FR3089439A1 - Outil de tournage, procede de fabrication de piston et piston - Google Patents

Abstract

Un outil de tournage comprend une partie de montage (21) attachée à une machine de tournage et s’étendant de manière à croiser la direction axiale d'un piston et une partie formant bord de coupe (23) prévue en une extrémité distale de la partie de montage (21). L'extrémité distale de la partie formant bord de coupe (23) comprend une partie formant bord de coupe en forme d’arc (24) qui usine une partie formant rainure concave d'une partie de jupe du piston, et une partie formant bord de coupe linéaire (25) qui est située entre une partie formant rainure concave et une partie formant rainure concave et usine une section de plateau. La partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) et la partie formant bord de coupe linéaire 25 sont disposées côte à côte parallèlement à la direction axiale. Figure de l’abrégé : Figure 4

Description

Description

Titre de l’invention : OUTIL DE TOURNAGE, PROCEDE DE FABRICATION DE PISTON ET PISTON

Domaine technique

[0001] La présente divulgation a pour objet les outils de tournage, des procédés de fabrication de piston et des pistons.

Technique antérieure

[0002] Un piston pour un moteur à combustion interne pour un véhicule effectue un vaet-vient à l'intérieur d'un alésage de cylindre. Le piston présente une partie de jupe disposée d’un côté inférieur d'une partie de culasse. Lorsque le piston effectue un vaet-vient à l'intérieur de l'alésage de cylindre, une surface extérieure de la partie de jupe coulisse le long d'une surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

[0003] Par exemple, comme décrit dans le Document JP 2008-223663 A, une striure est formée sur la surface extérieure de la partie de jupe pour améliorer la résistance au grippage. Ci-après, une striure fait référence à une rainure concave formée de manière à s’étendre dans une direction circonférentielle sur la surface extérieure. De l'huile accumulée dans la striure peut maintenir de bonnes conditions de lubrification entre la surface extérieure de la partie de jupe et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre. Par conséquent, même si le piston effectue un va-et-vient à vitesse élevée, aucune déplétion d’huile ne survient, ce qui empêche l'apparition d’un grippage entre la surface extérieure de la partie de jupe et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

[0004] En outre, en général, une zone de pression de surface relativement élevée et une zone de pression de surface relativement faible sont formées entre la surface extérieure de la partie de jupe du piston et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre. Le Document JP 2008-223663 A décrit une partie de jupe configurée pour modifier la profondeur de la rainure concave de la striure en fonction de la répartition de la pression interne entre la surface extérieure de la partie de jupe et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre. Dans cet exemple, la striure de la partie de jupe est usinée à l'aide d'un outil de façonnage de rainure de striure présentant une partie formant bord de coupe d'un nez prédéterminé R.

[0005] Cependant, dans l'exemple mentionné ci-dessus, les bavures produites pendant le tournage peuvent provoquer la formation d’une partie convexe à une extrémité d'une partie de surface intermédiaire (section de plateau) prévue entre une rainure concave et une rainure concave. La partie convexe amène le frottement à augmenter lorsque le piston coulisse. En outre, afin d’usiner la section de plateau, l'outil de formage de rainure de striure de l'exemple susmentionné doit être défini pour réduire la vitesse d’avance, et ainsi, la durée d’usinage augmente.

[0006] Pour cette raison, l'exemple susmentionné présente une marge d'amélioration de la productivité dans l’usinage de la partie de jupe du piston ayant des striures pour réduire le frottement. En outre, il est également possible d'améliorer l’usinage des striures pour égaliser la pression de surface entre la surface extérieure de la partie de jupe du piston et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

Résumé

[0007] La présente invention a été réalisée pour résoudre les problèmes mentionnés cidessus, et un objet de la présente invention est de supprimer la génération d'une partie convexe à une extrémité d'une partie de surface intermédiaire prévue entre une partie formant rainure concave et une partie formant rainure concave sur une surface extérieure d'une partie de jupe ; de réduire le frottement lorsque la surface extérieure de la partie de jupe effectue un va-et-vient le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre ; et d’égaliser encore la pression de surface entre la surface extérieure de la partie de jupe et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

