FR2791292A1 - SET FOR MACHINING PARTS BY ABRASIVE, ESPECIALLY SUPERFINISHED - Google Patents
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Abstract
Description
l "Ensemble d'usinage de pièces par abrasif, notamment de superfinition"l "Assembly of machining parts by abrasive, in particular superfinishing"
La présente invention se rapporte à un ensemble d'usinage de pièces par abrasif, notamment de superfinition, comprenant une tête d'application d'abrasif contre une pièce à usiner, des moyens de guidage, d'avance et de pression de la tête d'application contre la pièce à usiner, ainsi que des moyens de fixation de l'ensemble sur un support. En dehors de machines complètes d'usinage de pièces par abrasif qui comprennent tous les moyens nécessaires pour supporter et entraîner une pièce à usiner et pour faire agir un abrasif sur la pièce, il existe des unités de superfinition par bande abrasive à défilement automatique, qui se limitent aux fonctions concernant l'abrasif et sont The present invention relates to an assembly for machining parts by abrasive, in particular superfinishing, comprising an abrasive application head against a workpiece, means for guiding, advancing and pressing the head of 'application against the workpiece, as well as means for fixing the assembly on a support. Apart from complete machines for machining workpieces by abrasive which include all the means necessary to support and drive a workpiece and to act an abrasive on the workpiece, there are superfinishing units by abrasive belt with automatic movement, which are limited to the functions relating to the abrasive and are
destinées à être montées par exemple sur un tour, à la place d'un porte- intended to be mounted for example on a lathe, instead of a holder
outil, ou sur un banc en vue de la création d'une machine spéciale de tool, or on a bench for the creation of a special machine
superfinition simple, performante et peu coûteuse. simple, efficient and inexpensive superfinish.
Des unités de ce type sont commercialisées depuis de Units of this type have been marketed since
nombreuses années par la demanderesse sous la dénomination MBA- many years by the plaintiff under the name MBA-
DA. Ces unités connues destinées en particulier à la superfinition de pièces de révolution constituent un ensemble unitaire comprenant une tête d'application de bande abrasive, des moyens d'avance et de poussée de la tête d'application, des moyens de défilement de la bande abrasive, ainsi que les moyens d'entraînement et de commande correspondants. L'ensemble comprend un carter à l'intérieur duquel sont regroupés les moyens d'avance et de pression de la tête d'application ainsi que les moyens d'entraînement et de commande, ce carter portant sur un côté latéral des moyens pour sa fixation sur un support et portant sur le côté latéral opposé, la tête d'application d'abrasif et les bobines de dévidage et de renvidage de la bande DA. These known units intended in particular for superfinishing pieces of revolution constitute a unitary assembly comprising an abrasive band application head, means for advancing and pushing the application head, means for passing the abrasive band , as well as the corresponding drive and control means. The assembly includes a casing inside which are grouped the means of advance and pressure of the application head as well as the drive and control means, this casing carrying on a lateral side means for its fixing. on a support and bearing on the opposite lateral side, the abrasive application head and the reels for unwinding and winding the strip
abrasive passant sur la tête d'application. abrasive passing over the application head.
Compte tenu de tous les moyens qu'il regroupe à l'intérieur de son carter, cet ensemble unitaire connu est relativement large, donc volumineux, encombrant, et lourd, donc difficile à transporter et également à monter, par exemple sur un tour o la place disponible est souvent restreinte. De plus, du fait de l'architecture choisie pour cet Taking into account all the means that it brings together inside its casing, this known unitary assembly is relatively large, therefore bulky, bulky, and heavy, therefore difficult to transport and also to be mounted, for example on a lathe or the space available is often limited. In addition, due to the architecture chosen for this
ensemble connu, la tête d'application d'abrasif se trouve en porte-à- known assembly, the abrasive application head is door-to-door
faux par rapport aux moyens de fixation de l'ensemble sur le support et également par rapport aux moyens de guidage, d'avance et de pression de la tête, situés à l'intérieur du carter. Il en résulte un manque de précision auquel même un surdimensionnement entraînant obligatoirement un accroissement du poids et du coût n'apporterait false with respect to the means for fixing the assembly to the support and also with respect to the means for guiding, advancing and pressing the head, located inside the casing. This results in a lack of precision to which even an oversizing inevitably leading to an increase in weight and cost would not bring
qu'une solution imparfaite.than an imperfect solution.
