EP1160054A1 - Machine d'usinage par bande abrasive de portées cylindriques sur des pièces - Google Patents
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- B24B5/36—Single-purpose machines or devices
- B24B5/42—Single-purpose machines or devices for grinding crankshafts or crankpins
Definitions
- the known machines do not give whole satisfaction with the machining of cast iron crankshaft seats, the application pads used on these machines not being able to clear the graphite nodules from the staves, taking into account their hardnesses and their circumferential angles of contact with the surfaces.
- the machine object of the invention for strip machining abrasive of cylindrical surfaces on parts, in particular of journals and / or crankpins on crankshafts includes for the machining of a support surface on which three clamping elements of abrasive belt are mounted in a triangle while being mobile according to directions which converge towards the axis of the surfaces to be machined.
- Each clamping element carries at least one application pad shaped as so as to apply the abrasive strip against the surface following a surface essentially limited to a generator parallel to the axis of the scope.
- Each abrasive belt clamp can advantageously wear two application pads spaced in the direction circumferential, preferably from a distance such that the latter corresponds substantially to the distance between the successive pads of two consecutive clamping elements, for the average of extreme diameters of the surfaces likely to be machined on a same machine.
- each sanding pad application pad comprises, along the axis of the seat to be machined, two end parts greater hardness located on either side of a part intermediate of lower hardness.
- the parties end may have a Shore hardness of the order of 95 and the intermediate part a Shore hardness of the order of 65.
- Each clamping element 1 carries, on its turned surface 6 towards the bearing surface 4.1 to be machined, two pads 7 parallel to the axis 3, each consisting of a cylindrical log with an axis parallel to axis 3 of the litter, having a diameter smaller than the diameter of the litter 4.1.
- the two pads 7 of each element 1 are spaced from each other in the circumferential direction of a distance (angular) e1 slightly greater than the distance (angular) f1 between the two pads consecutive of two successive elements 1 whose pads 7 apply the abrasive belt 5 against the surface 4.1.
- Each shoe 7 is advantageously constituted by a material with a Shore hardness of less than 100, for example a elastomer as marketed under the COURBHANE brand by the COURBIS SYNTHESE of F-26100 ROMANS SUR ISERE.
- each clamping element 1 Given the presence, on each clamping element 1, two pads 7 with application surface in reduced diameter cylinder in relation to the diameter of the surfaces to be machined, it is possible to machine with the same clamping elements 1 carrying the same pads 7 of the ranges 4 of different diameters, as it appears in the comparison of Figure 1 with Figure 2 on which we recognize that the diameter of the bearing surface 4.2 to be machined is significantly smaller than 1st diameter of the bearing 4.1 of Figure 1.
- the (angular) distance e2 separating two pads 7 consecutive of two successive elements 1 is less than the distance (angular) f2 separating the two pads 7 from the same element 1, in contact with the scope 4.2.
- the distance f on each element 1 can be chosen so that it corresponds substantially to the distance e for the average of the extreme diameters of the spans 4 likely to be machined on the same machine with the same elements of tightening 1 equipped with the same pads 7.
- a surface 4 is machined using a strip abrasive 4 and clamping elements 1 with pads 7 (only one of which is shown) having a width less than the width of the litter 4.
- the printing elements are printed tightening 1, at their support, not shown, along axis 3 of the scope 4, a low speed oscillation movement so that the strip 5 performs, relative to the bearing 4 driven in rotation around its axis 3, a movement of sway symbolized by a dashed line in Figure 4, with a range of amplitude such that the seat is machined over its entire width.
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Abstract
Machine pour l'usinage par bande abrasive de portées cylindriques sur des pièces, notamment de tourillons et/ou de manetons sur des vilebrequins, comprenant pour l'usinage d'une porté (e4) un support sur lequel trois éléments de serrage de bande abrasive (1) sont montés en triangle en étant mobiles suivant des directions qui convergent vers l'axe (3) de la portée (4) à usiner.Chaque élément de serrage (1) porte au moins un patin d'application (7) conformé de manière à appliquer la bande abrasive (5) contre la portée (4) suivant une surface essentiellement limitée à une génératrice parallèle à l'axe (3) de la portée. De préférence, le patin (7) réalisé en un élastomère ayant une dureté Shore au plus égale à 100 présente une surface d'application bombée en cylindre avec un rayon de courbure inférieur au rayon de courbure de la portée (4).
Description
La présente invention se rapporte à une machine d'usinage
par bande abrasive de portées cylindriques sur des pièces, notamment
de tourillons et de manetons sur des vilebrequins, comprenant pour
l'usinage d'une portée un support sur lequel trois éléments de serrage
de bande abrasive sont montés en triangle en étant mobiles suivant des
directions qui se croisent sur l'axe de la portée à usiner.