[0008] Un outil de tournage selon la présente invention pour atteindre l'objet susmentionné est tel qu'une pluralité de parties formant rainures s’étendant dans une direction circonférentielle sont prévues sur une surface extérieure d'une partie de jupe d'un piston coulissant le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur, la pluralité de parties formant rainures sont espacées entre elles dans une direction axiale, et une partie de surface intermédiaire est prévue entre les parties formant rainures adjacentes entre elles dans la direction axiale, l'outil de tournage étant destiné à tourner les parties formant rainure et la partie de surface intermédiaire sur la surface extérieure de la partie de jupe, l'outil de tournage comprenant : une partie de montage attachée à une machine à tourner et s’étendant de manière à croiser la direction axiale et une partie formant bord de coupe prévue en une extrémité distale de la partie de montage, où l'extrémité distale de la partie formant bord de coupe comprend une partie formant bord de coupe en forme d'arc qui usine la partie formant rainure et une partie formant bord de coupe linéaire qui s’étend parallèle à la direction axiale et usine la partie de surface intermédiaire, et la partie formant bord de coupe en forme d'arc et la partie formant bord de coupe linéaire sont disposées côte à côte.

[0009] La présente invention peut supprimer la génération d'une partie convexe à une extrémité d'une partie de surface intermédiaire prévue entre une partie formant rainure concave et une partie formant rainure concave sur une surface extérieure d'une partie de jupe ; de réduire le frottement lorsque la surface extérieure de la partie de jupe effectue un va-et-vient le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre ; et d’égaliser encore la pression de surface entre la surface extérieure de la partie de jupe et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

[0010] Selon un autre aspect, la partie formant bord de coupe linéaire et la partie formant bord de coupe en forme d'arc sont espacées l’une de l’autre, la largeur de la partie formant bord de coupe linéaire est définie pour être plus importante que la largeur de la partie de surface intermédiaire, et lorsque la partie formant bord de coupe en forme d'arc usine une partie formant rainure prédéterminée, la partie formant bord de coupe linéaire est définie pour être capable d’usiner une autre partie de surface intermédiaire située adjacente à la partie de surface intermédiaire adjacente à la partie formant rainure prédéterminée.

[0011] Selon un autre aspect, la direction axiale est parallèle à un sens d'avance de l'outil de la machine de tournage, la partie de montage d'outil comprend un alésage de montage pour fixation à la machine de tournage, et la partie formant bord de coupe linéaire est située d’un côté avant dans le sens d'avance de l'outil par rapport à un centre d’alésage de l’alésage de montage.

[0012] L’invention vise également un procédé de fabrication de piston, d’usinage d'une surface extérieure d'une partie de jupe d'un piston qui coulisse et effectue un vaet-vient le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur par un outil de tournage installé dans une machine de tournage, dans lequel une partie formant bord de coupe de l'outil de tournage installé dans la machine de tournage comprend une partie formant bord de coupe en forme d'arc faisant saillie en direction de la surface extérieure ; et une partie formant bord de coupe linéaire disposée côte à côte dans un sens d'avance de l'outil de la machine de tournage par rapport à la partie formant bord de coupe en forme d'arc et s’étendant parallèlement au sens d'avance de l'outil, le procédé de fabrication de piston effectue simultanément une étape d’usinage d’une partie formant rainure, d’usinage d'une pluralité de parties formant rainures espacées entre elles dans une direction parallèle au sens d'avance de l'outil sur la surface extérieure et s’étendant dans une direction circonférentielle de la partie formant bord de coupe en forme d'arc, et une étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire, d’usinage d'une partie de surface intermédiaire située entre les parties formant rainures adjacentes entre elles et s’étendant dans une direction parallèle au sens d'avance de l'outil par la partie formant bord de coupe linéaire, où le sens d'avance de l'outil est un sens depuis la partie formant bord de coupe en forme d'arc en direction de la partie formant bord de coupe linéaire.

[0013] Selon un autre aspect, le procédé comprend une étape finale d’usinage de finition suivant l'étape d’usinage de la partie formant rainure et l'étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire, l'étape finale d’usinage de finition de tournage de la partie de surface intermédiaire étant effectuée à une profondeur de coupe inférieure à la profondeur de coupe au cours de l’étape d’usinage de la partie formant rainure et au cours de l’étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire.

