FR2471257A1 - Dispositif pour la rectification sans pointes de surfaces symetriques de revolution de pieces a travailler - Google Patents
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Abstract
A.DISPOSITIF POUR LA RECTIFICATION SANS POINTES DE SURFACES SYMETRIQUES DE REVOLUTION DE PIECES A TRAVAILLER 6, COMPRENANT DES MOYENS D'ENTRAINEMENT DESTINES A ENTRAINER EN ROTATION LES PIECES A TRAVAILLER LORS DE LA RECTIFICATION AUTOUR DE LEUR AXE DE SYMETRIE, LES PIECES ETANT SUPPORTEES SUR UN RAIL DE RETENU 7, DEUX MEULES ROTATIVES 2, 3 DISPOSEES DE PART ET D'AUTRE TRANSVERSALEMENT PAR RAPPORT A LA PIECE A TRAVAILLER, DONT AU MOINS UNE EST UNE MEULE DE RECTIFICATION TRAVAILLANT SOUS UNE PRESSION DE RECTIFICATION, ET QUI CREENT LORS DE LA RECTIFICATION AU NIVEAU DE L'ENDROIT DE RECTIFICATION DES OSCILLATIONS A DES FREQUENCES DE TRAVAIL, ET DES SUPPORTS DE PALIER MECANIQUES 12 ET 13 ET DES MOYENS PERMETTANT DE FAIRE AVANCER LES MEULES, QUI CONSTITUENT ENSEMBLE UN SYSTEME OSCILLANT. B.IL COMPREND UNE PIECE DE LIAISON 1; 10 RELIANT RIGIDEMENT ENTRE EUX LES SUPPORTS DE PALIER, PIECE QUI A POUR EFFET D'AUGMENTER LES FREQUENCES DE RESONANCE DU SYSTEME OSCILLANT AU-DESSUS DES FREQUENCES DE TRAVAIL. C.APPLICATION: RECTIFICATION DE PIECES SYMETRIQUES DE REVOLUTION.
Description
L'invention concerne un dispositif pour la rectification sans pointes de
surfaces de pièces symétriques derévolution comprenant des moyens d'entraînement destinésà faire tourner la pièce, lors-de la rectification1 autour de son axe de symétrie, la pièce étant supportée sur un rail de retenue, deux meules disposées de part et d'autre transversalement par rapport à la
pièce, dont au moins une est une meule travaillant sous pression de rectific-
ation et des supports de palier mécaniques et des moyens d'avance associés
aux meules.
Les meules peuvent être deux meules de rectification. On peut prévoir toutefois une meule de rectification et une meule de contrôle. Les pièces à travailler peuvent être des pièces cylindriques de forme allongée qui, lors de la rectification, non seulement tournent mais aussi se déplacent dans le sens de la longueur. Elles peuvent être en outre des pièces courtes pouvant présenter des sections de diamètre différent. Il est également question de
tronçonnage à l'aide de meules à tronçonner.
Dans toutes ces opérations, il se produit, à l'endroit de rectific-
ation, des oscillations de fréquences de travail. D'autre part, les supports de paliers mécaniques et les moyens d'avance des meules constituent entre eux un système oscillant. Il arrive souvent que ce système oscillant est excité
par les fréquences de travail si bien qu'il oscille en résonance, des oscill-
ations tellement fortes pouvant apparaître qu'il se forme des traces indésir-
ables sur la surface de la pièce. Pour résoudre ce problème on a déjà doté les supports de palier d'une masse importante. On considère qu'une plus grande masse aura pour résultat de diminuer les oscillations. Le support de palier était par conséquent réalisé sous forme de bras oscillants lourds ou de chariot lourd monté sur une glissière. On a constaté que les oscillations du support de palier et les traces dues à ces oscillations ne sont pourtant pas éliminées de manière suire. Des essais ont permis de déterminer que cela est dé au fait que lesdits supports lourds entraînent des fréquences de résonance pour les oscillations des paliers des meules qui se situent entre 60 et 80 Hz environ. Ce sont desfréquences qui peuvent s'établir lors de la rectification et qui mettent ensuite toute la machine en vibration. Si l'on augmente davantage les masses servant de supports des paliers des meules, il en résulte en général que la constante de rappel du système oscillant, constantedonnée par l'élasticité du bâti de la machine, augmente également, de sorte que les fréquences de résonance avec leurs phénomènes secondaires indésirables restent
-sensiblement inchangées.
