FR2519276A1 - Mounting for thin walled cylinder during machining of bore - uses rebated end plates to centre work in rigid tube with inflatable rings in annular gap - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un dispositif d'outillage d'un t/- pe nouveau pour permettre d'usiner l'alésage d'un corps cylindrique creux à paroi mince. L'alésage en question peut être usine à l'aide d'un outil de coupe ou rectifié à la meule. L'invention vise plus particulièrement à éliminer les vibrations engendrées par la coupe à l'outil ou par la rectification à la meule lors de l'alésage du corps cylindrique creux. The present invention relates to a tooling device for a new t / - pe to allow machining the bore of a hollow cylindrical body with thin wall. The bore in question can be machined using a cutting tool or ground with a grinding wheel. The invention more particularly aims to eliminate the vibrations generated by cutting with a tool or by grinding with a grinding wheel during the bore of the hollow cylindrical body.
Ce problème de vibrations est particulièrement important lorsqu'on se propose d'usiner l'alésage d'un corps creux dit "long", c'est-a-dire par exemple, dont la longueur est supérieure au diamètre. L'outil d'alésage ou la meule de rectification, montés sur un porte-outil long et en porte-afaux, constitue alors avec la paroi mince du corps creux un ensemble susceptable de vibrer et d'entretenir les vibrations ainsi créées, lesquelles sont communiquées, soit au corps creux par l'outil, soit à l'outil de coupe ou de rectification par le corps creux. This vibration problem is particularly important when it is proposed to machine the bore of a hollow body called "long", that is to say for example, whose length is greater than the diameter. The reaming tool or the grinding wheel, mounted on a long tool holder and as a scythe holder, then constitutes with the thin wall of the hollow body an assembly capable of vibrating and of sustaining the vibrations thus created, which are communicated either to the hollow body by the tool, or to the cutting or grinding tool by the hollow body.
On connait un certain nombre de méthodes permettant, a l'aide de masses judicieusement placées ou de dispositifs élastiques ou amortisseurs incorporés au porte-outtl d'alésage, de réduire ou d'annuler les vibrations de l'outil de coupe. A certain number of methods are known which, using judiciously placed masses or elastic or damping devices incorporated in the bore tool holder, reduce or cancel the vibrations of the cutting tool.
La présente invention complète les dispositifs précédents de type connu, en ceci qu'elle empêche de naître les vibrations d'un tube mince, doeio#pue-noe,difflc11eâ aléser. Elle empêche également ces vibrations de se communiquer à la barre d'alésage la mieux compensée ou au portemeule le plus robuste. The present invention complements the previous devices of known type, in that it prevents the vibrations of a thin tube, doeio # pue-noe, difflc11eâ boring being born. It also prevents these vibrations from communicating to the best compensated boring bar or the most robust wheel holder.
Dans un montage connu pour aléser ou rectifier un tube, ce dernier est saisi par les mors d'un plateau circulaire de tour horizontal ou de rectifieuse, porté par une poupée fixe. L'autre extrémité du tube est portée par une lunette, généralement à trois touches, qui matérialise dans l'es- pace un cercle autour duquel le tube peut tourner à la vitesse à laquelle l'entrain le plateau moteur du tour ou de la rectifieuse. In a known arrangement for boring or rectifying a tube, the latter is gripped by the jaws of a circular plate of horizontal lathe or of grinding machine, carried by a fixed headstock. The other end of the tube is carried by a telescope, generally with three keys, which materializes in space a circle around which the tube can rotate at the speed at which the drive plate drives the lathe or the grinding machine. .
La présente invention a pour but de perfectionner un tel outillage connu pour en éliminer les vibrations pendant l'usinage, notamment lorsqu'on usine un corps cylindrique creux à paroi mince. The present invention aims to improve such a tool known to eliminate vibrations during machining, especially when a hollow cylindrical body with a thin wall is machined.