[0014] L’invention vise également un piston présentant une surface extérieure d'une partie de jupe coulissant le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur, dans lequel la surface extérieure comprend une pluralité de parties formant rainure s’étendant dans une direction circonférentielle et espacées entre elles dans une direction axiale ; et une partie de surface intermédiaire s’étendant dans la direction axiale entre les parties formant rainures adjacentes entre elles dans la direction axiale, une pression interne que la surface extérieure reçoit depuis l'alésage de cylindre est définie de sorte que la pression interne au niveau de la partie intermédiaire dans la direction axiale soit supérieure à la pression interne au niveau d’une partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure, et une profondeur de la partie formant rainure située dans la partie intermédiaire sur la surface extérieure est supérieure à la profondeur de la partie formant rainure située au niveau de la partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure, et la largeur dans la direction axiale de la partie de surface intermédiaire située dans la partie intermédiaire est supérieure à la largeur située au niveau de la partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure.

Brève description des dessins

[0015] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

Fig.l

[0016] [fig.l] est une vue de face d'un piston selon la présente invention.

Fig. 2

[0017] [fig-2] La Eig. 2(A) est une vue de face agrandie d'une partie de jupe de la Eig. 1. La

Fig. 2(B) est une vue de face agrandie illustrant schématiquement une striure sur une surface extérieure de la partie de jupe.

Fig. 3

[0018] [fig.3] La Fig. 3(A) est une vue en plan d'un outil de tournage selon la présente invention. La Fig. 3(B) est une vue de côté de celui-ci.

Fig. 4

[0019] [fig-4] La Fig. 4 est une vue en plan agrandie d'une partie formant bord de coupe de la Fig. 3.

Fig. 5

[0020] [fig-5] La Lig. 5 est une vue en plan illustrant schématiquement un état dans lequel la striure est usinée en utilisant l'outil de tournage de la Lig. 3.

Fig. 6

[0021] [fig.6] La Lig. 6 est une vue en plan illustrant schématiquement une étape d’usinage d'une surface extérieure de la Lig. 2.

Fig. 7

[0022] [fig.7] La Lig. 7 est une vue en plan illustrant schématiquement un état dans lequel la striure est usinée au moyen d'un outil de tournage conventionnel.

Description des modes de réalisation

[0023] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

[0024] Ci-après, un mode de réalisation d'un outil de tournage 20 selon la présente invention est décrit en référence aux dessins (Lig. 1 à 7). Ici, une description est donnée d'un procédé de fabrication d'un piston 1 utilisant l'outil de tournage 20 ainsi que le piston 1 formé par le procédé.

[0025] La description commence par le piston 1. Le piston 1 du présent mode de réalisation est fabriqué par un procédé de fabrication du piston 1 utilisant l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. Le piston 1 est un élément effectuant un va-et-vient à l'intérieur d'un alésage de cylindre (non représenté) et est fait d'un alliage léger tel qu'un alliage d'aluminium.

[0026] Comme illustré en Lig. 1, le piston 1 du présent mode de réalisation comprend une partie de tête de piston 2 et une partie de jupe 10. La partie de tête de piston 2 a une forme cylindrique. Une première rainure annulaire de piston 3a et une deuxième rainure annulaire de piston 3b sont prévues sur une surface périphérique extérieure de celle-ci. La deuxième rainure annulaire de piston 3b est située d’un côté inférieur de la première rainure annulaire de piston 3a.

[0027] La partie de jupe 10 est située d’un côté inférieur de la partie de culasse et est disposée des deux côtés avec une partie de bossage d’axe 4 interposée entre eux. Le piston 1 effectue un va-et-vient à l'intérieur de l'alésage de cylindre tandis que la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 coulisse le long de la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre.

