodité d'utilisation de la machine à rectifier les intérieurs proposée.
Dans la machine décrite et représentée au dessin, on a admis que, pour tenir la longue pièce à rectifier 26, on avait une poupée portepièce 23 munie d'une partie rotative 24 relativement longue, tenant la pièce à rectifier 26 approximativement dans sa partie médiane.
En variante, on pourrait également avoir une poupée relativement plus courte, placée le plus près possible vers l'avant de la pièce à rectifier avec, en plus, à l'arrière de cette dernière, une lunette de guidage. Dans une autre variante, on pourrait faire l'inverse: la poupée munie de sa partie rotative qui entraîne la pièce à rectifier se trouvant à l'arrière, tandis qu'une lunette de guidage serait positionnée à l'avant, au voisinage de l'extrémité comprenant l'alésage à rectifier.
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CLAIMS
1. Internal grinding machine, intended for grinding deep bores and internal shoulders, in particular in long grinding parts, comprising on a fixed support frame (1): - a grinding wheel part which comprises:
- an assembly (2, 3, 4), the upper part of which has a support surface (4a) for the arrangement of the grinding wheel,
- a spindle support (5) receiving a grinding wheel spindle (6), provided with a grinding wheel (7) at its free end, and a device (8, 9) for driving in rotation of this spindle (6) , mounted on said support surface (4a),
- means for imparting to the grinding wheel table the longitudinal and transverse movements necessary for grinding, and - a workpiece part which comprises at least:
:
- a workpiece table (14),
- a workpiece headstock (23) having its rotary part (24) provided with means (25) for holding the workpiece (26) and a device (29- 32) for driving in rotation this rotary part (24 ), mounted on said workpiece table (14), characterized in that: - said workpiece table (14):
:
- is elongated and rests on a support device (13) with a flat upper surface,
- is linked (15) to this support device (13), so as to be able to perform a horizontal pivoting without play of an angle of at least 15 to present the axis of the workpiece headstock (23) obliquely towards the front, then a reverse swing back,
- comprises a pressurized air supply (19) which establishes, during said pivoting, between its lower face and the flat upper face of the support device (13) on which it rests, an air cushion which cancels friction,
- a jack (20) is mounted between said support device (13) and said workpiece support table (14) to control each said movement for positioning in an oblique position and for return,
- high precision stop means (18) are established to ensure,
repetitively, an exact repositioning during said return pivoting,
- A locking arrangement (16, 17), by vertical pressure free of any horizontal component, established to firmly press the workpiece table (14) against the flat upper face of the support device (13), outside said pivotings of oblique and return position, and
- pivoting control means (33), which can be actuated at will at any time when the grinding wheel (7) has come out of the workpiece (26), and which cause pressurized air to be sent into said supply air (19) from the workpiece table (14), the release of said blocking arrangement (16, 17) then the operation of said cylinder (20), and the re-blocking of said blocking arrangement (16, 17) and the stop sending pressurized air.
2. A machine for grinding interiors according to claim 1, ca acted in that said support device (13) is in two parts and comprises a transverse table (11), capable of performing on command a transverse movement of adaptation of the diameter to be corrected, and a fixed stud (12), the workpiece table (14) being brought in translation with the transverse table (11) and being able for this to slide on the upper surface of the support block (12), the latter and the transverse table (11) having their flat upper surface in the same horizontal plane.
3. Grinding machine according to one of claims 1 or 2, characterized in that said high precision abutment means (18) are provided with a proximity detector which recognizes the instant when the workpiece table (14 ) is close to arriving at its exact return position and which, on this recognition, causes said control means (33) to reduce the control influx sent to said jack (20), so as to ensure progressive braking of said table por te-piece (14), until the latter comes to bear against a high precision and adjustable stop member (18a), presented by the stop means (18).
4. Machine for grinding the interiors according to one of claims 1 to 3, characterized in that said workpiece support table (14) has a length at least equal to 100 cm.
The present invention relates to a machine for grinding interiors, intended for the grinding of deep bores and interior shoulders, in particular in long grinding parts, comprising on a fixed support frame: - a grinding wheel part which comprises:
- an assembly, the upper part of which has a support surface for grinding wheel arrangement,
a spindle support receiving a grinding wheel spindle, provided with a grinding wheel at its free end, and a device for driving this spindle in rotation, mounted on said support surface,
- means for imparting to the grinding wheel table the longitudinal and transverse movements necessary for grinding, and - a workpiece part which comprises at least:
:
- a workpiece table,
- A workpiece headstock having its rotary part provided with means for holding the part to be ground and a device for driving in rotation this rotary part, mounted on said workpiece table.