L'invention a donc pour but de réaliser les supports de palier pour
meules de façon à éviter les vibrations de la machine et les traces indésir-
ables sur les pièces que l'on vient d'évoquer ci-dessus.
Pour ce faire, le dispositif conforme à l'invention se caractérise par une pièce de liaison rigide formant un lien de force rigide entre les supports de palier, pièce qui augmente les fréquences de résonance du système oscillant au-dessus des fréquences de travail crées au niveau de l'endroit de rectification. Grâce à cette pièce de liaison rigide, le système oscillant présente une constante de-rappel élevée. La pièce de liaison rigide, quant à elle, peut avoir une masse relativement faible. Ainsi, on procure au système oscillant une fréquence de résonance qui est nettement plus élevée que la fréquence de travail crée au niveau de l'endroit de rectification. On évite ainsi une
augmentation de l'amplitude des oscillations de résonance.
Selon-un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, la pièce de liaison se compose de deux platines entre lesquelles sont disposées les meules et sur lesquelles sont montés les paliers desmeules. De cette
manière, on obtient un lien de force très rigide entre les supports de palier.
En outre, on obtient l'avantage suivant. La transmission de force s'effectue dans une grande mesure sans transmission de moments de flexion. Ainsi, on obtient la rigidité désirée avec une pièce de liaison de section transversale relativement faible. Cela a non seulement pour conséquence une diminution du prix de revient'mais aussi une fréquence de résonance élevée qui dépend, d'une part, d'une constante de rappel importante et, d'autre part, d'une faible masse. Du point de vue de la construction, les platines peuvent comporter un évidement, qui sert au passage de pièces de forme allongée. En outre, les supports des paliers peuvent être réglables afin de permettre de les régler
en fonction de la rectification.
Un autre mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention est caractérisé en ce que les supports de palier sont réalisés sous forme de pièces coulissantes sur une glissière. Dans ce cas, la glissière peut gtre réalisée sous forme de châssis, entre les c8tés longitudinaux duquel les pièces coulissantes sont guidées de maure coulissante.La pièce de liaison peut
alors être constituée. par au moins une barre rigide entre les pièces couliss-
antes. Ce mode de réalisation présente l'avantage que, d'une part, la pièce de liaison ne doit, ici encore, transmettre aucun moment de flexion ou au plus des moments de flexion minimes et que les supports de palier ne présentent qu'une très petite masse. Des essais onlt permis de constater que, pour ce mode de réalisation, les fréquences de résonance du système oscillant peuvent se situer aux alentours de 1000 Hz. Une fréquence si élevée ne se crée pas à l'endroit de rectification comme fréquence de travail de sorte
qu'il ne peut plus se produire des augmentations de l'amplitude des oscill-
ations de résonance. Ces essais ont permis en outre de déterminer que la rigidité ou la raideur de la machine dans la direction des paliers des meules est environ 100 fois plus élevée que dans le support connu décrit comprenant les bras : oscillants lourds, ou chariots lourds. La rigidité moins élevée des supports connus est due essentiellement au fait que la constante de rappel du système oscillant est dqnnée par un parcours de force relativement long sur le bâti de la machine ou chariot etc. avec transmission de moments de flexion. L'invention se base par contre sur la constation qu'une liaison
rigide directe des supports de palier réalisés sous forme de pièces couliss-
antes constitue la meilleure construction pour obtenir une grande rigidité pour une petite masse. En même temps, cette construction est en outre plus favorable du point de vue de prix que la construction desdits bras Oscillants ou chariots lourds et coûteux. Grâce à la méthode de construction légère, on obtient en outre l'avantage suivant. Lorsqu'il s'agit de poids importants, il n'est pas possible d'avancer les meules sur des distances infimes en raison des effets dits "stick-slip". Grâce à la construction légère de la machine conforme à l'invention cet effet n'entre pas en ligne de compte et l'avance des meules peut se faire sur de très petites distances (jusqu'à
0,0001 mm).