[0028] Une striure 15 est formée sur la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 pour améliorer la résistance au grippage entre la surface extérieure 11 et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre. Ici, une description est donnée de la forme de la striure 15. La striure 15 présente une pluralité de parties formant rainures concaves 17 ayant chacune une section transversale en forme de U et formée de manière à s'étendre dans une direction circonférentielle sur la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10. La pluralité de parties formant rainures concaves 17 sont espacées entre elles dans la direction axiale. La profondeur de la partie formant rainure concave 17 est définie entre plusieurs pm et plusieurs dizaines de pm, et la distance entre les parties formant rainures concaves 17 des striures adjacentes 15 (à savoir, le pas de rainure de la striure 15) est défini entre plusieurs dizaines de pm et plusieurs centaines de pm. En outre, entre les parties formant rainures concaves 17 adjacentes dans la direction axiale, il est prévu une section de plateau (partie de surface intermédiaire) 18, dans laquelle l'extrémité radialement extérieure de la section transversale s’étend linéairement dans la direction axiale.

[0029] Ici, une description est donnée de la partie formant rainure concave 17. Une zone de pression de surface relativement élevée et une zone de pression de surface relativement faible sont formées entre la surface extérieure 11 de la partie de jupe 11 du piston 1 et la surface de paroi intérieure de l'alésage de cylindre. Dans le présent mode de réalisation, une pression interne que la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 reçoit depuis l'alésage de cylindre est plus importante en une partie intermédiaire qu’aux extrémités (une partie supérieure et une partie inférieure de la surface extérieure 11 en Fig. 2) dans la direction axiale de la surface extérieure 11.

[0030] En Fig. 2, les zones désignées par Al et A3 sont des zones de faible pression de surface, et la zone désignée par A2 est une zone de pression de surface élevée. On notera que la Fig. 2 illustre schématiquement deux parties formant rainures concaves 17 et deux sections de plateau 18 dans les zones de faible pression de surface désignées par Al et A3. On notera également que la zone de pression de surface élevée désignée par A2 illustre schématiquement trois parties formant rainures concaves 17, c’est-à-dire, une première partie formant rainure concave 17a, une deuxième partie formant rainure concave 17b et une troisième partie formant rainure concave 17c disposées dans la direction axiale, ainsi qu’une première section de plateau 18a entre la première partie formant rainure concave 17a et la deuxième partie formant rainure concave 17b, et une deuxième section de plateau 18b entre la deuxième partie formant rainure concave 17b et la troisième partie formant rainure concave 17c.

[0031] Comme illustré en Fig. 2, la profondeur de rainure des première à troisième parties formant rainures concaves 17a à 17c dans la zone de pression de surface élevée désignée par A2 est supérieure à la profondeur de rainure des parties formant rainures concaves 17 dans les zones de pression de surface faible désignées par Al et A3. Dans cet exemple, la profondeur de rainure des première à troisième parties formant rainures concaves 17a à 17c est définie sur environ 10 pm, et la profondeur de rainure des parties formant rainures concaves 17 dans les zones de pression de surface faible désignées par Al et A3 est définie sur environ 7 à 9 pm.

[0032] La striure 15 de la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 est formée par tournage en utilisant une machine de tournage (non représentée, nommée tour, ciaprès). Ici, une description de l'outil de tournage 20 installé dans un porte-outil du tour (non représenté) est donnée.

[0033] Comme illustré en Eig. 3, l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation comprend une partie de montage 21 et une partie formant bord de coupe 23. La partie de montage 21 est montée sur un porte-outil du tour et s’étend de manière à être orthogonale à la direction axiale du piston 1. La partie de montage 21a une forme sensiblement parallélépipédique rectangulaire et comprend dans celle-ci un alésage de montage 22 pénétrant dans une direction haut/bas. Un boulon d'installation d'outil ou analogue (non représenté) est réalisé pour pénétrer à travers l’alésage de montage 22, de manière à installer l'outil de tournage 20 dans le porte-outil. Il convient de noter que la direction axiale de l'arbre principal du tour est disposée coaxialement à (sur la même ligne droite que) la direction axiale du piston 1 et que le sens d'avance d'outil de l'outil de tournage 20 est parallèle à la direction axiale du tour.