A grinding machine of the aforementioned type is capable of carrying out, in a part held by the rotary part of the workpiece headstock, the grinding operations of the cylindrical inner surface of bores made in said part and, also, the grinding operation of conical interior surfaces formed, for example, at the mouth of a bore also to be rectified.
By grinding operation, we mean the whole process necessary to reach the finished, rectified state, of a cylindrical or conical inner surface, and it is clear that such an operation can comprise several phases, or several suboperations, between which the grinding wheel, after having carried out one or more grinding passes in the workpiece, has emerged from it, for example to allow control or precision measurements during operation, or possibly also to allow cooling of the grinding wheel using a diamond.
An operation therefore generally comprises several phases or suboperations; moreover, the machine is able to carry out successively, on the same workpiece, several operations, that is to say the setting in the finished state rectified successively, for example of several internal cylindrical surfaces of different diameters, or an inner cylindrical surface and a conical mouth surface, or else several conical surfaces of different conicities, etc. In some interior grinding machines, previously manufactured, the operator had the possibility, after performing a cylindrical grinding operation, to manually modify the angular position of the workpiece table to then perform a conical grinding operation.
However, such angular modifications did not occur during an operation, between two suboperations, and it was never necessary, after having made such a modification of orientation, to find in a perfectly exact way the previous positioning for continue an operation started before the angular displacement, since such a displacement could only occur after the end of an operation. On an automatic machine, such angular displacement could have been programmed only between two operations and could never have been programmed within an operation.
With a machine of the type in question, one encounters particular problems when it comes to rectifying in a relatively deep way a bore formed in the end of a long part such as, for example, that which constitutes the shaft. main of a reactor. First of all, the part being long, the table and the doll carry
room must be fitted accordingly; most often, a mandrel secured to the rotary part of the headstock clamps the part near its end having the bore to be rectified, while a telescope guides the part without play at the rear of it (I ' reverse is also possible). In such cases, the work table must be at least approximately the length of the workpiece to be ground. If, as is often the case with a long workpiece, the bore to be ground is relatively deep, the grinding spindle must be long enough to allow the grinding wheel fixed at its end to reach the bottom of the bore.
The longitudinal stroke of the grinding wheel inside the workpiece is relatively long and it is most of the time necessary to return the grinding wheel table to its most withdrawn longitudinal position in order to bring the grinding wheel out completely. the part to be corrected. It would of course also be possible to move the latter back, with the workpiece table, but space issues most often oppose it, since this workpiece table is already very long by itself.
At first glance, if you manage to move the grinding wheel back completely out of the workpiece, this is sufficient and there is no need for further recoil. However, it must be taken into account that, precisely in the case of a very deep bore where possible questions of spindle bending could involve deviations in tolerance, it is very important to be able to measure the diameter of the bore exactly , at the bottom of it, during the very course of the grinding operation (for example, after a first phase, or suboperation, of coarse grinding which must be followed by a second phase, or suboperation, of fine grinding) .
In order to carry out such dimensional checks or measurements, micrometer instrumentation with feelers, which have the general shape of a rod and which comprise, at one end of this rod, precision radial feeler means and, at the other end of this rod, a dial or other device for displaying the sensed dimension. It is thus possible to penetrate the probe end into the bottom of the bore to be checked and read the exact indication of the measurement on a dial remaining outside this bore. However, to be able to introduce the instrument into the bore, it would be necessary to have a certain space between the front face of the part to be ground, in which the bore opens, and the grinding wheel withdrawn from the bore.
With a machine of the conventional type, this would suppose an additional setback from one table relative to the other, and we have seen previously that, specifically for machines intended for grinding deep bores in long parts, this was not hardly possible or, in any case, very complicated and source of congestion tending to become prohibitive.
A similar problem arises when it comes to placing in the workpiece doll a relatively long piece which cannot, because of its particular configuration, be threaded into the doll from the rear (like this is, for example, the case of the long part to be rectified which is represented in the drawing).
With regard to the control or measurement maneuver to be carried out at the bottom of the bore, it should be noted that the need may arise at any time during a grinding operation, between two suboperations, this is that is to say, in conditions such that the table and the workpiece headstock must certainly occupy exactly the same position during the previous suboperation (before the control or the measurement) and during the next suboperation (after the control or the measurement).