La présente invention vise un ensemble d'usinage de pièces par abrasif qui se distingue par une architecture permettant à la fois d'accroître la précision et de diminuer le volume, donc l'encombrement et le poids de l'ensemble et, de ce fait, de simplifier le transport ainsi The present invention relates to a set of machining parts by abrasive which is distinguished by an architecture allowing both to increase the precision and to decrease the volume, therefore the size and the weight of the set and, therefore , to simplify transport as well
que le montage sur un support.than mounting on a support.
L'ensemble d'usinage de pièces par abrasif, notamment de superfinition, objet de l'invention, comprend une tête d'application d'un abrasif contre une pièce à usiner, des moyens d'avance et de pression de la tête d'application d'abrasif contre la pièce à usiner et des moyens de fixation de l'ensemble sur un support. La tête d'application d'abrasif et les moyens d'avance et de pression de la tête The assembly for machining parts by abrasive, in particular superfinishing, object of the invention, comprises a head for applying an abrasive against a workpiece, means for advancing and pressing the head of application of abrasive against the workpiece and means for fixing the assembly to a support. The abrasive application head and the means for advancing and pressing the head
sont alignés.are aligned.
Grâce à cet alignement, aucun porte-à-faux n'existe entre la tête d'application d'abrasif et les moyens d'avance et de pression de cette tête. L'ensemble d'usinage peut être très étroit, de sorte que le porteà-faux pouvant exister entre la tête d'application d'abrasif et les Thanks to this alignment, no overhang exists between the abrasive application head and the advance and pressure means of this head. The machining assembly can be very narrow, so that the overhang may exist between the abrasive application head and the
moyens de fixation de l'ensemble sur le support peut être très réduit. means of fixing the assembly on the support can be very reduced.
L'ensemble d'usinage conforme à l'invention peut présenter une structure particulièrement simple par le fait que les moyens de guidage, d'avance et de pression de la tête d'application comprennent un vérin à fluide dont le cylindre est solidaire d'un guide d'avance qui porte les moyens de fixation et dans lequel la tige de piston du vérin The machining assembly in accordance with the invention can have a particularly simple structure in that the means for guiding, advancing and pressing the application head comprise a fluid jack, the cylinder of which is integral with a feed guide which carries the fixing means and in which the piston rod of the jack
est mobile en translation axiale en étant immobilisée angulairement. is movable in axial translation while being immobilized angularly.
De préférence, l'ensemble d'usinage comprend, en outre, de façon connue en soi, des moyens d'oscillation de la tête d'application, pour animer cette dernière d'un mouvement d'oscillation perpendiculairement à la direction d'avance et de pression. Lesdits moyens d'oscillation comprennent, entre la tige de piston du vérin d'avance et de pression et la tête d'application d'abrasif, un guide d'oscillation et une tige d'oscillation montée mobile en translation axiale dans ledit guide d'oscillation en étant immobilisée angulairement dans ce dernier, un premier de ces éléments, de préférence la tige d'oscillation, étant solidaire de la tige de piston du vérin d'avance et de pression et le second élément, de préférence le guide d'oscillation, étant solidaire de la tête d'application d'abrasif de telle manière que l'axe d'oscillation soit perpendiculaire à l'axe d'avance et de pression. L'ensemble comprend, de plus, des moyens d'entraînement pour animer l'un des éléments d'oscillation, de préférence le guide d'oscillation, d'un mouvement d'oscillation suivant Preferably, the machining assembly further comprises, in a manner known per se, means of oscillation of the application head, to animate the latter with an oscillating movement perpendicular to the direction of advance. and pressure. Said oscillation means comprise, between the piston rod of the advance and pressure cylinder and the abrasive application head, an oscillation guide and an oscillation rod mounted movable in axial translation in said guide d oscillation by being angularly immobilized in the latter, a first of these elements, preferably the oscillation rod, being integral with the piston rod of the advance and pressure cylinder and the second element, preferably the guide oscillation, being integral with the abrasive application head so that the axis of oscillation is perpendicular to the axis of advance and pressure. The assembly further comprises drive means for animating one of the oscillation elements, preferably the oscillation guide, with a following oscillation movement
son axe.its axis.