[0034] La partie formant bord de coupe 23 est prévue en une extrémité distale de la partie de montage 21. Comme illustré en Eig. 4, la partie formant bord de coupe 23 du présent mode de réalisation comprend une partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et une partie formant bord de coupe linéaire 25. La partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 est une partie destinée à former la partie formant rainure concave 17 de la striure 15 par tournage et une forme en R (nez R) de la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 correspond à un rayon de courbure de la partie formant rainure concave 17. Le nez R de cet exemple est défini sur 0,5 mm. La partie formant bord de coupe linéaire 25 s’étend parallèlement à la direction axiale du piston 1 et usine la section de plateau 18. La partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et la partie formant bord de coupe linéaire 25 sont disposées côte à côte dans une direction parallèle à la direction axiale du piston 1 et dans un sens d'avance de l'outil décrit plus loin.

[0035] Comme illustré en Eig. 4, l'extrémité distale de la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 fait saillie dans un sens plus proche de la partie de jupe 10 que la partie d'extrémité de la partie formant bord de coupe linéaire 25. En outre, comme illustré en Eig. 4, une distance D entre l'extrémité distale de la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et la partie d'extrémité de la partie formant bord de coupe linéaire 25 correspond à une profondeur de rainure maximale de la partie formant rainure concave 17.

[0036] En outre, tel qu’illustré en Eig. 3 et 4, la partie formant bord de coupe en forme d'arc 25 et la partie formant bord de coupe linéaire 4 sont espacées entre elles dans une direction parallèle à la direction axiale du piston 1. La distance est une partie de sou lagement 26 (en anglais : relief portion) pour l'évacuation des copeaux lors du tournage par usinage au tour. La partie de soulagement 26 prévue améliore la capacité d’évacuation.

[0037] En outre, dans le présent mode de réalisation, la largeur désignée par une distance X2 en Fig. 4 et 5, qui est parallèle à la direction axiale de la partie formant bord de coupe linéaire 25, est définie pour être supérieure à la largeur désignée par une distance XI en Fig. 2 et 5 dans la direction axiale d’une section de plateau 18 sur la surface extérieure 11.

[0038] La Fig. 5 illustre un exemple d'un état d’usinage à l’aide de l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. La ligne continue S0 illustrée en Fig. 5(A) désigne une surface avant usinage, et la ligne discontinue SI désigné virtuellement une surface périphérique extérieure finie de la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10. La Fig. 5(B) illustre schématiquement une situation d'avance de l'outil, dans laquelle la partie formant bord de coupe 23 montrée d’un côté inférieur par rapport à la partie formant bord de coupe 23 d’un côté supérieur illustré en Fig. 5(B) désigne une position de l’outil après que la partie de jupe 10 ait fait une révolution. La Fig. 5(C) illustre une position de l'outil après que la partie de jupe 10 représentée en Fig. 5(B) ait effectué un tour, et une surface usinée à cet endroit. La Fig. 5(D) illustre un état dans lequel la striure 15 est usinée.

[0039] En outre, lorsque la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 usine une partie formant rainure concave 17 prédéterminée, la partie formant bord de coupe linéaire 25 est définie pour être capable d’usiner une autre section de plateau 18 située adjacente à la section de plateau 18 adjacente à la partie formant rainure concave 17 prédéterminée. Plus précisément, comme illustré en Fig. 5(B), la striure 15 est formée de sorte qu’en même temps que la partie formant bord de coupe linéaire 25 usine une deuxième section de plateau 18b, la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 est définie pour être capable d’usiner une première partie formant rainure concave 17a.

[0040] En outre, comme illustré en Fig. 4, la partie formant bord de coupe linéaire 25 du présent mode de réalisation est agencée pour être déplacée dans la direction axiale par rapport au centre de l’alésage de montage 22. Dans cet exemple, la partie formant bord de coupe linéaire 25 est située d’un côté avant dans le sens d'avance de l'outil dans l'état dans lequel l'outil de tournage 20 est installé dans le porte-outil. En d'autres termes, lorsque l'opérateur de tournage voit l'outil de tournage 20 par le haut, la partie formant bord de coupe linéaire 25 est située du côté gauche par rapport au centre de l’alésage.