It is also noted that, in the case of such a machine intended for the grinding of an internal bore of a long part, the assembly formed by the workpiece table, the workpiece headstock, the drive motor of the rotary part of those and, most often, by a guide telescope, is extremely heavy, notably exceeding the weight of 1 t, which introduces significant friction and makes problematic a solution comprising a displacement of the grinding wheel table, by the fact that then questions of friction make it very problematic the possibility of finding exactly an initial position, after a displacement has intervened from it.
Even a high-precision stop device does not, by itself, ensure rigorous recovery of the initial position, due to friction phenomena such as they occur with regard to very small displacements such as those intended to correct minor positioning deviations of the order of a few microns.
The present invention aims to provide a machine for grinding interiors of the generic type previously defined, which also provides a solution to the problems mentioned above, in the case of a machine sized to allow the grinding of deep bores in parts. long.
The interior grinding machine according to the present invention achieves this performance by the fact that it comprises, in addition to the previously defined generic characters which form the preamble of the first appended claim, the particular characters which are stated in the characteristic of this first claim attached.
The solution is relatively simple since it consists in providing an arrangement which makes it possible to modify the position of the workpiece table with all the elements which it supports, in order to present the opening of the bore to be checked in a way oblique, reachable without interference with the grinding wheel or the grinding spindle, so that the measuring instrument can be easily immersed in it. However, the call to this relatively simple way of doing things imperatively implies that the problems of exact repositioning for the continuation of the rectification operation of the same bore must be resolved, and this is only made possible by the cooperation of the means with stop. precision, the cylinder and the air cushioning friction suppression arrangement, combined with the proper control of the locking arrangement.
In addition, only control means capable of coordinating the intervention sequence of the various abovementioned elements make it possible to achieve the desired effect.
Thus, the characteristics set out in the appended claim do cooperate in achieving the targeted performance, which constitutes their common effect or overall effect.
The appended dependent claims define particularly interesting aspects of the embodiment which will be described, these aspects being either constructive, allowing a rational realization, particularly well suited to the intended goal, or partly functional, making it possible to give great reliability and high operational safety of the machine proposed by the invention.
The accompanying drawing illustrates, by way of example, an embodiment of the subject of the invention; in this drawing:
fig. I is an elevational view of the main parts of a grinding machine of the type in question, and
fig. 2 is a plan view of the machine shown in elevation in FIG. I, this fig. 2 also showing, in phantom, the oblique position taken by a workpiece table when it has pivoted horizontally on the order of 15 to 20.
In the drawing (fig. I and 2), it can be seen that the machine is mounted on a support frame 1. A grinding wheel part, fixed on the support frame 1, comprises a lower sliding part 2 on which can slide longitudinally a grinding wheel table 3, which constitutes a longitudinal wheel positioning table and which can also be used for beating. On this grinding wheel table 3 is disposed a radial feed unit 4 whose upper surface 4a constitutes a support surface for the grinding wheel arrangement. Advantageously, this radial advance unit consists of a sliding unit of the type represented in the disclosure of patent CH No. 574304.
The upper surface 4a of this sliding unit, or radial advancement unit 4, carries a grinding wheel spindle support 5 carrying a grinding wheel spindle 6 at the free end of which is a grinding wheel 7. A motor 8 which , by means of a pulley belt 9, drives in rotation at very high speed the grinding spindle 6 and the grinding wheel 7, is also fixed on the support surface 4a of the unit 4.
The elements 2 to 9 above are of a type known per se and it is therefore not necessary to extend here in a detailed manner about them. However, it will be noted that the grinding wheel spindle 6 is formed, over almost its entire length, by a cleat whose diameter is just slightly smaller than that of the grinding wheel 7, itself, in any case, at least slightly less than the diameter of the bore to be ground 28. The grinding wheel spindle 6 indeed extends over a fairly long length in front of the spindle support 5, so as to allow the grinding wheel 7 fixed at its free end to penetrate to the bottom of the bore to be ground 28, and the large free length of the spindle 6 involves risks of bending against which we fight by giving the spindle the largest possible diameter.