De préférence, la tige de piston du vérin d'avance et de pression est creuse et traversée par un arbre d'entraînement agissant par un système à excentrique sur le guide d'oscillation pour animer ce Preferably, the piston rod of the advance and pressure cylinder is hollow and traversed by a drive shaft acting by an eccentric system on the oscillation guide to animate this
dernier d'un mouvement d'oscillation. last of an oscillating movement.
La tige de piston du vérin d'avance et de pression est avantageusement une tige carrée montée mobile en translation axiale dans un guide constitué par une douille de section carrée. La combinaison d'une telle tige et d'une telle douille, qui peut également être choisie avantageusement pour les deux élémnents des moyens d'oscillation, assure automatiquement l'immobilisation angulaire de la The piston rod of the advance and pressure cylinder is advantageously a square rod mounted movable in axial translation in a guide constituted by a sleeve of square section. The combination of such a rod and such a socket, which can also be advantageously chosen for the two elements of the oscillation means, automatically ensures the angular immobilization of the
tige par rapport à la douille, et inversement. rod relative to the socket, and vice versa.
De préférence, la douille de section carrée peut être une douille à roulement, notamment une douille à billes. De telles douilles carrées à billes qui procurent un guidage de haute précision, une capacité de charge élevée et un faible frottement, sont bien connues et sont commercialisées, par exemple, par la sociét6 TECHNOMETAL Preferably, the square section bushing can be a rolling bushing, in particular a ball bushing. Such square ball bushings which provide high precision guidance, high load capacity and low friction are well known and are marketed, for example, by the company TECHNOMETAL
sous la dénomination "DOUILLE A BILLES QUAD". under the name "QUAD BALL BUSH".
Dans le cadre de l'invention, l'ensemble d'usinage peut être utilisé soit pour l'usinage par pierrage, avec un abrasif agglom6ré fixé à la tête d'application, soit pour l'usinage par bande abrasive, auquel cas l'ensemble d'usinage est compl6té par un système de d6filement d'une bande abrasive pendant l'usinage comprenant une bobine de dévidage de bande neuve, une bobine de renvidage de bande usée, et un système d'entraînement en rotation de la bobine de renvisage, la tête d'application d'abrasif comprenant un galet d'appui qui applique la bande abrasive contre la pièce à usiner. Dans ce cas, la bobine de dévidage est avantageusement montée sur la tête d'application d'abrasif de manière à participer au mouvement d'oscillation de cette tête. Cela élimine les problèmes que l'on rencontre, sur les ensembles d'usinage connus, au sujet du défilement correct de la bande abrasive sur le galet de pression, notamment dans le cas de mouvements d'oscillations d'amplitudes relativement importantes, du fait que la bobine de dévidage de bande abrasive est stationnaire et ne participe In the context of the invention, the machining assembly can be used either for machining by honing, with an agglomerated abrasive fixed to the application head, or for machining by abrasive strip, in which case machining assembly is supplemented by a system for passing an abrasive belt during machining, comprising a new belt unwinding reel, a worn belt winding reel, and a winding reel rotation drive system , the abrasive application head comprising a support roller which applies the abrasive strip against the workpiece. In this case, the unwinding reel is advantageously mounted on the abrasive application head so as to participate in the oscillation movement of this head. This eliminates the problems encountered in known machining assemblies with regard to the correct travel of the abrasive belt on the pressure roller, in particular in the case of oscillations of relatively large amplitudes, due to the fact that that the abrasive belt reel is stationary and does not participate
donc pas au mouvement d'oscillation du galet. therefore not to the oscillation movement of the roller.
De préférence, aussi bien la bobine de dévidage que la bobine de renvidage de bande abrasive sont mobiles en translation dans le sens d'avance avec la tête d'application d'abrasif. Cela assure à la bande abrasive une tension toujours constante, indépendamment des Preferably, both the unwinding reel and the abrasive belt reel are movable in translation in the direction of advance with the abrasive application head. This ensures that the abrasive belt always has a constant tension, regardless of the
mouvements d'avance (et de recul) de la tête d'application. forward (and backward) movements of the application head.