Des machines de superfinition de ce type sont connues, par
exemple, par les documents FR-A-2 634 877, FR-A-2 702 693 et FR-A-2
719 516. Suivant ces documents, les éléments de serrage de la
bande abrasive portent des patins d'application de bande abrasive en
forme de mâchoires, qui peuvent être de grande dureté et s'étendre sur
un angle circonférentiel plus ou moins important, ce qui permet en
particulier de corriger d'éventuels défauts de forme provenant des
opérations d'usinage précédentes. Par contre, ces éléments de serrage
avec leurs patins d'application spécifiques sont conçus pour un
diamètre bien déterminé, ce qui fait qu'une machine équipée de ces
éléments der serrage ne peut être utilisée que pour l'usinage de pièces
bien définies, par exemple des vilebrequins d'un modèle de moteurs.
Or, pour des raisons de flexibilité, il serait désirable de pouvoir usiner
sur une même machine, par exemple des vilebrequins destinés à
plusieurs modèles d'un même type de moteurs, voire même des
vilebrequins de différents types de moteurs, dont les tourillons et/ou
les manetons peuvent en particulier présenter des diamètres différents.
Le problème évoqué ci-dessus pour le diamètre des portées à
usiner peut se poser également pour la largeur des portées.
De plus, les machines connues ne donnent pas entière
satisfaction pour l'usinage des portées de vilebrequins en fonte, les
patins d'application utilisés sur ces machines n'étant pas en mesure de
dégager les nodules de graphite des portées, compte tenu de leurs
duretés et de leurs angles circonférentiels de contact avec les portées.
La présente invention vise une machine d'usinage par bande
abrasive qui se distingue par une grande flexibilité en ce qui concerne
le diamètre des portées susceptibles d'être usinées par les mêmes
éléments de serrage de bande abrasive. L'invention vise par ailleurs
une machine d'usinage par bande abrasive qui se distingue par une
grande flexibilité en ce qui concerne la largeur des portées
susceptibles d'être usinées par les mêmes éléments de serrage de bande
abrasive et les mêmes bandes abrasives. L'invention vise également
une machine d'usinage par bande abrasive qui se distingue par une
meilleure efficacité pour l'usinage des portées de vilebrequins en
fonte.
La machine objet de l'invention pour l'usinage par bande
abrasive de portées cylindriques sur des pièces, notamment de
tourillons et/ou de manetons sur des vilebrequins, comprend pour
l'usinage d'une portée un support sur lequel trois éléments de serrage
de bande abrasive sont montés en triangle en étant mobiles suivant des
directions qui convergent vers l'axe de la portées à usiner. Chaque
élément de serrage porte au moins un patin d'application conformé de
manière à appliquer la bande abrasive contre la portée suivant une
surface essentiellement limitée à une génératrice parallèle à l'axe de la
portée.
Le patin peut avantageusement présenter une surface
d'application bombée en cylindre, de préférence avec un rayon de
courbure inférieur au rayon de courbure de la portée et plus
particulièrement inférieur à la moitié du rayon de courbure de la
portée.
Chaque élément de serrage de bande abrasive peut
avantageusement porter deux patins d'application espacés dans le sens
circonférentiel, de préférence d'une distance telle que cette dernière
corresponde sensiblement à la distance séparant les patins successifs
de deux éléments de serrage consécutifs, pour la moyenne des
diamètres extrêmes des portées susceptibles d'être usinées sur une
même machine.
De préférence, chaque patin peut être constitué par un
matériau tel qu'un élastomère d'une dureté Shore au plus égale à 100.
Dans le cas où la portée a été réalisée en ébauche avec un
bombé qui doit être conservé lors de la superfinition, il est possible de
faire en sorte que chaque patin d'application de bande abrasive
comprenne, suivant l'axe de la portée à usiner, deux parties d'extrémité
de plus grande dureté situées de part et d'autre d'une partie
intermédiaire de plus faible dureté. A titre d'exemple, les parties
d'extrémité peuvent présenter une dureté Shore de l'ordre de 95 et la
partie intermédiaire une dureté Shore de l'ordre de 65.
Pour pouvoir usiner, avec la même machine, des portées de
largeurs différentes, sans avoir à changer la bande abrasive, les
éléments de serrage et les patins d'application montés sur ces
éléments, il est avantageux de choisir la longueur des patins et la
largeur de la bande abrasive inférieures à la largeur des portées les
plus étroites et de faire exécuter au support sur lequel sont montés les
éléments de serrage de bande abrasive, pendant l'usinage de la portée,
un mouvement d'oscillation à faible vitesse et à grand ou moyen
débattement, qui se manifeste sous la forme d'un mouvement de
louvoiement de la bande abrasive par rapport à la portée de la pièce
entraínée de façon usuelle en rotation. Ce mouvement de louvoiement
engendré au niveau de la bande abrasive est indépendant du
mouvement d'oscillation à grande vitesse et à faible débattement
imprimé de façon usuelle à la pièce pendant l'usinage de superfinition.
