EP2461941A1 - Rodoir a pierre abrasive et procede de rodage mettant en oeuvre ce rodoir - Google Patents

Rodoir a pierre abrasive et procede de rodage mettant en oeuvre ce rodoir

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Publication number
EP2461941A1
EP2461941A1 EP10751995A EP10751995A EP2461941A1 EP 2461941 A1 EP2461941 A1 EP 2461941A1 EP 10751995 A EP10751995 A EP 10751995A EP 10751995 A EP10751995 A EP 10751995A EP 2461941 A1 EP2461941 A1 EP 2461941A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
abrasive stone
pusher
lapping
axial direction
stone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10751995A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Patrik Piovesana
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Peugeot Citroen Automobiles SA filed Critical Peugeot Citroen Automobiles SA
Publication of EP2461941A1 publication Critical patent/EP2461941A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B24B33/08—Honing tools

Definitions

  • the present invention relates to an improved abrasive stone honing machine.
  • the break-in is the last chip removal operation by abrasion.
  • the grinder is the abrasive instrument used to make the break-in. It is constituted by at least one abrasive stick, also called stone and fixed on a support.
  • abrasive stone used in break-in operations of crankcases for example, is most often a silicon carbide stone. This abrasive is very friable.
  • abrasive stone grinders A disadvantage of abrasive stone grinders is the limited service life of abrasive stones. These must be replaced often.
  • the honing machines currently used comprise pushers, which have a side pushing the abrasive stone, this face being parallel to the active face of the abrasive stone and being moved by the actuation of a piece called dagger.
  • the object of the present invention is to provide an improved abrasive stone grinder, which guarantees the dimensional quality of the machined parts throughout the break-in process, including the dimensional quality of the first pieces worked after a change abrasive stone.
  • Another object of the present invention is to provide such an improved honing rod, which is economical, in particular by offering the possibility of using a standard abrasive stone.
  • the present invention relates to an improved abrasive stone grinder, which comprises at least one abrasive stone, a movable pusher in the radial direction of the lap to move radially outwardly the abrasive stone , and a dagger whose displacement according to the axial direction of the lapper causes the displacement of the pusher in the radial direction of the lap, the transformation of the axial movement of the dagger in radial movement of the pusher being obtained by complementary conical shapes of the surfaces in contact with the dagger and the pusher.
  • the thrust surface of the pusher which is in contact with the abrasive stone, makes a very small angle with the axial direction of the lap.
  • this lapper when used for lapping, for example a cylinder block, the lower zone of the active surface of the abrasive stone can be pushed radially further outward than the upper zone of said active surface in the purpose of compensating for the geometry defect of the first run-in cycles after a change of abrasive stone.
  • this very small angle is such that the thrust surface of the pusher has a slope of about 4% with respect to the axial direction of the lap. If the abrasive stone has an axial length of about 90 mm, then the thrust surface of the pusher is inclined relative to the axial direction of the sander so that the lower area of the active surface of the abrasive stone can be radially outwardly a distance of about 40 ⁇ (microns) more than the upper zone of said active surface.
  • the abrasive stone is silicon carbide.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the principle of a push rod, and • Figure 2 shows schematically the pusher advanced honing, according to the present invention.
  • an abrasive stone grinder which comprises an abrasive stone 1 of calcium carbide, a pusher, of general reference 2, which is movable radially (arrows R of the figure 1) and radially and outwardly moves the abrasive stone 1, and a dagger, of general reference 3, whose displacement in the axial direction X of the lapper causes the radial displacement of the pusher 2.
  • the transformation of the axial movement (arrow A) of the dagger 3 in radial movement (arrows R) of the pusher 2 is obtained by complementary conical shapes of the surfaces 4 and 5 of two dagger cones 3 which are in contact with two corresponding surfaces 2A and 2B of the pusher 2, respectively.
  • the thrust surface of the pusher 2 in contact with the abrasive stone is a surface parallel to the X axis of the lap. It pushes the abrasive stone 1 leaving the latter parallel to the axis of the lapper, in particular by leaving the active surface 1 A of the abrasive stone 1 parallel to the axis X.
  • NF and upper 1 SUP of the active face 1 A of the abrasive stone 1 remain equidistant from the axis X of the lap.
  • the first pieces worked generally cylindrical surfaces
  • the solution consists in making the lower part of the abrasive stone go out more than the upper part, so as to machine more the lower part of the cylindrical surfaces.
  • the push surface 2P of the pusher 2 which is in contact with the abrasive stone 1, makes an angle " ⁇ " very weak with the axial direction X of the bead, so that the lower zone 1
  • This angle " ⁇ " is such that the thrust surface 2P of the pusher 2 has a slope of about 4% relative to the axial direction X of the lapping machine.
  • the abrasive stone 1 may have an axial length "L" of about 90 mm, and the push surface 2 P of the pusher 2 may then be inclined with respect to the axial direction X of the bead so that the lower zone 1
  • the 2P thrust surface of the tapered pusher according to the invention can be easily made from a cylindrical pusher by removing material on a lathe type machine to go from the cylindrical shape to the conical shape.
  • the present improved honing rod has many advantages, among which the following advantages:

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)

Abstract

Le rodoir comprend une pierre abrasive (1), au mois un poussoir (2) mobile radialement pour déplacer radialement et vers l'extérieur la pierre abrasive (1), et un poignard (3) dont le déplacement selon la direction axiale du rodoir (X) provoque le déplacement radial du poussoir (2), la transformation du mouvement axial du poignard (3) en mouvement radial du poussoir (2) étant obtenue par les formes coniques complémentaires des surfaces en contact du poignard (4,5) et du poussoir (2A, 2B). La surface de poussée (2P) du poussoir (2), qui est en contact avec la pierre abrasive (1), fait un angle («alpha») très faible avec la direction axiale (X) du rodoir et l'angle («alpha») est tel que la surface de poussée (2P) du poussoir (2) présente une pente d'environ 4% par rapport à la direction axiale (X) du rodoir. Rodoirs de cylindres à pierre abrasive. Rodage des carters moteurs des véhicules.

Description

RODOIR A PIERRE ABRASIVE ET PROCEDE DE RODAGE METTANT EN
OEUVRE CE RODOIR
[0001] La présente invention revendique la priorité de la demande française 0955452 déposée le 3 août 2009 dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.
[0002] La présente invention concerne un rodoir à pierre abrasive perfectionné.
[0003] Le rodage consiste en la dernière opération d'enlèvement de copeaux par abrasion. Le rodoir est l'instrument abrasif qui sert à réaliser le rodage. Il est constitué par au moins un bâtonnet abrasif, appelée aussi pierre et fixée sur un support.
[ooo4] La pierre abrasive des rodoirs utilisés dans les opérations de rodage de carters de moteurs, par exemple, est le plus souvent une pierre de carbure de silicium. Cet abrasif est très friable. [ooo5] Un inconvénient des rodoirs à pierre abrasive est la durée d'usage limitée des pierres abrasives. Celles-ci doivent être souvent remplacées.
[0006] Lors d'un changement de pierre abrasive sur une machine de rodage, pendant la mise en forme de la nouvelle pierre, les premières pièces sont relativement difficiles à usiner sans sortir des tolérances dimensionnelles. Cette situation critique concerne les trois ou quatre premiers cycles de la machine après le changement de pierre abrasive.
[0007] Par ailleurs, compte tenu du fait que, pendant l'opération de rodage d'un cylindre par exemple, le diamètre de l'alésage augmente, il est nécessaire de prévoir des moyens pour faire avancer d'une manière continue la pierre abrasive selon la direction radiale et vers l'extérieur quand le diamètre interne augmente et quand la face active de la pierre est désagrégée au cours du travail de rodage.
[oooδ] Des rodoirs pourvus de tels moyens pour faire avancer la pierre abrasive sont déjà connus de l'art antérieur. [0009] A titre d'exemple, le document FR 1 077 559 décrit un outil rectificateur de pièces. Cet outil comporte un corps, qui est susceptible de tourner autour de son axe et d'être déplacé suivant un mouvement alternatif le long de l'axe, une pierre abrasive, qui est de forme allongée et qui est logée dans le corps et inclinée sur l'axe du corps tout en ayant une face active oblique pouvant venir en contact avec une face interne de l'ouvrage, des moyens de support, qui sont prévus pour maintenir cette face active oblique en contact avec l'ouvrage ainsi que des moyens de commande, qui sont logés dans le corps et qui sont propres à agir sur la pierre de façon à faire avancer cette pierre vers l'extérieur du corps. La pierre abrasive est montée de telle sorte que sa face active fait saillie sur la face latérale externe du corps.
[ooio] De façon générale, les rodoirs utilisés actuellement comportent des poussoirs, qui présentent une face poussant la pierre abrasive, cette face étant parallèle à la face active de la pierre abrasive et étant déplacée par l'actionnement d'une pièce appelée poignard.
[0011] Le but de la présente invention est de fournir un rodoir à pierre abrasive perfectionné, qui garantisse la qualité dimensionnelle des pièces usinées pendant tout le processus de rodage, y compris la qualité dimensionnelle des premières pièces travaillées après un changement de pierre abrasive. [0012] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel rodoir perfectionné, qui soit économique, notamment en offrant la possibilité d'utiliser une pierre abrasive standard.