Pour réduire l'encombrement et le poids et faciliter le montage et le transport de l'ensemble d'usinage, il est avantageux, suivant l'invention, de diviser l'ensemble d'usinage par abrasif en deux modules, à savoir un module d'usinage qui regroupe la tête d'application d'abrasif, les moyens de guidage, d'avance et de pression de cette tête et, le cas échéant, les moyens de défilement de bande abrasive, et un module de motorisation et d'alimentation qui regroupe tous les moteurs d'entraînement et les moyens de commande et d'alimentation, les deux modules pouvant être couplés par des moyens de liaison flexibles déconnectables, à savoir des tuyaux flexibles pour l'alimentation du vérin d'avance et de poussée, un arbre flexible pour l'oscillation de la tête d'application d'abrasif et, le cas échéant, un arbre flexible pour le défilement de la bande abrasive. Cette dividion permet d'obtenir deux modules relativement légers, faciles à transporter, et le module d'usinage, du fait de l'absence de tout moyen de motorisation incorporé, peut être encore plus compact, donc plus To reduce the size and weight and facilitate the assembly and transport of the machining assembly, it is advantageous, according to the invention, to divide the abrasive machining assembly into two modules, namely a module machining which includes the abrasive application head, the means for guiding, advancing and pressing this head and, where appropriate, the means for moving the abrasive strip, and a motorization and supply which includes all the drive motors and the control and supply means, the two modules being able to be coupled by flexible disconnectable connecting means, namely flexible pipes for supplying the advance and thrust cylinder , a flexible shaft for the oscillation of the abrasive application head and, if necessary, a flexible shaft for the movement of the abrasive strip. This dividing makes it possible to obtain two relatively light modules, easy to transport, and the machining module, due to the absence of any incorporated motorization means, can be even more compact, therefore more
facile à monter sur un support donné. easy to mount on a given support.
Du fait de cette compacité, il est possible de monter sous un faible encombrement, sur un même support plusieurs modules d'usinage juxtaposes, agissant successivement sur la même pièce avec des bandes abrasives de grains de finesse croissante, ces modules d'usinage pouvant, le cas échéant, être entraînés, commandés et Because of this compactness, it is possible to mount in a small footprint, on the same support several juxtaposed machining modules, acting successively on the same part with abrasive bands of grains of increasing fineness, these machining modules being able, where appropriate, be trained, ordered and
alimentés par un module de motorisation et d'alimentation commun. powered by a common motor and power module.
En référant aux dessins schématiques annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non Referring to the accompanying schematic drawings, an illustrative embodiment will be described below in more detail and not
limitatif d'un ensemble d'usinage par abrasif conforme à l'invention. limiting of an abrasive machining assembly according to the invention.
Sur les dessins: - la figure 1 est une vue d'ensemble schématique des deux modules d'un ensemble d'usinage à bande abrasive; - la figure 2 est une vue de dessus du module d'usinage, sans les bobines de bande abrasive; la figure 3 est une section longitudinale verticale schématique du module d'usinage à bande abrasive; - la figure 4 est une section transversale schématique du module d'usinage, au niveau de la bobine de renvidage de bande abrasive; - la figure 5 est une vue arrière du module d'usinage à bande abrasive; - la figure 6 est une section transversale schématique du module d'usinage à bande abrasive, au niveau de la bobine de dévidage In the drawings: - Figure 1 is a schematic overview of the two modules of an abrasive belt machining assembly; - Figure 2 is a top view of the machining module, without the abrasive belt coils; Figure 3 is a schematic vertical longitudinal section of the abrasive belt machining module; - Figure 4 is a schematic cross section of the machining module, at the level of the abrasive belt reel; - Figure 5 is a rear view of the abrasive belt machining module; - Figure 6 is a schematic cross section of the abrasive belt machining module, at the reel of unwinding
de bande abrasive.of abrasive tape.