The workpiece-supporting part, mounted on the support frame 1, comprises a support device 13 for a workpiece table 14. This support device 13 could be in one piece but, in this case, it is in two pieces, 11 and 12. The part 11 is a transverse table, necessary to allow the grinding of several bores of different diameters, the upper part of which, having a flat upper surface, can be moved transversely. This transverse table 11 leaves under it, above the support frame 1, a free space, or tunnel, for the passage of the front part of the grinding wheel table 3. The part 12 simply consists of a fixed support block the upper surface of which is flat and lies in the same plane as that of the transverse table 11, the workpiece table 14 sliding on the upper surface of the support block 12.
The workpiece table 14 rests on the upper surface of the transverse table 11 and the support block 12, it is linked to the transverse table 11 by a horizontal pivoting device without play 15. The latter can advantageously be of the bearing type membrane rotary table, described in patent disclosure CH No. 624328. Alternatively, this device or pivoting arrangement 15, which must be free of play, can also be self-locking, hydraulically or pneumatically controlled. In this case, the blocking means included in the blocking bearing 15 would be controlled parallel to the blocking means 16 which can be seen in the drawing.
The two locking devices 16 consist of studs fixed on the two sides of the workpiece table 14 and which include lower extensions, in the form of a mushroom, the heads of which are engaged in a circular slide 17, exactly centered on the device pivot 15 (indicated in fig. 2 in dotted lines).
In response to a hydraulic control (but which could also be pneumatic, or even electric), these mushroom-shaped extensions (not visible in the drawing) retract towards the body of the locking device 16, which is thus strongly pressed, but without horizontal force component, against the upper surface of the transverse table 11. Two locking devices 16 are, as seen in FIG. 2, fixed laterally to the workpiece table 14, on either side thereof, just above the circular slide 17, which conventionally has the profile of an inverted T.
Note that the two blocking devices 16 can both be removed without moving the workpiece table 14: it suffices to separate the body of the blocking device 16 from the side of the workpiece table 14, after which the locking device (of course in the unblocked state) can be moved along the slide 17 to exit either laterally, where the slide 17 opens into the side of the cross table 11, or vertically, at the end of the slide 17, where it has an upper circular opening 17a.
The angular displacement of the workpiece table 14 is controlled by a hydraulic cylinder 20, one end of which, integral with its cylinder, is connected, with the possibility of horizontal pivoting, at 21, to an angle of the transverse table 11, and whose the other end, integral with its piston, is linked, with the possibility of pivoting, at 22, to the workpiece support table 14 (more precisely to a lateral projection, or an adequate lateral wall, of the latter).
Despite the strength of the jack, the angular displacement of the workpiece table 14 would be difficult if special measures were not taken, given the high weight of the workpiece table 14 with all the equipment it carries or that it can carry (in particular a device, not shown in the rectification drawing of an upright face comprising a motor, a spindle support, a spindle and a large grinding wheel). In addition, the friction of the heavily loaded workpiece table 14 against the flat upper surfaces of the transverse table 11 and of the fixed block 12 would prevent the completely correct restoration of the normal position (shown in solid line at the Fig. 2) of the workpiece table 14, after an angular movement has taken place.
Note that in fig. 2 the angularly displaced position of the workpiece table 14 and the two locking devices 16 is shown in dotted lines, in FIG. 2, in 14 'and 16'.
In order to eliminate the significant friction and thus allow an exact repositioning of the workpiece table 14, this comprises an air inlet 19 which, inside the table and in a manner not shown, does, when pressurized air is applied at the inlet, to unblock this air under the lower surface of this table 4, in contact with the upper surface of the support device 13 formed by the transverse table 11 and the fixed support block 12 This compressed air, injected between the two surfaces normally in contact, establishes between them an air cushion which practically eliminates friction. The jack 20, to effect the angular displacement, then only has to overcome the inertia of the workpiece table 14 and of the material which it supports.
This inertia results in a relatively slow start and the need to establish progressive braking to stop the pivoting movement. The powerful means implemented on this subject nevertheless allow the complete pivoting maneuver in a time not exceeding approximately 3 s, which is short.
The supply of pressurized air to the workpiece table at 19, as well as the supply of pressurized oil to the blocking devices 16, when a pivoting is to take place, is controlled by a control of pivoting, symbolized by a dashed line frame 33. The pivoting control device firstly receives information from the general control device, which indicates whether the grinding wheel is fully extended towards its most remote position, or if this is not the case. is not the case.
