EP0554629B1 - Machine de rodage par expansion - Google Patents

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EP0554629B1
EP0554629B1 EP19920400309 EP92400309A EP0554629B1 EP 0554629 B1 EP0554629 B1 EP 0554629B1 EP 19920400309 EP19920400309 EP 19920400309 EP 92400309 A EP92400309 A EP 92400309A EP 0554629 B1 EP0554629 B1 EP 0554629B1
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EP
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spindle
expansion
lapping
lap
movement
Prior art date
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EP19920400309
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German (de)
English (en)
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EP0554629A1 (fr
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Richard Bonachera
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SPMS Honimatic
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SPMS Honimatic
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/02—Honing machines or devices; Accessories therefor designed for working internal surfaces of revolution, e.g. of cylindrical or conical shapes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B33/00—Honing machines or devices; Accessories therefor
    • B24B33/10—Accessories
    • B24B33/105—Honing spindles; Devices for expanding the honing elements

Definitions

  • the present invention relates to a machine lapping of surrounding bores a spindle carrying a lapping tool or expansion lapping, this spindle being mounted mobile in rotation and mobile in axial translation in a spindle head, means for controlling the expansion of said lap, means for controlling the rotation of the spindle, and beat control means for animating the spindle an oscillatory movement of axial translation (said beat movement).
  • the lapping spindle On expansion lapping machines known from this type, the lapping spindle carries, at its free end, at least one abrasive or lapping tool, expansion during machining is controlled by a head expansion which can for example be mounted on the pin in one place. away from the lap.
  • This head includes a control motor for each lap expansion whose movement is transmitted to the lap by mechanical transmission.
  • a expansion control mounted on the head housing of expansion attacks a push rod known as a dagger by via an irreversible reducer comprising a worm gear meshing with the external teeth a ring whose internal thread is engaged with a screw whose axial movement, in response to rotation to the motor, causes a corresponding axial displacement of the dagger, which leads to an expansion of the lapping.
  • the beat control does not act directly on the spindle, but on the spindle head which is movable in translation (movement beating) with respect to the headstock and in which the spindle is mounted mobile in rotation, thereby increasing the mass of inertia of the participating assembly to the beat movement.
  • the present invention relates to a device for lapping of the type defined above which is of structure modular, allowing a good adaptation of the machine for different work to be executed, simpler in structure than machines known, and on which the inertia of the elements participating in the movements of spindle beat is reduced so optimal.
  • Bore lapping machine as claimed includes a spindle carrying a lapping tool or lapping expansion, this spindle being mounted mobile in rotation and mobile in axial translation in a spindle head, means for lapping expansion control, control means for rotation of the spindle and of the beat control means for animate the spindle with an oscillatory movement in axial translation called movement of beat.
  • the spindle head does not participate in the flapping movement and constitutes a lapping head by expansion bearing guide means for its movable mounting in translation axial on a fixed frame, for the approach and removal of the lapping the part to be lapped, the lapping expansion control means, the means for controlling the spindle rotation and the means for spindle beat control, the control means of beat act directly on the spindle, and the means of expansion control include a head-mounted motor spindle holder and coupled by a key system with an element of mobile transmission in axial translation in the spindle for control the expansion of the lap.
  • the head of lapping forms a single sub-assembly which can be mounted movable horizontally or vertically on a frame and which can be equipped, as required, with a control mechanical, electric or hydraulic beat, with a beat stroke adapted to the work to be performed.