En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après
plus en détail un mode de réalisation illustratifs et non limitatif d'une
machine d'usinage conforme à l'invention; sur les dessins:
Selon la figure 1, trois éléments de serrage 1a, 1b et 1c
montés de façon connue en soi en triangle sur un support non
représenté, par exemple un bras d'une machine de superfinition des
tourillons et/ou des manetons de vilebrequins, en étant mobiles suivant
des directions (flèches 2a, 2b et 2c) convergeant sur l'axe 3 d'une
portée cylindrique 4.1 à usiner. De telles machines pour la
superfinition par une bande abrasive 5 sont bien connues en soi, par
exemple par les documents antérieurs déjà mentionnés, en ce qui
concerne la structure générale et le mode de fonctionnement, et il n'y a
donc pas lieu de les décrire plus en détail dans le cadre de la présente
demande.
Chaque élément de serrage 1 porte, à sa surface 6 tournée
vers la portée 4.1 à usiner, deux patins 7 parallèles à l'axe 3,
constitués chacun par un rondin cylindrique d'axe parallèle à l'axe 3 de
la portée, ayant un diamètre inférieur au diamètre de la portée 4.1. Les
deux patins 7 de chaque élément 1 sont espacés l'un de l'autre dans le
sens circonférentiel d'une distance (angulaire) e1 légèrement
supérieure à la distance (angulaire) f1 séparant les deux patins
consécutifs de deux éléments 1 successifs dont les patins 7 appliquent
la bande abrasive 5 contre la portée 4.1.
Il est à noter que chaque patin 7 solidaire de l'élément 1 est
ici monté à force dans un logement 8 constitué par un trou ménagé
dans l'élément 1 de manière qu'un segment de cylindre de par exemple
120° du patin 7 dépasse de la surface 6 de l'élément 1.
Chaque patin 7 est avantageusement constitué par un
matériau ayant une dureté Shore de moins de 100, par exemple un
élastomère tel que commercialisé sous la marque COURBHANE par la
Société COURBIS SYNTHESE de F-26100 ROMANS SUR ISERE.
Le diamètre des patins 7 est choisi, en fonction du diamètre
des portées 4 à usiner, de manière que les patins se trouvent en contact
avec la portée, par l'intermédiaire de la bande abrasive 5, suivant des
surfaces de contact qui se limitent plus ou moins à des génératrices de
la portée.
Du fait de la dureté limitée du matériau des patins et de la
forme des patins qui fait que le contact de la bande avec la portée, à
l'endroit de chaque patin, s'effectue essentiellement suivant une
génératrice de la portée, les patins permettent à la bande abrasive 5 de
"pénétrer" dans le matériau de la portée et, dans le cas des portées de
vilebrequins en fonte, de dégager les nodules de graphite de la surface
des portées.
Compte tenu de la présence, sur chaque élément de serrage 1,
de deux patins 7 à surface d'application en cylindre de diamètre réduit
par rapport au diamètre des portées à usiner, il est possible d'usiner
avec les mêmes éléments de serrage 1 portant les mêmes patins 7 des
portées 4 de diamètres différents, tel que cela apparaít à la
comparaison de la figure 1 avec la figure 2 sur laquelle on reconnaít
que le diamètre de la portée 4.2 à usiner est nettement plus faible que
1e diamètre de la portée 4.1 de la figure 1.
Sur la figure 2, la distance (angulaire) e2 séparant deux
patins 7 consécutifs de deux éléments 1 successifs est inférieure à la
distance (angulaire) f2 séparant les deux patins 7 d'un même élément
1, en contact avec la portée 4.2.
De préférence, la distance f sur chaque élément 1 peut être
choisie de manière qu'elle corresponde sensiblement à la distance e
pour la moyenne des diamètres extrêmes des portées 4 susceptibles
d'être usinées sur une même machine avec les mêmes éléments de
serrage 1 équipés des mêmes patins 7.