Lorsqu'on utilise le châssis mentionné ci-dessus pour guider les pièces coulissantesla pièce de liaison peut ttre réalisée également sous
forme d'appuis rigides des pièces coulissantes contre les extrémités du-
châssis. Ce mode de réalisation présente l'avantage que là ligne de liaison théorique des paliers des meules peut correspondre à la ligne médiane de la
pièce de liaison de-sorte à obtenir de manière simple des rapports entière-
ment symétriques. L'inclusion du châssis dans la transmission de force permet d'obtenir une constante de rappel légèrement plus faible. Il est apparu pourtant que cette constante de-rappel est toujours suffisamment importante
pour assurer le niveau voulu des fréquences de résonance du système oscillant.
Dans les deux cas o la pièce de liaison est réalisée sous forme de
barre rigide entre les pièces coulissantes et sous forme d'appuis des pièces -
coulissantes contre les extrémités du châssis, la pièce de liaison peut 9tre prévue réglable pour permettre d'avancer les pièces coulissantes en fonction
de l'opération de rectification.
Un mode de réalisation avantageux du dispositif conforme à l'inven-
ion se caractérise en ce que la pièce de liaison est réalisée sous forme d'au
moins une tige filetée qui permet d'avancer les pièces coulissantes. Avantage-
usement on prévoit au moins deux tiges filetées disposées symétriquement par
rapport aux pièces coulissantes.
Un autre mode de réalisation avantageux du dispositif conforme à l'invention se caractérise en ce que les pièces coulissantes sont réalisées avec un frottement dosé amortissant les oscillations. Cetamortissement des oscillations est plus avantageux sous forme de liaison coulissante entre les pièces coulissantes et le chassis, liaison qui est le plus possible exempte d'efforts. Un-autre mode de réalisation avantageux du dispositif conforme à l'invention se caractérise par le fait que la pièce de liaison et le rail de retenue mentionné'ci-dessus sont rendus solidaires l'un de l'autre. Par ce
fait on augmente la rigidité ou la raideur sans augmenter le poids.
Pour le cas o on désire améliorer une machine déjà existante comprenant des paliers montés sur des -.bras oscillants ou des paliers montés sur chariots sur une glissière tout en conservant le plus possible les pièces de construction existantes, l'amélioration conforme à l'invention peut se caractériser par le fait que les extrémités libres des bras- oscillants sont reliées entre elles par des tiges filetées. De manière correspondante l'amélioration conforme à l'invention peut se caractériser par le fait que
les fixations sur leschariots-sont reliées entre elles par des tiges filetées.
Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence aux dessins annexes dans lesquels: - la figure 1 est une vue de face représentant schématiquement un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, la pièce de liaison se composant de deux platines entre lesquelles sont disposées les meules et sur lesquelles sont fixés les paliers des meules, un évidement étant prévu dans les platines pour laisser passer des pièces à travailler de forme allongée;
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- la figure 2 représente un mode de réalisation selon lequel les supports de palier sont réalisés sous forme de piècescoulissantes montées sur une glissière qui constitue un châssis entre les côtés longitudinaux duquel les pièces sont guidées de manière coulissante, la pièce de liaison étant sous forme de barre rigide entre les pièces coulissantes - la figure 3 est un mode de réalisation conforme à la figure 2, la pièce de liaison étant sous forme d'au moins une tige filetée, au moyen de laquelle les pièces coulissantes peuvent être avancées - la figure 4 est un mode de réalisation conforme à la figure 3 comprenant une manette permettant l'avance - la figure 5 est un mode de réalisation selon lequel les pièces de liaison sont réalisées sous forme d'appuis rigides des pièces coulissantes contre les extrémités du châssis; - la figure 6 est un mode de réalisation conforme à la.figure 5, selon lequel la pièce de liaison, qui forme les appuis rigides des pièces coulissantes contre les extrémités du châssis, est réalisée sous. forme de tiges filetées aptes à être avancées - la figure 7 est un mode de réalisation comprenant deux chariots montés sur une glissière, selon lequel les supports de palier - des meules sont reliés entre eux par des tiges filetées-; et - la figure 8 est un mode de réalisation comprenant deux bras oscillants dont les extrémités libres sont reliées entre elles par des tiges filetées. Sur la figure 1, la reférence-l désigne deux platines Entre lesquelles les meules 2 et 3 sont disposées. En 4 et 5 sont montés les paliers des meules. La pièce à travailler 6 est supportée sur le rail de retenue 7. L'évidement 8, prévu
dans les platines, permet le passage de pièces à travailler de forme allongée.