  • the approach and withdrawal command can also be chosen at will and in particular with a race significantly greater approach and withdrawal than according to known machines.
  • Expansion control means integrated into the spindle head do not participate in the movement of beating of the spindle, thereby reducing the inertia of the assembly performing the flapping movement.
  • the lapping unit according to Figure 1 is part a lapping machine by expanding bores of parts, such as automotive parts (connecting rods, pinions, differential boxes, etc. ), distributors hydraulic and other mechanical elements requiring very high geometric precision.
  • expansion laps are well known and therefore there is no instead of describing their structure in more detail in the part of this application.
  • the expansion movement of the stone train abrasive 5 during running-in is controlled by a head expansion (motor 9) integrated into a spindle head 6 which surrounds pin 1 at the top.
  • the oscillatory rotation and translational movement of spindle 1 is transmitted to lapping 4 by a transmission flexible 8, for example a double cardan transmission, located between the spindle head 6 and the lapping 4.
  • the expansion head integrated into the spindle head 6 comprises, for the control of expansion of the lapping 4, a expansion control motor 9, for example a motor electric.
  • the spindle head 6 with the control of beat 3 and the rotation control 2 therein fixed, as with pin 1, is movable in axial translation thanks to guide rails not shown sliding on the fixed part 10 of a carriage guide 11, fixed on the upright or frame 12 of the lapping machine.
  • the motor 9 of the expansion control integrated into the spindle head 6 drives a worm not visible in the drawing, which meshes with the external toothing of a mounted ring 14 mobile in rotation but immobilized in axial translation between the casing 15 of the head 6 and a sheath 16.
  • the ring 14 transmits its rotational movement to a ring 17 by means of two keys 18.
  • the ring 17 has an internal thread engaged with a screw 19 movable in axial translation. Ring 17 is immobilized in axial translation on the spindle 1 by a nut 20.
  • Pin 1 is rotatably mounted inside the spindle head 6.
  • the spindle 1 passes through the head 6 in the form of a tubular section 21 provided with a slot transverse transverse 22.
  • Inside the section tubular 21 of spindle 1 is arranged concentrically a transmission element 23.
  • This transmission element transmission 23 is movable in axial translation in the pin 1.
  • the transmission element 23 has at its upper end a transverse head 24 whose two ends pass through the slot 22 of pin 1 and are mounted in the screw 19 by means of two stops 25 so that element 23 is integral in axial translation with the screw 19, but can turn relative to the latter.
  • the transmission element 23 is fixed in connection with pin 1, but movable in axial translation relative to the latter.
  • Her axial position is controlled by the control motor d ⁇ expansion 9, via transmission irreversible including the worm (not shown), the ring 14, the ring 17 and the screw 19.
  • the screw 19 is immobilized in rotation by a key 26 which passes through a slot 27 formed in the casing 15 of the head 6.
  • the rotational movement of spindle 1 is ensured by rotation command 2.
  • This rotation command includes a rotation motor 28 driving a pulley 29 which drives, by means of a belt 31, a pulley 30 secured to a sheath 32 movable in rotation and immobilized in axial translation between a fixed stop 33 and a nut 34.
  • the sleeve 32 transmits its rotational movement to spindle 1 by two keys 35.
  • the oscillatory movement of axial translation (beat) of spindle 1 is provided by a command for beat 3 constituted, in the example shown, by mechanical control.
  • the beat command 3 includes a drive motor 36 which, by via a belt transmission 37, drives a crank pin 38 with adjustable eccentricity coupled by a connecting rod 39 with the upper end (section tubular 21) of spindle 1.
  • Spindle 1 is mounted in rotation by two bearings 40 in the upper part of the spindle holder head 6 (sleeve 33) and by a bearing 41 in the lower part (sheath 16).
  • the spindle 1 is guided in axial translation by the sleeve 32 in the upper part of the spindle head 6, and by the sliding bearing 42 in the part lower.
  • the spindle head 6 filled with lubricant is sealed with a seal 43 mounted on a seal holder 44.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Description