[0041] Le présent mode de réalisation permet à la forme de la partie formant bord de coupe linéaire 25 d'être transférée à la section de plateau 18 de la partie de jupe 10 en usinant par tournage la section de plateau 18 en utilisant l'outil de tournage 20 ayant la partie formant bord de coupe linéaire 25. Ainsi, le présent mode de réalisation peut mieux réduire la rugosité de surface qu’un tournage par outil de tournage conventionnel 29 ayant un nez R, tel qu’illustré en Fig. 7(A).

[0042] En outre, la partie de soulagement 26 est prévue de manière à être adjacente à la partie formant bord de coupe linéaire 25, et les copeaux sont ainsi efficacement évacués des deux extrémités de la partie formant bord de coupe linéaire 25. Par conséquent, comme illustré en Fig. 7(B), ce procédé permet de mieux éviter la génération de bavures à l’extrémité ou analogue dans la direction axiale de la section de plateau 18 qu'un procédé d'utilisation d'un outil de tournage conventionnel 29 pour usiner la partie formant rainure concave 17 à une vitesse d’avance F3 prédéterminée. Par conséquent, le frottement du piston 1 peut être réduit.

[0043] En outre, il n'est pas besoin d’usiner la section de plateau 18 par l'outil de tournage classique 29 pourvu du nez R tel qu’illustré en Fig. 7(A). Ainsi, les irrégularités de surface causées par le nez R ne sont pas formées sur la section de plateau 18 et la rugosité de surface de la section de plateau 18 peut également être réduite. En outre, les bavures générées sur une surface usinée au cours d’une étape d’usinage de dégrossissage en utilisant un outil ayant un nez R, décrit ultérieurement, peuvent être éliminées par la partie formant bord de coupe linéaire 25.

[0044] Lorsque la section de plateau 18 est usinée par l'outil de tournage conventionnel 29 ayant le nez R, tel qu’illustré en Fig. 7(A), une vitesse d'avance F4 doit être réduite pour réduire les irrégularités de surface causées par le nez R. Par contraste, la vitesse d’avance peut être rendue supérieure à la vitesse d'avance F4 pour usiner la section de plateau 18 par la partie formant bord de coupe linéaire 25. En conséquence, la durée d’usinage de la striure 15 de la partie de jupe 10 peut être raccourcie. En outre, lors de l’avance de l'outil lorsque l'arbre principal du tour effectue une révolution, la partie formant rainure concave 17 et la section de plateau 18 peuvent être usinés, ce qui permet ainsi de réduire encore la durée d’usinage.

[0045] La largeur de la partie formant bord de coupe linéaire 25 est définie pour être supérieure à la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18, ce qui permet de supprimer la génération de bavures à l'extrémité dans la direction axiale de la section de plateau 18.

[0046] Par exemple, lorsque la partie formant bord de coupe en forme d’arc 24 usine une partie formant rainure concave 17 prédéterminée, lorsque la relation en position entre la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et la partie formant bord de coupe linéaire 25 est définie de sorte que la partie formant bord de coupe linéaire 25 usine la section de plateau 18 adjacente à la partie formant rainure concave 17 prédéterminée, par exemple, lorsque la relation en position entre la partie formant bord de coupe en forme d’arc 24 et la partie formant bord de coupe linéaire 25 est définie de manière à usiner simultanément la première partie formant rainure concave 17a et la première section de plateau 18a, une forme de R est formée entre la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et la partie formant bord de coupe linéaire 25, ce qui peut réduire la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18. Dans ce cas, le degré de liberté de conception diminue.

[0047] Par contraste, dans le présent mode de réalisation, la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 peut être définie pour être importante en définissant la largeur dans la direction axiale de la partie formant bord de coupe linéaire 25 comme étant plus importante que la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18, et en définissant la relation en position entre la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 et la partie formant bord de coupe linéaire 25 tel que décrite ci-dessus, ce qui augmente le degré de liberté de conception.

[0048] En outre, la capacité d’évacuation des copeaux est améliorée en prévoyant la partie de soulagement 26. Par conséquent, la génération de bavures à l'extrémité dans la direction axiale de la section de plateau 18 peut être supprimée, et la génération d’autres défauts tels que des marques d’usinage sur la section de plateau 18 peut être réduite, ce qui améliore la qualité de surface. Il convient de noter que la partie de soulagement 26 peut ne pas être prévue.