Les meules 2 et 3 peuvent être toutes les deux des meules de rectification.
Dans ce cas, la pièce 6 doit être entraînée séparément en rotation et, le cas échéant, avancée en meme temps. Cela peut être assuré par des meules
polisseuses et d'entraînement situées en amont et/ou en aval (non représentées).
Ou bien l'une des meules 2,3 peut être une meule dite de contrôle qui assure l'entraînement en rotation de la pièce 6. Le système oscillant se compose des
platines, des supports d'axe en 4 et 5 et des meules 2,3. Grâce à la rigidité -
ou la raideur des platines, la constante de rappel de ce système oscillant est très élevée, et la fréquence de résonance du système oscillant est par
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conséquent élevée. En même temps, la masse des platines est relativement faible (comparativement aux bras oscillants connus, ce qui contribue en outre à assurer une fréquence de résonanceéélevée. Les fréquences de travail crées au niveau de l'endroit de rectification (lequel est l'endroit o la pièce à travailler 6 vient en contact avec les meules 2,3) sont, comme- on a pu le vérifier après des essais, par contre considérablement moins - élevées. Il ne se produit pas d'augmentations d'amplitude des oscillations
de résonance qui pourraient mettre la machine entière en vibration.
Selon la figure 2, les supports de palier 12,13 des meules 2,3 sont réalisés sous forme de pièces coulissantes 9 montées sur une glissière, cette dernière formant un châssis 11, entre les côtés longitudinaux duquel les pièces coulissantes 9 sont guidées de manière coulissante. La pièce de liaison rigide est réalisée sous forme diau moins une barre rigide 10 située entre les pièces coulissantes 9. Du fait que les pièces coulissantes 9 peuvent avoir une masse considérablement inférieure à celle de la platine de la figure 1, on peut obtenir grâce au mode de réalisation de la figure 2 une fréquence de résonance du système oscillant encore plus élevée. On peut obtenir environ 1000 Hz, alors que les fréquences de travail crées au niveau de l'endroit de rectification se situent seulement entre 60 et 80 Hz. Pour que la barre rigide 10 ne soit pas soumise à des moments de flexion, ce qui aurait pour conséquence une diminution de la constante de rappel du système oscillant, il est avantageux de prévoir deux ou plusieurs barres 10 disposées symétriquement de part et d'autre des meules 2,3,- barres qui constituent ensemble la pièce de liaison rigide. En outre, les pièces coulissantes 9 et le châssis 11 peuvent être réalisés en double-de part et d'autre des meules 2,3. La figure 3 correspond à la-figure 2. La pièce de liaison 14 est toutefois réalisée sous forme d'au moins une tige filetée qui permet d'avancer
les pièces coulissantes 9.
- La figure 4 correspond à la figure 3, mais comporte une manette 15
qui-permet d'assurer l'avance.
La figure 5 illustre un mode de réalisation selon lequel les pièces
de liaison sont réalisées sous forme d'appuis rigides 16des pièces couliss-
antes 9 contre les extrémités du châssis 11. Les appuis 16 sont toutefois prévus en double et sont disposés symétriquement par rapport aux meules, ainsi que le châssis 11 et les pièces coulissantes 9.Du fait de l'inclusion du châssis dans le chemin de transmission de force,-la constante de rappel du système oscillant est inférieure à celle du mode de réalisation de la figure 2. Mais on obtient l'avantage que l'espace entre&les meules 2,3 est-complètement
libre pour loger le rail de retenue 7 et la pièce à travailler 6.