Selon la figure 1, un ensemble d'usinage par abrasif, en l'occurrence un ensemble de superfinition par bande abrasive à défilement continu, comprend un module d'usinage 1 et un module de motorisation, de commande et d'alimentation 2. Les deux modules 1 et 2 sont reliés entre eux par des moyens de liaison flexibles et déconnectables constitués par deux tuyaux flexibles 3, un premier arbre flexible 4 et un second arbre flexible 5. Le module 2 représenté sous la forme d'une valise 6 avec poignée de transport 7 renferme des moyens d'alimentation en fluide sous pression non représentés, un According to FIG. 1, an abrasive machining assembly, in this case a superfinishing assembly by continuously scrolling abrasive strip, comprises a machining module 1 and a motorization, control and supply module 2. The two modules 1 and 2 are interconnected by flexible and disconnectable connecting means constituted by two flexible pipes 3, a first flexible shaft 4 and a second flexible shaft 5. The module 2 represented in the form of a suitcase 6 with handle transport 7 contains means for supplying pressurized fluid not shown, a
moteur électrique 8 ainsi qu'un moto-réducteur 9. electric motor 8 as well as a gear motor 9.
Tel que cela apparaît en particulier sur les figures 2 et 3, le module d'usinage 1 comprend un guide 10 en forme de douille carrée à billes servant de guide à une tige 11 de profil extérieur carré. Le cylindre 12 d'un vérin à fluide est raccordé à l'extrémité arrière du guide 10 ou d'une pièce intermédiaire 10a intercalée entre le cylindre 12 et le guide 10, la tige du piston 13 de ce vérin étant constituée par As shown in particular in FIGS. 2 and 3, the machining module 1 comprises a guide 10 in the form of a square ball socket serving as a guide for a rod 11 with a square external profile. The cylinder 12 of a fluid cylinder is connected to the rear end of the guide 10 or of an intermediate piece 10a interposed between the cylinder 12 and the guide 10, the piston rod 13 of this cylinder being constituted by
le prolongement vers l'arrière de la tige 11 montée dans le guide 10. the rearward extension of the rod 11 mounted in the guide 10.
La tige 11 est creuse et est traversée par un arbre d'entraînement 14 qui entraîne, à l'extrémité avant de la tige 11, un système à excentrique 15. Le système à excentrique 15 imprime, sous l'effet de la rotation de l'arbre 14, un mouvement d'oscillation linéaire à un guide 16 constitué par une douille carrée à billes montée mobile en translation suivant un axe perpendiculaire à l'axe de la tige 11, sur une tige carrée 17 fixée par une chape 18 à l'extrémité avant de la tige 11. Le guide 16 porte, par l'intermédiaire d'une chape 19, un galet de pression 20 dont la fonction est d'appliquer contre une pièce à usiner non représentée, en particulier une pièce de révolution nentraînée en rotation autour de son axe, une bande abrasive 21 qui est retirée d'une bobine de dévidage 22 et passe sur le galet 20, sous le mouvement de The rod 11 is hollow and is crossed by a drive shaft 14 which drives, at the front end of the rod 11, an eccentric system 15. The eccentric system 15 prints, under the effect of the rotation of the 'shaft 14, a linear oscillation movement to a guide 16 consisting of a square ball bearing mounted movable in translation along an axis perpendicular to the axis of the rod 11, on a square rod 17 fixed by a yoke 18 to the 'front end of the rod 11. The guide 16 carries, by means of a yoke 19, a pressure roller 20 whose function is to apply against a workpiece not shown, in particular a driven part of revolution in rotation about its axis, an abrasive belt 21 which is removed from a reel 22 and passes over the roller 20, under the movement of
renvidage imprimé à une bobine de renvidage 23 par un réducteur 24. winding printed on a winding reel 23 by a reducer 24.
Tel que cela apparaît en particulier sur les figures 3, 5 et 6, les deux bobines 22 et 23 sont montées, l'une à l'avant sur le guide 16 par l'intermédiaire d'un support 25 et l'autre à l'arrière sur la tige 11 par l'intermédiaire d'un support 26 de manière à participer toutes les deux aux mouvements de translation produits par le vérin 12, 13, la bobine 22 participant en outre au mouvement d'oscillation communiqué au As shown in particular in Figures 3, 5 and 6, the two coils 22 and 23 are mounted, one at the front on the guide 16 via a support 25 and the other at the rear on the rod 11 by means of a support 26 so as to both participate in the translational movements produced by the jack 12, 13, the coil 22 also participating in the oscillation movement communicated to the
galet de pression 20 par le système à excentrique 15. pressure roller 20 by eccentric system 15.