Un dispositif selon l'invention, destiné à équiper un corps cylindrique creux pendant qu'on usine son alésage intérieur sur une machine-outil de type connu, est caractérisé en ce qu'il comprend un tube extérieur rigide, à parois robustes et géométriquement stables, disposé autour du corps cylindrique creux sur lequel on le fixe rigidement par ses extrémités à l'aide de moyens de centrage, tandis que dans l'espace intermédiaire annulaire défini entre ce tube et le corps cylindrique creux qu'il entoure sont disposés des moyens élastiques et amortisseurs de vibrations.A device according to the invention, intended to equip a hollow cylindrical body while its internal bore is being machined on a machine tool of known type, is characterized in that it comprises a rigid outer tube, with robust and geometrically stable walls , arranged around the hollow cylindrical body on which it is rigidly fixed by its ends using centering means, while in the annular intermediate space defined between this tube and the hollow cylindrical body which it surrounds are arranged means elastic and vibration dampers.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens de centrage sont constitués par deux flasques transversaux comportant des embrèvements concentriques permettant de les adapter de façon amovible chacun à l'une des extrémités de l'ensemble constitué par le tube d'outillage, extérieur et rigide, et par le corps intérieur cylindrique creux. According to another characteristic of the invention, the centering means are constituted by two transverse flanges comprising concentric recesses allowing them to be removably adapted each to one of the ends of the assembly constituted by the tool tube, external and rigid, and by the hollow cylindrical inner body.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens amortisseurs de vibrations sont constitués par des chambres à air gonflables ayant chacune une forme sensiblement torique, ces chambres à air étant disposées chacune dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation commun au tube d'outillage et au corps cylindrique creux à usiner.According to another characteristic of the invention, the vibration damping means consist of inflatable air chambers each having a substantially toroidal shape, these air chambers each being arranged in a plane perpendicular to the axis of rotation common to the tube d tool and hollow cylindrical body to be machined.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens amortisseurs de vibrations sont constitués par au moins un joint annulaire massif en un matériau élastique et amortisseur tel que du caoutchouc ou un élastomère de synthèse. According to another characteristic of the invention, the vibration damping means consist of at least one solid annular seal made of an elastic and damping material such as rubber or a synthetic elastomer.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, on juxtapose autour du corps cylindrique creux plusieurs joints élastiques dont chacun à une forme sensiblement torique et se trouve dispose dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du corps cylindrique creux. According to another characteristic of the invention, several elastic seals are juxtaposed around the hollow cylindrical body, each of which has a substantially toroidal shape and is located in a plane perpendicular to the axis of rotation of the hollow cylindrical body.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens amortisseurs de vibrations sont constitués par un unique boudin de caoutchouc ou analogue, à section transversale circulaire ou carrée, qu'on enroule en hélice autour du corps cylindrique creux. According to another characteristic of the invention, the vibration damping means consist of a single rubber or similar rod, of circular or square cross section, which is wound helically around the hollow cylindrical body.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le tube-outillage extérieur cylindrique est démontable, c'est-à-dire qu'il est formé par la juxtaposition de deux coquilles hémi-cylindriques raccordées entre elles suivant un plan de joint diamétral. According to another characteristic of the invention, the cylindrical external tool-tube is removable, that is to say that it is formed by the juxtaposition of two semi-cylindrical shells connected together according to a diametral joint plane.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, au moins une gorge est usinée en creux sur la paroi cylindrique intérieure du tube-outillage pour recevoir et positionner les moyens amortisseurs de vibrations. According to another characteristic of the invention, at least one groove is machined recessed on the inner cylindrical wall of the tube-tool to receive and position the vibration damping means.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens amortisseurs de vibrations sont positionnés autour du corps cylindrique creux selon une répartition qui, considérée dans le sens axial, est irrégulière, de façon à définir un amortissement plus important au niveau des ventres de vibration. According to another characteristic of the invention, the vibration damping means are positioned around the hollow cylindrical body in a distribution which, considered in the axial direction, is irregular, so as to define greater damping at the level of the vibration bellies.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, si les moyens amortisseurs de vibrations sont constitués par des chambres à air juxtaposées, chacune de ces chambres à air possède une valve de gonflage qui la positionne et traverse la paroi du tube-outillage. De plus, dans ce cas, on peut gonfler à des pressions différentes les chambres à air successives, de façon a définir le long du corps cylindrique creux, des zones plus amorties correspondant par exemple aux ventres de vibration. According to another characteristic of the invention, if the vibration-damping means are constituted by juxtaposed air chambers, each of these air chambers has an inflation valve which positions it and passes through the wall of the tooling tube. In addition, in this case, the successive air chambers can be inflated to different pressures, so as to define, along the hollow cylindrical body, more damped zones corresponding for example to the vibration bellies.
Le dessin annexé, donné a titre d'exemple non limitatif, permettra de mieux comprendre l'tnvention et les avantages qu'elle procure. The appended drawing, given by way of nonlimiting example, will allow a better understanding of the invention and the advantages which it provides.