[0013] Enfin, c'est également un but de la présente invention de fournir un tel rodoir perfectionné, qui permette de supprimer les réglages de la machine effectués par l'opérateur lors des changements de pierre abrasive sur les machines équipées de rodoirs de l'art antérieur.
[0014] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un rodoir à pierre abrasive perfectionné, qui comprend au moins une pierre abrasive, un poussoir mobile selon la direction radiale du rodoir pour déplacer radialement et vers l'extérieur la pierre abrasive, et un poignard dont le déplacement selon la direction axiale du rodoir provoque le déplacement du poussoir selon la direction radiale du rodoir, la transformation du mouvement axial du poignard en mouvement radial du poussoir étant obtenue par les formes coniques complémentaires des surfaces en contact du poignard et du poussoir. Dans ce nouveau rodoir, la surface de poussée du poussoir, qui est en contact avec la pierre abrasive, fait un angle très faible avec la direction axiale du rodoir.
[0015] Ainsi, lorsque ce rodoir est utilisé pour le rodage par exemple d'un carter cylindres, la zone inférieure de la surface active de la pierre abrasive peut être poussée radialement davantage vers l'extérieur que la zone supérieure de ladite surface active dans le but de compenser le défaut de géométrie des premiers cycles de rodage après un changement de pierre abrasive.
[0016] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention du rodoir, cet angle très faible est tel que la surface de poussée du poussoir présente une pente d'environ 4% par rapport à la direction axiale du rodoir. [0017] Si la pierre abrasive présente une longueur axiale de 90 mm environ, alors la surface de poussée du poussoir est inclinée par rapport à la direction axiale du rodoir de telle sorte que la zone inférieure de la surface active de la pierre abrasive puisse être poussée radialement vers l'extérieur d'une distance d'environ 40 μ (microns) de plus que la zone supérieure de ladite surface active. [0018] Selon le mode préféré de réalisation de l'invention également, la pierre abrasive est en carbure de silicium.
[0019] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels :
• la figure 1 représente, de manière schématique, le principe d'un rodoir à poussoir, et • la figure 2 représente, de manière schématique, le poussoir du rodoir perfectionné, selon la présente invention.
[0020] En référence au dessin de la figure 1 , on a représenté un rodoir à pierre abrasive, qui comprend une pierre abrasive 1 en carbure de calcium, un poussoir, de référence générale 2, qui est mobile radialement (flèches R de la figure 1 ) et vient déplacer radialement et vers l'extérieur la pierre abrasive 1 , et un poignard, de référence générale 3, dont le déplacement selon la direction axiale X du rodoir provoque le déplacement radial du poussoir 2. La transformation du mouvement axial (flèche A) du poignard 3 en mouvement radial (flèches R) du poussoir 2 est obtenue par les formes coniques complémentaires des surfaces 4 et 5 de deux cônes du poignard 3 qui sont en contact avec deux surfaces correspondantes 2A et 2B du poussoir 2, respectivement.
[0021] La surface de poussée du poussoir 2 en contact avec la pierre abrasive est une surface parallèle à l'axe X du rodoir. Elle pousse la pierre abrasive 1 en laissant cette dernière parallèle à l'axe du rodoir, en particulier en laissant la surface active 1 A de la pierre abrasive 1 parallèle à l'axe X. Autrement dit, les zones inférieure 1 |NF et supérieure 1 SUP de la face active 1 A de la pierre abrasive 1 restent à égale distance de l'axe X du rodoir.
[0022] A chaque changement de pierre abrasive, les premières pièces travaillées, en général des surfaces cylindriques, présentent un défaut de géométrie. Pour remédier à ce défaut, la solution consiste à faire davantage sortir vers l'extérieur la partie inférieure de la pierre abrasive que la partie supérieure, de façon à usiner plus la partie inférieure des surfaces cylindriques.
[0023] A cette fin, selon le principe de la présente invention et en référence au dessin de la figure 2, la surface de poussée 2P du poussoir 2, qui est en contact avec la pierre abrasive 1 , fait un angle « α » très faible avec la direction axiale X du rodoir, de telle sorte que la zone inférieure 1 |NF de la surface active 1 A de la pierre abrasive 1 puisse être poussée radialement davantage vers l'extérieur que la zone supérieure 1 SUP de ladite surface active 1 A de la pierre abrasive 1 pour compenser le défaut de géométrie des premiers cycles de rodage après un changement de pierre abrasive.