Selon la figure 3, une portée 4 ébauchée avec un bombé
(représenté de façon exagérée) doit conserver ce bombé lors de sa
superfinition par la bande abrasive 5. Pour cela, les patins 7 des
éléments de serrage 1 (dont un seul est représenté) se composent
chacun de plusieurs parties de duretés différentes se succédant suivant
l'axe 3 de la portée 4, à savoir dans cet exemple de deux parties
d'extrémité 7a, 7b de plus forte dureté et d'une partie intermédiaire 7c
de plus faible dureté. Ainsi, bien que les trois parties 7a, 7b et 7c
présentent la même section, la partie intermédiaire 7c de dureté
réduite applique la bande abrasive 5 contre la partie médiane de
diamètre maximal de la portée 4 avec une pression sensiblement égale
à la pression avec laquelle la bande abrasive 5 est appliquée contre les
parties d'extrémité de diamètre réduit de la portée, de sorte que le
bombé de la portée ne se trouve pas détérioré par la superfinition.
Selon la figure 4, une portée 4 est usinée à l'aide d'une bande
abrasive 4 et d'éléments de serrage 1 à patins 7 (dont un seul est
représenté) ayant une largeur inférieure à la largeur de la portée 4. En
vue de l'usinage uniforme de la portée 4, on imprime aux éléments de
serrage 1, au niveau de leur support non représenté, suivant l'axe 3 de
la portée 4, un mouvement d'oscillation à faible vitesse de manière que
la bande 5 effectue, par rapport à la portée 4 entraínée en rotation
autour de son axe 3, un mouvement de louvoiement symbolisé par une
trace en tirets sur la figure 4, avec un débattement d'amplitude telle
que la portée soit usinée sur toute sa largeur.
Il y a lieu de remarquer que la machine conforme à
l'invention, au lieu de comporter deux patins 7 en forme de rondins sur
chacun des trois élément de serrage 1 participant à l'usinage d'une
portée 4, pourrait également être équipée, par exemple, d'un seul patin
7 sur chaque élément de serrage 1, ce qui réduirait cependant à trois le
nombre de génératrices de contact de la bande abrasive 5 avec la
portée 4. Il serait également possible de prévoir trois patins 7 sur
chaque élément de serrage 1, ce qui augmenterait le nombre de
génératrices de contact de la bande 5 avec la portée 4, mais enlèverait
à la machine sa flexibilité, c'est-à-dire sa possibilité d'adaptation à des
portées de diamètres différents sans modification au niveau des
éléments de serrage 1 et des patins 7. Par ailleurs, rien ne s'opposerait
en principe au remplacement, sur les trois éléments de serrage 1, des
patins 7 en forme de rondins, procurant des contacts "linéaires"
suivant des génératrices, par des patins en forme de mâchoires, ayant
une surface d'application conformée pour une portée de diamètre
donné, mais cela serait également au détriment de la flexibilité de la
machine.
Claims (10)
- Machine pour l'usinage par bande abrasive de portées cylindriques sur des pièces, notamment de tourillons et/ou de manetons sur des vilebrequins, comprenant pour l'usinage d'une portée trois éléments de serrage de bande abrasive montés en triangle en étant mobiles suivant des directions qui convergent vers l'axe de la portées à usiner, caractérisée par le fait que chaque élément de serrage (1) porte au moins un patin d'application (7) conformé de manière à appliquer la bande abrasive (5) contre la portée (4) suivant une surface essentiellement limitée à une génératrice parallèle à l'axe (3) de la portée.
- Machine suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que le patin (7) présente une surface d'application bombée en cylindre.
- Machine suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que le rayon de courbure de la surface d'application est inférieur au rayon de courbure de la portée.
- Machine suivant la revendication 3, caractérisée par le fait que le rayon de courbure de la surface d'application est inférieur à la moitié du rayon de courbure de la portée.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque élément de serrage de bande abrasive (1) porte deux patins d'application (7) espacés dans le sens circonférentiel.
- Machine suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que la distance (f) séparant les deux patins (7) de chaque élément de serrage (1) correspond sensiblement à la distance (e) séparant les patins successifs de deux éléments de serrage consécutifs.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque patin (7) est constitué par un matériau tel qu'un élastomère ayant une dureté Shore inférieure ou égale à 100.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque patin (7) présente un gradient de dureté suivant l'axe (3) de la portée (4) à usiner.
- Machine suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que chaque patin (7) comprend, suivant l'axe (3) de la portée (4) à usiner, deux parties d'extrémité (7a, 7b) de plus grande dureté situées de part et d'autre d'une partie intermédiaire (7c) de plus faible dureté.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la longueur des patins (7) et la largeur de la bande abrasive (5) sont inférieures à la largeur de la portée (4) à usiner et que les éléments de serrage (1) effectuent, pendant l'usinage, suivant l'axe (3) de la portée (4) à usiner, un mouvement d'oscillation à faible vitesse et à débattement tel que la bande abrasive (5) exécute un mouvement de louvoiement par rapport à la portée (4) entraínée en rotation autour de son axe (3), pour usiner la portée (4) sur toute sa largeur.
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