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon l'inven tison ou le moyen amortisseur est constitué par des chambres à air, ces dernières étant supposées vides dans la moitié supérieure du dessin, et gonflées dans la mottié inférieure. (vue en dldvation). Figure 1 is a longitudinal sectional view of a device according to the invention or the damping means consists of air chambers, the latter being assumed empty in the upper half of the drawing, and inflated in the lower part. (view in dldvation).
Figure 2 est une coupe diamétrale partielle montrant un détail du tube d'outillage dans le cas d'une variante ou les moyens amortisseurs sont constitués par un joint massif.Figure 2 is a partial diametral section showing a detail of the tool tube in the case of a variant or the damping means are constituted by a solid seal.
Figure 3 est une vue analogue après montage autour du corps cylindrique creux å usiner.Figure 3 is a similar view after mounting around the hollow cylindrical body to be machined.
Figure 4 est une coupe axiale de l'ensemble du dispositif correspondant a la variante des figures 2 et 3. (vue par dessus),
Figure 5 est une coupe partielle analogue à celle de la figure 3, mais pour une autre variante de réalisation possible.FIG. 4 is an axial section of the entire device corresponding to the variant of FIGS. 2 and 3. (seen from above),
Figure 5 is a partial section similar to that of Figure 3, but for another possible embodiment.
Figure 6 est une coupe axiale de l'ensemble dans le cas de la variante de la figure 5. (vue par dessus). Pigure 7 montre une autre variante
Dans l'exemple Illustré sur la figure 1, on se propose d'aléser sur une machine-outil, la surface intérieure d'un corps cylindrique creux 1 dont la paroi est mince.Figure 6 is an axial section of the assembly in the case of the variant of Figure 5. (seen from above). Pigure 7 shows another variant
In the example illustrated in Figure 1, it is proposed to bore on a machine tool, the inner surface of a hollow cylindrical body 1 whose wall is thin.
La machine-outil utilisée peut être par exemple,un tour parallèle *c'est#- dire que la pièce 1 est fixée entre les mors 2 d'un mandrin 3 qui l'entraf- ne en rotatton autour de l'axe 4, tandis que l'usinage est effectué par un outil coupant 5 monté à l'extrémité d'une#barre d'alésage 6. Cette dernière avance dans le sens axial comme indiqué par la flèche 7. La pièce 1 étant montée en porte-à-faux sur le cte du mandrin 3, son guidage est effectué a la manière connue par une lunette fixe 8. The machine tool used can be, for example, a parallel lathe * that is # - that is to say that the part 1 is fixed between the jaws 2 of a mandrel 3 which entrains it in rotation around the axis 4, while the machining is carried out by a cutting tool 5 mounted at the end of a # boring bar 6. The latter advances in the axial direction as indicated by the arrow 7. The part 1 being mounted door-to- false on the side of the mandrel 3, its guiding is carried out in the known manner by a fixed telescope 8.
Selon l'invention, on dispose autour de la pièce 1, un tube-outillage 9 dimensionné de telle façon qu'on puisse le considérer comme un tube rigide, à parois robustes et géométriquement stables. Deux flasques d'extrémité 10 sont montés de façon amovibles et fixés par des moyens connus non represen- tés, d'une part à la pièce Intérieure 1, d'autre part au tube d'outillage extérieur 9. La fixation peut s'effectuer par exemple à l'aide de vis ou d'écrous. According to the invention, around the part 1, there is a tube-tool 9 dimensioned in such a way that it can be considered as a rigid tube, with robust and geometrically stable walls. Two end flanges 10 are removably mounted and fixed by known means not shown, on the one hand to the Inner part 1, on the other hand to the outer tool tube 9. The attachment can be carried out for example using screws or nuts.
Chacun des flasques 10 porte des embrèvements circulaires tels que il et 12 pour assurer à la fois le positionnement et le centrage de la pièce 1 par rapport au tube d'outillage 9.Each of the flanges 10 carries circular recesses such as it and 12 to ensure both the positioning and the centering of the part 1 relative to the tooling tube 9.
Dans l'espace intermédiaire annulaire 13 défini entre la pièce 1 et le tube d'outillage 9, on dispose cOte à cote des chambres à air telles que 14,15,16. Chacune de ces chambres à air comporte une valve de gonflage telle que 17 qui traverse le tube d'outillage 9 pour être accessible de l'extérieur.In the annular intermediate space 13 defined between the part 1 and the tooling tube 9, there are side by side air chambers such as 14,15,16. Each of these air chambers includes an inflation valve such as 17 which passes through the tooling tube 9 to be accessible from the outside.