La présente invention se rapporte à une machine de rodage d'alésages prèsentant une broche portant un outil de rodage ou rodoir à expansion, cette broche étant montée mobile en rotation et mobile en translation axiale dans une tête porte-broche, des moyens de commande d'expansion dudit rodoir, des moyens de commande de rotation de la broche, et des moyens de commande de battement pour animer la broche d'un mouvement oscillatoire de translation axiale (dit mouvement de battement).
Sur les machines de rodage par expansion connues de ce type, la broche de rodage porte, à son extrémité libre, au moins un outil d'usinage par abrasif ou rodoir dont l'expansion en cours d'usinage èst commandée par une tête d'expansion qui peut par exemple être, montée sur la broche en un endroit. éloigné du rodoir. Cette tête comprend, pour chaque rodoir, un moteur de commande d'expansion dont le mouvement est transmis au rodoir par une transmission mécanique.
Sur des machines connues de ce type, un moteur de commande d'expansion monté sur le carter de la tête d'expansion attaque une tige de poussée dite poignard par l'intermédiaire d'un réducteur irréversible comprenant une vis sans fin engrènant avec la denture extérieure d'une bague dont le filetage intérieur est en prise avec une vis dont le mouvement axial, en réponse à la rotation au moteur, provoque un déplacement axial correspondant du poignard, ce qui conduit à une expansion du rodoir.
Ces machines connues sont de conception rigide et leurs possibilités d'adaptation aux travaux à exécuter, en particulier en ce qui concerne le choix des mouvements de translation axiale (mouvements de battement ainsi que mouvements d'approche et de retrait du rodoir de la pièce à roder) sont très limitées. Enfin, sur ces machines connues, une partie au moins des moyens de commande de mouvement (battement, rotation, expansion, approche et retrait) participe aux mouvements de battement de la broche, ce qui fait que cet ensemble mobile présente une inertie relativement importante et implique l'utilisation d'une commande de battement surdimensionnée en conséquence.
L'abrégé publié dans PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 11, n° 157 (M-590) (2604) du 21 mai 1987, correspondant au document JP-A-61288971, révèle une machine de rodage qui comporte un rodoir à expansion, d'après la figure accompagnant cet abrégé. Cette machine présente la particularité principale que le mouvement de battement est une combinaison d'un mouvement de battement de grande amplitude correspondant à la longueur de rodage sur la pièce et d'un mouvement de battement de faible amplitude (micro-battement) obtenu sans moteur par un système à excentriques qui entre en action dès que la broche est entraínée en rotation par le moteur de commande de rotation. Le mouvement de battement de grande amplitude correspond au mouvement de battement normal du rodage par expansion, le micro-batttement servant à réduire la résistance de rodage. Le moteur de commande de battement et le moteur d'entraínement en rotation sont montés directement ou indirectement sur la poupée fixe.
Cet abrégé ne contient aucune indication quant à la présence d'une commande d'expansion, et à plus forte raison, quant à l'organisation d'une telle commande d'expansion.
Par ailleurs, suivant cet abrégé, la commande de battement agit non pas directement sur la broche, mais sur la tête porte-broche qui est mobile en translation (mouvement de battement) par rapport à la poupée fixe et dans laquelle la broche est montée mobile en rotation, ce qui augmente d'autant la masse d'inertie de l'ensemble participant au mouvement de battement.
La présente invention a pour objet un dispositif de rodage du type défini ci-dessus qui soit de structure modulaire, permettant ainsi une bonne adaptation de la machine à différents travaux à exécuter, de structure plus simple que les machines connues, et sur lequel l'inertie des éléments participant aux mouvements de battement de la broche se trouve réduite de façon optimale.
La machine de rodage d'alésages telle que revendiquée comprend une broche portant un outil de rodage ou rodoir à expansion, cette broche étant montée mobile en rotation et mobile en translation axiale dans une tête porte-broche, des moyens de commande d'expansion du rodoir, des moyens de commande de rotation de la broche et des moyens de commande de battement pour animer la broche d'un mouvement oscillatoire en translation axiale dit mouvement de battement. Selon l'invention, la tête porte-broche ne participe pas au mouvement de battement et constitue une tête de rodage par expansion portant des moyens de guidage pour son montage mobile en translation axiale sur un bâti fixe, en vue de l'approche et du retrait du rodoir de la pièce à roder, les moyens de commande d'expansion du rodoir, les moyens de commande de rotation de la broche et les moyens de commande de battement de la broche, les moyens de commande de battement agissent directement sur la broche, et les moyens de commande d'expansion comprennent un moteur monté sur la tête porte-broche et couplé par un système à clavettes avec un élément de transmission mobile en translation axiale dans la broche pour commander l'expansion du rodoir.
Grâce à ces caractéristiques, la tête de rodage forme un seul sous-ensemble qui peut être monté mobile horizontalement ou verticalement sur un bâti et qui peut être équipé, selon les besoins, d'une commande de battement mécanique, électrique ou hydraulique, avec une course de battement adaptée aux travaux à exécuter. La commande d'approche et de retrait peut également être choisie à volonté et en particulier avec une course d'approche et de retrait nettement plus importante que suivant les machines connues. Les moyens de commande d'expansion intégrés à la tête porte-broche ne participent pas au mouvement de battement de la broche, ce qui réduit d'autant l'inertie de l'ensemble effectuant le mouvement de battement.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description ci-après d'un exemple de réalisation de l'invention, illustré par les dessins annexés, sur lesquels :