[0049] On notera que moins la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 de la striure 15 est importante, plus le frottement peut être réduit. Ainsi, afin de réduire le frottement, il est souhaitable que la profondeur de rainure soit faible. Cependant, une zone de pression de surface élevée est nécessaire pour avoir une résistance au grippage plus élevée. Par conséquent, dans le présent mode de réalisation, la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 dans la zone de pression de surface élevée est définie pour être supérieure à la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 dans la zone de pression de surface faible. En conséquence, la zone de pression de surface élevée peut contenir plus d'huile que la zone de pression de surface faible.

[0050] Ci-après, une description est donnée d'un procédé d’usinage de la striure 15 de la partie de jupe 10 du piston 1 en utilisant l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation.

[0051] L’usinage de la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 comprend une étape d’usinage de la partie formant rainure concave d’usinage d'une pluralité de parties formant rainures concaves 17 par la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 ; et une étape d’usinage de la section de plateau (étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire) d’usinage de la section de plateau 18 située entre les parties formant rainures concaves 17 adjacentes entre elles dans le sens d'avance de l'outil et s’étendant dans le sens d'avance de l'outil par la partie formant bord de coupe linéaire 25. L'étape d’usinage de la partie formant rainure concave et l’étape d’usinage de la section de plateau sont réalisées simultanément. A ce moment, le sens d'avance de l'outil est défini sur un sens depuis la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 vers la partie formant bord de coupe linéaire 25.

[0052] L’usinage de la partie de jupe 10 du présent mode de réalisation comprend trois étapes d’usinage : une étape d’usinage de dégrossissage, une étape d’usinage de finition intermédiaire et une étape finale d’usinage de finition. L'étape d'usinage de finition intermédiaire comprend l'étape d’usinage de la partie formant rainure concave et l'étape d’usinage de la section de plateau. En outre, l'étape finale d'usinage de finition est un procédé d’usinage de la seule section de plateau 18.

[0053] La description commence par l'étape d’usinage de dégrossissage. A l'étape d’usinage de dégrossissage, la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10 est tournée à l'aide d'un outil classique ayant un nez R prédéterminé. La surface extérieure est tournée de manière à laisser une tolérance de coupe d'environ 200 à 300 pm par rapport au diamètre extérieur fini de la partie de jupe 10. Plus précisément, après l'étape d’usinage de dégrossissage, la surface périphérique extérieure dans laquelle la partie formant rainure concave 17 n’est pas formée est formé dans un état dans lequel la surface périphérique extérieure est plus large d'environ 400 à 600 pm que le diamètre extérieur fini de la partie de jupe 10.

[0054] Ci-après, une description de l'étape d’usinage de finition intermédiaire est faite. Les Fig. 6(A) et 6(B) illustrent l'étape d'usinage de finition intermédiaire. La Fig. 6(A) illustre schématiquement un état d’avance de l'outil. La Fig. 6(B) illustre la surface extérieure 11 après l'étape d’usinage de finition intermédiaire. C3 illustré en Fig. 6(A) et 6(B) désigne la quantité de changement dans la profondeur de coupe.

[0055] A l'étape d'usinage de finition intermédiaire, la partie formant rainure concave 17 et la section de plateau 18 sont usinées à l'aide de l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. L'étape d'usinage de finition intermédiaire comprend la définition d’une première profondeur de coupe Cl pour l’usinage de la zone de pression de surface faible désignée par Al et A3 en Fig. 2, et une deuxième profondeur de coupe C2 pour l’usinage de la zone de pression de surface élevée désignée par A2. La première profondeur de coupe Cl et la deuxième profondeur de coupe C2 satisfont à la relation selon laquelle C1<C2. En outre, la différence entre la première profondeur de coupe Cl et la deuxième profondeur de coupe C2, autrement dit, C3, est présumée être dans une plage de 0,1 m à 10 pm.