C'est l'ensemble 1,9,10 qui est serre entre les mors 2 du plateau 3, et guidé. par la lunette 8.It is the assembly 1,9,10 which is clamped between the jaws 2 of the plate 3, and guided. through the bezel 8.
Le fonctionnement est le suivant :
Après montage de l'ensemble 1,9,10,14,15,16 entre les mors 2 du mandrin 3 et mise en place de la lunette 8, il suffit de gonfler les chambres a air 14,15,16 avant de commencer l'usinage au moyen de l'outil 5.The operation is as follows:
After assembly of the assembly 1,9,10,14,15,16 between the jaws 2 of the mandrel 3 and fitting of the telescope 8, it suffices to inflate the air chambers 14,15,16 before starting l machining using tool 5.
Lorsque les chambres à air sont gonflées, elles se juxtaposent comme indique sur la moitié inférieure de la figure 1. On exerce alors sur la pièce cylindrique creuse 1 a usiner, une pressÏon -radiale dont la valeur est symétrique de révolution par rapport a l'axe commun 4 des deux tubes 1,9.When the air chambers are inflated, they are juxtaposed as indicated in the lower half of FIG. 1. There is then exerted on the hollow cylindrical part 1 to be machined, a radial pressure whose value is symmetrical of revolution with respect to the common axis 4 of the two tubes 1.9.
Les chambres à atr gonflées occupent la totalité de1 1espace Intérieur an- annulaire défini entre les éléments 1,9,10. Si on les gonfle toutes à la même pression, elles prennent la configuration illustrée en bas à gauche sur la figure 1, et elles exercent une pression radiale uniforme sur la face extérieure de la pièce 1. Par contre, on peut gonfler l'une des cham- bres å air (par exemple la chambre 15) à une pression supérieure à celle des autres, ce qui lui permet d'exercer à cet endroit sur la pièce 1 une contrainte radiale plus importante. Cet effet peut être intéressant au droit d'un ventre de vibration de la pièce 1. The inflated air chambers occupy the whole of the annular interior space defined between the elements 1, 9, 10. If they are all inflated to the same pressure, they take the configuration illustrated at the bottom left in FIG. 1, and they exert a uniform radial pressure on the external face of the part 1. On the other hand, one of the air chambers (for example the chamber 15) at a pressure higher than that of the others, which allows it to exert at this location on the part 1 a greater radial stress. This effect can be interesting in front of a vibration belly of part 1.
Dans. la variante des figures 2,3,4, on utilise au contraire un tubeoutillage 1 qui est fendu suivant son plan diamétral 18 (figure 4) si bien qu'il est constitue par la juxtaposition de deux coquilles héiicylindn- ques 19 et 20. On obtient donc un tube-outillage démontable dont les deux moitiés peuvent être juxtaposées de part et d'autre de la pièce 1.In. the variant of FIGS. 2,3,4, on the contrary, a tubing 1 is used which is split along its diametrical plane 18 (FIG. 4) so that it is constituted by the juxtaposition of two helical shells 19 and 20. We therefore obtains a detachable tube-tool, the two halves of which can be juxtaposed on either side of the part 1.
Comme illustré sur les figures 2 à 4, les gorges transversales 21 sont usinées sur la faceinterne 22 de chacune des deux coquilles 19 et 20 constituant le tube-outillage 9. A l'intérieur de chaque gorge 21, on place un joint massif 23 réalisé en un matériau à la fois élastique et possédant des caractéristiques propres d'amortissement des vibrations. Un tel matériau peut être par exemple du caoutchouc ou un élastomère. Chaque coquille 19 et 20 est ainsi équipée de joints 23 qui, à l'état libre, ont chacux la forme d'un deri-tore (figure 2) ; chaque joint 23 dépasse ainsi vers l'intErieur c1est-#-dlre qu'il fait relief par rapport à la face interne 22.Lorsqu'on présente face à face les deux coquilles 19 et 20 ainsi équipées pour les refermer sur la pièce cylindrique I (figure 4) ou on les serre l'une contre l'autre, chacun des joints 23 vient s écraser sur l'extérieur de la pièce 1 comme indique sur les figures 3 et 4.As illustrated in FIGS. 2 to 4, the transverse grooves 21 are machined on the internal face 22 of each of the two shells 19 and 20 constituting the tube-tool 9. Inside each groove 21, a solid joint 23 is placed made made of a material which is both elastic and has its own vibration damping characteristics. Such a material can for example be rubber or an elastomer. Each shell 19 and 20 is thus equipped with seals 23 which, in the free state, each have the shape of a deri-torus (Figure 2); each seal 23 thus protrudes towards the inside c1est - # - dlre that it makes relief with respect to the internal face 22.When we present face to face the two shells 19 and 20 thus equipped to close them on the cylindrical part I (figure 4) or they are tightened one against the other, each of the seals 23 comes crashing on the outside of the part 1 as indicated in figures 3 and 4.