  • la figure 1 est une vue de côté d'une unité de rodage par expansion à un seul rodoir d'une machine conforme à l'invention ;
  • la figure 2 est une coupe axiale partielle, à plus grande échelle, de l'unité de rodage de la figure 1.
    • L'unité de rodage selon la figure 1 fait partie d'une machine de rodage par expansion d'alésages de pièces, telles que pièces automobiles (bielles, pignons, boítiers de différentiels, etc. ), distributeurs hydrauliques et autres éléments mécaniques nécessitant une très grande précision géométrique.
    Une broche 1 animée au cours du rodage d'un mouvement de rotation autour de son axe par une commande de rotation 2 et d'un mouvement oscillatoire en translation axiale par une commande de battement 3 porte, à son extrémité inférieure, un rodoir à expansion 4 constitué d'un train de pierres abrasives 5. De tels rodoirs à expansion sont bien connus et il n'y a donc pas lieu de décrire plus en détail leur structure dans le cadre de la présente demande.
    Le mouvement d'expansion du train de pierres abrasives 5 au cours du rodage est commandé par une tête d'expansion (moteur 9) intégrée à une tête porte-broche 6 qui entoure la broche 1 à la partie supérieure. Le mouvement de rotation et de translation oscillatoire de la broche 1 est transmis au rodoir 4 par une transmission souple 8, par exemple une transmission à double cardan, située entre la tête porte-broche 6 et le rodoir 4.
    La tête d'expansion intégrée à la tête porte-broche 6 comporte, pour la commande d'expansion du rodoir 4, un moteur de commande d'expansion 9, par exemple un moteur électrique.
    La tête porte-broche 6 avec la commande de battement 3 et la commande de rotation 2 qui y sont fixées, ainsi qu'avec la broche 1, est mobile en translation axiale grâce à des rails de guidage non représentés coulissant sur la partie fixe 10 d'un chariot de guidage 11, fixée sur le montant ou bâti 12 de la machine de rodage.
    Le mouvement de translation axiale de la tête portebroche 6 avec la commande de battement 3 et la commande de rotation 2 montées sur cette tête, et avec la broche 1, en vue de l'approche et du retrait du rodoir 4 de la pièce à roder, est assuré par un vérin 13, par exemple un vérin électrique.
    Sur la figure 2, on reconnait que le moteur 9 de la commande d'expansion intégrée à la tête porte-broche 6 entraíne une vis sans fin non visible sur le dessin, qui engrène avec la denture extérieure d'une bague 14 montée mobile en rotation mais immobilisée en translation axiale entre le carter 15 de la tête 6 et un fourreau 16. La bague 14 transmet son mouvement de rotation à une bague 17 par l'intermédiaire de deux clavettes 18. La bague 17 comporte un filetage intérieur en prise avec une vis 19 mobile en translation axiale. La bague 17 est immobilisée en translation axiale sur la broche 1 par un écrou 20.
    La broche 1 est montée en rotation à l'intérieur de la tête porte-broche 6. La broche 1 traverse la tête 6 sous la forme d'un tronçon tubulaire 21 munie d'une fente transversale traversante 22. A l'intérieur du tronçon tubulaire 21 de la broche 1 est disposé concentriquement un élément de transmission 23. Cet élément de transmission 23 est mobile en translation axiale dans la broche 1. L'élément de transmission 23 comporte à son extrémité supérieure une tête transversale 24 dont les deux extrémités traversent la fente 22 de la broche 1 et sont montées dans la vis 19 par l'intermédiaire de deux butées 25 de telle manière que l'élément 23 soit solidaire en translation axiale de la vis 19, mais puisse tourner par rapport à cette dernière.
    Grâce à ce montage, l'élément de transmission 23 est solidaire en rocation de la broche 1, mais mobile en translation axiale par rapport à cette dernière. Sa position axiale est commandée par le moteur de commande d<expansion 9, par l'intermédiaire de la transmission irréversible comprenant la vis sans fin (non représentée), la bague 14, la bague 17 et la vis 19. La vis 19 est immobilisée en rotation par une clavette 26 qui traverse une fente 27 ménagée dans le carter 15 de la tête 6.
    Le mouvement de rotation de la broche 1 est assuré par la commande de rotation 2. Cette commande de rotation comprend un moteur de rotation 28 entraínant une poulie 29 qui entraíne, par l'intermédiaire d'une courroie 31, une poulie 30 solidaire d'un fourreau 32 mobile en rotation et immobilisé en translation axiale entre une butée fixe 33 et un écrou 34. Le fourreau 32 transmet son mouvement de rotation à la broche 1 par deux clavettes 35. Le mouvement oscillatoire de translation axiale (battement) de la broche 1 est assuré par une commande de battement 3 constituée, dans l'exemple représenté, par une commande mécanique. La commande de battement 3 comprend un moteur d'entraínement 36 qui, par l'intermédiaire d'une transmission à courroies 37, entraíne un maneton 38 à excentricité réglable couplé par une bielle 39 avec l'extrémité supérieure (tronçon tubulaire 21) de la broche 1. La broche 1 est montée en rotation par deux roulements 40 dans la partie supérieure de la tête porte-broche 6 (manchon 33) et par un roulement 41 dans la partie inférieure (fourreau 16). La broche 1 est guidée en translation axiale par le fourreau 32 dans la partie supérieure de la tête porte-broche 6, et par le palier de glissement 42 dans la partie inférieure.
    A son extrémité inférieure, la tête porte-broche 6 remplie de lubrifiant est fermée de façon étanche par un joint 43 monté sur un porte joint 44.