When the operator controls, by a manual control button, a pivoting of the workpiece headstock 14, in order to be able, for example, to measure exactly the rectified diameter at the bottom of the bore, the pivoting control device 33 first checks that the wheel is removed in its most remote position, then it causes the application of pressurized air at 19 and hydraulically controls the release in the locking devices 16. Then, the table part 14 becomes very easy to maneuver and the pivoting control device 33 applies the desired hydraulic control to the jack 20 so that the piston of the latter retracts, and pulls the workpiece table 14 into its oblique orientation position shown at 14 '.
Then, the air pressure at the air supply 19 is removed, which means that the work table 14 is again applied with all its weight to the upper surface of the cross table 11 and of the block -fixed support 12, after which the blocking devices 16 (shown here in 16 ') are hydraulically returned to the blocking situation.
As can be seen, the workpiece table 14 carries a workpiece headstock 23, comprising a rotary part 24 driven in rotation by a motor 29, by means of pulleys 30 and 31 and a belt 32. The part rotary of the workpiece headstock comprises, in the embodiment shown, a clamping mandrel 25 in which a workpiece 26 is engaged. This part 26 comes out at the rear of the headstock passing through the center of the drive pulley 31. It is noted that, even if the opening through the pulley 31 was made as large as the opening of the mandrel 25 ( possible thing), the presence on the part to be rectified 26 of a front flange 27 would prevent the loading of this part from the rear.
It is therefore in the obliquely displaced position of the grinding wheel table 14 (position shown in phantom in 14 ') that we will introduce from the front, that is to say by the mandrel 25, the part to be ground 26 in the rotating part 24 of the grinding wheel headstock.
The obliquely oriented position therefore provides two particularly advantageous possibilities, on the one hand, the introduction from the front of the workpiece and, on the other hand, during grinding, the introduction, without difficulty and without interference with the grinding wheel or the grinding spindle, of a measuring instrument or probe, intended to control the dimension or the state of the rectified wall at the bottom of the bore. Note that this bore is shown diagrammatically at 28 âlafig. 1.
To return the workpiece table 14 to its normal grinding position, there is a stop device 18 which also includes a proximity detector. This stop device 18 acts on the pivoting control arrangement 33, firstly to slow down the pivoting movement of the workpiece table 14 as it approaches the position where it must be s 'stop, then to completely stop this movement when this table is in good position, which is detected by pressing the side of the table against a stop projection 18a whose exact positioning can be established exactly at using a mid-size screw. When the support is established against the stop, the swivel speed is already greatly reduced,
what makes that the stop in adequate position is done without difficulty in spite of the significant weight of the displaced masses. As soon as contact is established, the hydraulic control flow of the cylinder is stopped, after having already been greatly reduced by the time the approach to exact positioning has been detected.
While the return pivoting movement requires delicate and extremely precise repositioning means, the pivoting movement for placing in an oblique position does not require any precise final positioning, so that one can be satisfied with the precision given by the jack. 20 in the retracted state. Thus, the oblique angle presented by the workpiece table in an oblique position is approximately 15 to 20 relative to the exact normal position, that is to say the cylindrical grinding position shown in lines. full in fig. 2.
The parameters of the pivoting control, for example the precise instant when the flow of oil under pressure must be reduced to ensure progressive braking during a pivoting return movement, are adequately established, preferably by electrical means or electronic, inside the pivoting control arrangement 33, an arrangement which can, moreover, be established within the general control of the grinding machine, this control is typically electronic, of the type capable of grasping , to process and, where appropriate, to restore information in electronic form.
It is noted that, in the case where the horizontal pivoting device without play 15 is of the self-locking type under hydraulic control, the hydraulic controls applied to the locking device 16 should be applied similarly (in a manner which is not shown). the self-locking arrangement of the horizontal pivoting device without play 15.
With the machine in question, the repositioning accuracy of the workpiece table following a back pivoting movement is of the order of a micron, repeatedly, and this ensures high precision performance, as well than the convenience of use performance of the proposed interior grinding machine.
In the machine described and shown in the drawing, it has been admitted that, to hold the long workpiece 26, there was a workpiece head 23 provided with a relatively long rotary part 24, holding the workpiece 26 approximately in its middle part .
Alternatively, one could also have a relatively shorter headstock, placed as close as possible towards the front of the part to be rectified with, in addition, at the rear of the latter, a guide telescope. In another variant, the reverse could be done: the headstock provided with its rotating part which drives the workpiece to be located at the rear, while a guide telescope would be positioned at the front, in the vicinity of the end comprising the bore to be rectified.