[0024] Cet angle « α » est tel que la surface de poussée 2P du poussoir 2 présente une pente d'environ 4% par rapport à la direction axiale X du rodoir. [0025] A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, la pierre abrasive 1 peut présenter une longueur axiale « L » de 90 mm environ, et la surface de poussée 2P du poussoir 2 peut être alors inclinée par rapport à la direction axiale X du rodoir de telle sorte que la zone inférieure 1 |NF de la pierre abrasive 1 puisse être poussée radialement vers l'extérieur d'une distance d'environ 40 μ de plus que la zone supérieure 1 SUP de la pierre abrasive 1.
[0026] La surface de poussée 2P du poussoir conique selon l'invention peut être facilement réalisée à partir d'un poussoir cylindrique par enlèvement de matière sur une machine de type tour pour passer de la forme cylindrique à la forme conique.
[0027] Avec cette configuration de poussoir, le contact de la pierre abrasive sur le cylindre travaillé est forcé là où se trouve le défaut géométrique, à savoir sur le bas du cylindre travaillé, et ce par la forme conique du poussoir qui fait sortir davantage le bas de la pierre abrasive. [0028] Le présent rodoir perfectionné présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants :
[0029] - il permet de garantir la qualité géométrique des pièces travaillées pendant tout le processus de rodage, y compris pendant les premiers trois ou quatre cycles après un changement de pierre abrasive, [0030] - il est économique, parce qu'il permet d'utiliser une pierre abrasive standard et parce qu'il permet de supprimer les réglages de la machine qui sont faits par l'opérateur lors de tout changement de pierre abrasive sur les machines à rodoirs connus de l'art antérieur, et [0031] - il est beaucoup plus facile, et surtout plus économique, à réaliser qu'un rodoir à pierre abrasive conique ou un rodoir à étages à réglages.
[0032] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Rodoir au moins une pierre abrasive (1 ), un poussoir (2) mobile radialement pour déplacer radialement et vers l'extérieur la pierre abrasive (1 ), et un poignard (3) dont le déplacement selon la direction axiale du rodoir (X) provoque le déplacement radial du poussoir (2), la transformation du mouvement axial du poignard (3) en mouvement radial du poussoir (2) étant obtenue par les formes coniques complémentaires des surfaces en contact du poignard (4, 5) et du poussoir (2A, 2B), caractérisé en ce que la surface de poussée (2P) du poussoir (2), qui est en contact avec la pierre abrasive (1 ), fait un angle (« α ») très faible avec la direction axiale (X) du rodoir.
2. Rodoir selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu ledit angle (« α ») est tel que la surface de poussée (2P) du poussoir (2) présente une pente d'environ 4% par rapport à la direction axiale (X) du rodoir.
3. Rodoir selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la pierre abrasive
(1 ) présente une longueur axiale (« L ») de 90 mm environ, et en ce que ladite surface de poussée (2P) du poussoir (2) est inclinée par rapport à la direction axiale (X) du rodoir de telle sorte que la zone inférieure (1 INF) de la surface active (1 A) de la pierre abrasive (1 ) puisse être poussée radialement vers l'extérieur d'une distance d'environ 40 μ de plus que la zone supérieure (1 SUP) de ladite surface active(1 A) de la pierre abrasive (1 ).
4. Rodoir selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la pierre abrasive (1 ) est en carbure de silicium.
5. Procédé de rodage d'un carter cylindres de moteur, caractérisé en ce que l'opération est mise en œuvre à l'aide d'un rodoir selon l'une quelconque des revendications précédentes, la zone inférieure (1 INF) de la surface active (1 A) de la pierre abrasive (1 ) étant poussée radialement davantage vers l'extérieur que la zone supérieure (1 SUP) de ladite surface active (1 A) pour compenser le défaut de géométrie des premiers cycles de rodage après un changement de pierre abrasive
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