    Claims (4)

    1. Machine de rodage d'alésages comprenant une broche (1) portant un outil de rodage ou rodoir à expansion (4), cette broche (1) étant montée mobile en rotation et mobile en translation axiale dans une tête porte-broche (6), des moyens de commande d'expansion (9) du rodoir (4), des moyens de commande de rotation (2) de la broche (1) et des moyens de commande de battement (3) pour animer la broche (1) d'un mouvement oscillatoire en translation axiale dit mouvement de battement, caractérisée par le fait que la tête porte-broche (6) ne participe pas au mouvement de battement et constitue une tête de rodage par expansion portant des moyens de guidage pour son montage mobile en translation axiale sur un bâti fixe (12) en vue de l'approche et du retrait du rodoir (4) de la pièce à roder, les moyens de commande d'expansion (9) du rodoir (4), les moyens de commande de rotation (2) de la broche (1) et les moyens de commande de battement (3) de la broche (1), que les moyens de commande de battement (3) agissent direct ment sur la broche (1), et que les moyens de commande d'expansion (9) comprennent un moteur monté sur la tête porte-broche (6) et couplé par un système à clavettes (18) avec un élément de transmission (23) mobile en translation axiale dans la broche (1) pour commander l'expansion du rodoir (4).
    2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que les moyens de commande de rotation (2) de la broche (1) comprennent, entre le moteur de commande de rotation (28) fixé à la tête porte-broche (6) et la broche (1), un système à clavettes (35) ou un système analogue de transmission de rotation à mobilité axiale.
    3. Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le mouvement de translation axiale de la tête porte-broche (6) par rapport au bâti (12) en vue de l 'approche et du retrait du rodoir (4) de la pièce à usiner est commandé par un moteur (13) monté sur le bâti fixe (12).
    4. Machine suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que la tête porte-broche (6) peut être montée sur le bâti (12) de manière qu'elle constitue une unité de rodage par expansion pouvant travailler verticalement ou horizontalement.
    EP19920400309 1990-08-10 1992-02-07 Machine de rodage par expansion Expired - Lifetime EP0554629B1 (fr)

    Applications Claiming Priority (1)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR9010261A FR2665659B1 (fr) 1990-08-10 1990-08-10 Machine de rodage par expansion.

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0554629A1 EP0554629A1 (fr) 1993-08-11
    EP0554629B1 true EP0554629B1 (fr) 1999-01-13

    Family

    ID=9399618

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP19920400309 Expired - Lifetime EP0554629B1 (fr) 1990-08-10 1992-02-07 Machine de rodage par expansion

    Country Status (4)

    Country Link
    EP (1) EP0554629B1 (fr)
    DE (1) DE69228175T2 (fr)
    ES (1) ES2125252T3 (fr)
    FR (1) FR2665659B1 (fr)

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    EP0554629A1 (fr) 1993-08-11
    DE69228175D1 (de) 1999-02-25
    FR2665659A1 (fr) 1992-02-14
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