On a représenté sur les figures 5 et 6 une autre variante ou les deux coquilles hémi-cylindriques 19 et 20 comportent une surface intérieure lisse. Dans ce cas, les moyens d'amortissement sont constitués par un long boudin 24 dont le matériau est analogue à celui des joints 23 précédemment décrits, et on l'enroule en hélice autour de la pièce 1, avant de l'enserrer, entre les deux coquilles hemi-cylindriques 19 et 20 que l'on serre l'une contre l'autre. Après serrage, le boudin 24 s'écrase comme schématisé sur la figure 5 garantissant ainsi le maintien de la pièce 1. There is shown in Figures 5 and 6 another variant or the two semi-cylindrical shells 19 and 20 have a smooth inner surface. In this case, the damping means consist of a long flange 24, the material of which is similar to that of the joints 23 previously described, and it is wound in a helix around the part 1, before enclosing it, between the two semi-cylindrical shells 19 and 20 which are tightened one against the other. After tightening, the flange 24 crashes as shown diagrammatically in FIG. 5, thus guaranteeing the maintenance of the part 1.
Dans le cas de la figure 6, on a supposé que la machine-outil est une rectifieuse sont la barre d'usinage 25 porte une meule de rectification 26. Bien entendu, le boudin 24 peut être enroulé autour de la pièce 1
- soit à spires jointives ;
- soit, au contraire, avec un certain pas comme illustre sur la figure 6.In the case of FIG. 6, it has been assumed that the machine tool is a grinding machine, the machining bar 25 carries a grinding wheel 26. Of course, the flange 24 can be wound around the part 1
- either with contiguous turns;
- or, on the contrary, with a certain step as illustrated in FIG. 6.
D'une manière générale, les variantes qui viennent d'être décrites permettent de faire varier la densité linéaire longitudinale des joints 23, boudins 24 ou chambres à air 14,15,16 selon les caractéristiques vibratoires de la pièce 1 et les caractéristiques de l'usinage à effectuer. In general, the variants which have just been described make it possible to vary the longitudinal linear density of the seals 23, tubes 24 or air chambers 14,15,16 according to the vibratory characteristics of the part 1 and the characteristics of the machining to be carried out.
Suivant une autre variante de l'invention (Fig. 7) on prévoit des cloisons transversales 27 solidaires du tube d'outillage 9, cloisons dont l'alésage est concentrisue et légèrement supérieur au diamètre extérieur du corps creux mince 1 à usiner. Ces cloisons 9 séparent les chambres è air successives 14,15,16 etc... ce qui permet de faire varier de façon plus importante I pression dans chacune d'elles sans perturber la pression de l'air dans les chambres voisines, ni par conséquent leur forme. According to another variant of the invention (Fig. 7) there are provided transverse partitions 27 integral with the tooling tube 9, partitions whose bore is concentrated and slightly greater than the outside diameter of the thin hollow body 1 to be machined. These partitions 9 separate the successive air chambers 14,15,16 etc ... which makes it possible to vary more significantly the pressure in each of them without disturbing the air pressure in the neighboring chambers, nor by therefore their shape.
Claims (9)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8200322A FR2519276A1 (en) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | Mounting for thin walled cylinder during machining of bore - uses rebated end plates to centre work in rigid tube with inflatable rings in annular gap |
Applications Claiming Priority (1)
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| FR8200322A FR2519276A1 (en) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | Mounting for thin walled cylinder during machining of bore - uses rebated end plates to centre work in rigid tube with inflatable rings in annular gap |
Publications (1)
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| FR2519276A1 true FR2519276A1 (en) | 1983-07-08 |
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ID=9269876
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR8200322A Pending FR2519276A1 (en) | 1982-01-05 | 1982-01-05 | Mounting for thin walled cylinder during machining of bore - uses rebated end plates to centre work in rigid tube with inflatable rings in annular gap |
Country Status (1)
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| FR (1) | FR2519276A1 (en) |
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