La bobine de dévidage 22 comporte un système de freinage 27 (voir figure 6) grâce auquel la bande abrasive 21 reste toujours The unwinding reel 22 has a braking system 27 (see FIG. 6) by which the abrasive belt 21 always remains
tendue entre la bobine de dévidage 22 et la bobine de renvidage 23. tensioned between the pay-out reel 22 and the take-up reel 23.
Les tuyaux flexibles 3 allant du module 2 au module 1 servent à l'alimentation en fluide du vérin 12, 13. L'arbre flexible 4 transmet le mouvement de rotation du moteur 8 à l'arbre 14, donc au système à excentrique 15. L'arbre flexible 5 transmet le mouvement de rotation du moto-réducteur 9 au réducteur 24 servant à l'entraînement The flexible pipes 3 going from module 2 to module 1 are used to supply fluid to the jack 12, 13. The flexible shaft 4 transmits the rotational movement of the motor 8 to the shaft 14, therefore to the eccentric system 15. The flexible shaft 5 transmits the rotational movement of the gear motor 9 to the gear 24 used for the drive
de la bobine de renvidage 23.of the winding reel 23.
La fixation du module d'usinage 1 sur un support s'effectue, par exemple par des moyens de fixation 28 prévus latéralement sur le guide 10ou sur la pièce intermédiaire 10a, soit d'un côt6, comme représenté en traits pleins épais sur les figures 2, 4 et 5, soit sur le côté oppose. De la même manière, le réducteur 24 pour l'entraînement de la bobine de renvidage 23 peut être dispos6 soit d'un côt6, soit de l'autre de cette bobine, comme indiqu6 en traits pleins et en traits The fixing of the machining module 1 on a support is carried out, for example by fixing means 28 provided laterally on the guide 10 or on the intermediate piece 10a, or on a side 6, as shown in thick solid lines in the figures 2, 4 and 5, either on the opposite side. Similarly, the reduction gear 24 for driving the winding reel 23 can be arranged either on one side or the other of this reel, as indicated in solid lines and in lines.
mixtes sur les figures 2 et 4.mixed in Figures 2 and 4.
Le module d'usinage 1 présente une architecture remarquable notamment par l'alignement de la tête d'application d'abrasif (galet de pression 20), des moyens de guidage (guide 10, tige 11) et des moyens The machining module 1 has a remarkable architecture notably by the alignment of the abrasive application head (pressure roller 20), guide means (guide 10, rod 11) and means
d'avance et de poussée (vérin 12, 13), d'o une absence de porte-à- advance and thrust (cylinder 12, 13), hence an absence of door-to-
faux entre ces éléments et un porte-à-faux très réduit de la tête false between these elements and a very reduced overhang of the head
d'application d'abrasif (20) par rapport aux moyens de fixation 28. applying abrasive (20) relative to the fixing means 28.
Dans le cadre de l'invention, le vérin 12, 13 se section circulaire pourrait être remplacé par un ou deux vérins rectangulaires, de type connu en soi, intercalé(s) directement entre le guide 10 et le support 26 de la bobine 23, ces vérins rectangulaires s'adaptant mieux In the context of the invention, the jack 12, 13 having a circular section could be replaced by one or two rectangular jacks, of a type known per se, inserted directly between the guide 10 and the support 26 of the coil 23, these rectangular cylinders adapting better
à la forme rectangulaire du guide 10. to the rectangular shape of the guide 10.
De plus, les liaisons par arbres flexibles 4, 5 entre les deux modules 1, 2 pourraient être supprim6es et les moteurs d'entraînement être reportés sur le module 1, dans le cas o les problèmes d'encombrement et de poids du module 1 seraient considérés comme In addition, the connections by flexible shafts 4, 5 between the two modules 1, 2 could be eliminated and the drive motors be transferred to the module 1, in the event that the dimensions and weight problems of module 1 are considered
moins pénalisants.less penalizing.
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Family Cites Families (1)
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Patent Citations (2)
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ST | Notification of lapse |
Effective date: 20081125 |