La figure 6 montre-une réalisation conforme à la figure 5, selon laquelle la pièce de liaison, qui constitue les appuis rigides des pièces coulissantes 9 contre les extrémités du châssis 11, est réalisée sous forme
de tige filetée réglable 17. La manette 18 sert à ce réglage. -
Les figures 7 et 8 illustrent des modes de réalisation connus comprenant des chariots montés sur une glissière 19 ou des bras oscillants 21 qui ont été améliorés grâce à la pièce. de liaison rigide conforme à
l'invention 14.
On donne ci-dessous un exemple de réalisation Rigidité statique mesurée entre les paliers des meules sur une machine de rectification et de polissage comprenant des bras oscillants 0,035 /N Fréquence de résonance 75 Hz Rigidité calculée de la machine conforme à l'invention selon la figure 2 ou 3 0,0006 /N Fréquence de résonance environ 1-000 Hz
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REYENDICATIONS
1. Dispositif pour la rectification sans pointes de surfaces symétriques de révolution de pièces-à travailler, comprenant des moyens d'entraînement destinés à entraîner en rotation les pièces à,travailler lors de la rectification autour de leur axe de symétrie, les pièces étant supporters sur un rail de retenue, deux meules rotatives disposées de part et d'autre de la pièce à travailler et transversalement par rapport à celle-ci, dont au moins une est une meule de rectification travaillant sous une pression de
rec-tificatioa, et qui créent lors de la rectification au niveau de l'endroit -
de rectification des oscillations à des fréquences de travaill et des supports de palier mécaniques et des moyens d'avancement des meules qui forment ensemble un système oscillant, caractérisé en ce qu'il comprend une pièce de liaison rigide (1; 10) formant un lien de force rigide entre les supports de palier, pièce qui augmente les fréquences de résonance du système oscillant
i5 au-dessus des fréquences de travail. - -
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièee de liaison est réalisée sous forme de deux platines (1) entre lesquelles les meules (2,3) sont disposées et sur lesquelles les paliers (4,5) des meules
sont montés.
3. Dispositif selon la revendication 2- caractérisé en ce que les platines (1) comportent un évidement (8) qui sert. à laisser passer des pièces
à travailler (6) de forme allongée.-
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les supports de palier sont réalisés sous forme de pièces coulissantes (9) montées
sur une glissière.
5. Dispositif selon- les revendications 1 et 4, caractérisé en ee que
la glissière est réalisée sous forme de châssis (11) entre les côtés longit-
udinaux duquel les pièces coulissantes (95sont guidées de manière coulissante.s
6. Dispositif selon les revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce
que la pièce de liaison est réalisée sous forme d'au moins une barre rigide
(10) située entre les pièces coulissantes (9).
7. Dispositif selon les revendications 1, 4 et 5, caractérisé en ce
que la pièce de liaison est réalisée sous forme d'appuis rigides (16) des
pièces coulissantes (9) contre les extrémités du châssis (11).
8. Dispositif selon l'une quelconque des-revendications 1,4,5,6 ou 7
caractérisé en ce que la pièce de liaison est réglable.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la pièce de liaison est réalisée sous forme d'au moins une tige filetée (14; 17
qui sert à faire avancer les pièces coulissantes (9).
10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux tiges filetées (14; 17) disposées symétriquement
par rapport aux pièces coulissantes (9).
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 à
, caractérisé en ce que les pièces coulissantes sont réalisées avec un
frottement dosé amortissant les oscillations.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que la pièce de liaison (10; 14) et le rail de retenue
(7) sont rendus solidaires l'un de l'autre.
13. Dispositif selon la revendication 1, comprenant un support de palier monté sur bras oscillant, caractérisé en ce que les extrémités libres
des bras oscillants(21) sont reliées entre elles par des tiges filetées (14).
14. Dispositif selon la revendication 1 comprenant un support de palier sur chariot monté sur une glissière, caractérisé en ce que les
supports sont reliés entre eux par des tiges filetées(14).
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