[0056] De plus, le sens d'avance de l'outil est défini sur un sens depuis la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 vers la partie formant bord de coupe linéaire 25. Plus précisément, lorsque la partie de jupe 10 effectue une révolution autour de l’arbre principal du tour, la section de plateau 18 est usinée par la partie formant bord de coupe linéaire 25, et en même temps, la partie formant rainure concave 17 située plus proche d'un côté arrière dans la direction d’avance que cette section de plateau 18 est usinée par la partie formant bord de coupe en forme d’arc 24. Dans le présent mode de réalisation, tel que décrit ci-dessus, en même temps que la partie formant bord de coupe linéaire 25 usine la deuxième section de plateau 18b, la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 usine la première partie formant rainure concave 17a.

[0057] Dans le présent mode de réalisation, l'outil de tournage 20 se déplace en parallèle à partir d'une partie inférieure de la partie de jupe 10 en Fig. 2 (la zone de pression de surface faible désignée par A3 en Fig. 6) en direction d’une partie supérieure de la partie de jupe 10 en Fig. 2. Comme illustré en Fig. 6(A), dans la zone de pression de surface faible désignée par A3, tout d’abord, l’outil de tournage 20 se déplace en parallèle à partir d'une extrémité inférieure de la partie de jupe 10 en direction de la zone de pression de surface élevée désignée par F2 dans la direction d’avance de l’outil lors de la coupe à la première profondeur de coupe Cl.

[0058] Ensuite, en une limite entre la zone A3 et la zone A2, la profondeur de coupe est changée de la première profondeur de coupe Cl à la deuxième profondeur de coupe C2. L’importance du changement de profondeur de coupe est désignée par C3 en Fig. 6(A) et 6(B). Par la suite, l'outil de tournage 20 se déplace en direction de la zone de pression de surface élevée désignée par Al dans le sens d'avance de l'outil lors de la coupe de la zone de pression de surface élevée désignée par A2 au niveau de la deuxième profondeur de coupe C2. En outre, bien que non illustré, en une limite entre la zone A2 et la zone Al, la profondeur de coupe est changée depuis la deuxième profondeur de coupe C2 à la première profondeur de coupe Cl (retour à l'originale). Ensuite, l'outil de tournage 20 se déplace en direction de l'extrémité supérieure de la partie de jupe 10 dans le sens d'avance de l'outil lors de la coupe de la zone de pression de surface faible désignée par Al à la première profondeur de coupe Cl.

[0059] La partie formant rainure concave 17 et la section de plateau 18 sont formées en utilisant l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. En modifiant la profondeur de coupe comme décrit ci-dessus, une marche correspondant au changement de profondeur de coupe est formée au niveau d'une limite entre la région Al et la région A2 et au niveau d’une limite entre la région A2 et la région A3 sur la surface d’usinage après l'étape d'usinage de finition intermédiaire.

[0060] A l'étape d'usinage de finition intermédiaire, la zone de pression de surface élevée désignée par A2 est dans un état dans lequel la partie formant rainure concave 17 et la section de plateau 18 sont sensiblement finies. La zone de faible pression de surface désignée par Al et A3 est dans un état dans lequel le diamètre extérieur de la section de plateau 18 est plus important que le diamètre extérieur fini de la partie de jupe 10. En outre, le fond de la partie formant rainure concave 17 de la zone de pression de surface élevée désignée par A2 est situé radialement vers l'intérieur du fond de la partie formant rainure concave 17 de la zone de pression de surface faible désignée par Al et A3.

[0061] Ci-après, une description est faite de l'étape finale d’usinage de finition. L'étape finale d’usinage de finition est un procédé d’usinage du diamètre extérieur de la partie de jupe 10 pour atteindre une dimension finale, et principalement d’usinage de la section de plateau 18. En Eig. 6(C), S2 désigne la surface finie. Comme illustré en Eig. 6(C) et 6(D), à l'étape finale d’usinage de finition, la section de plateau 18 est usinée par la partie formant bord de coupe en forme d'arc 24 de l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. On note que dans l’étape finale d’usinage de finition, un outil classique ayant un nez R prédéterminé peut être utilisé à la place de l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. Par la procédure ci-dessus, comme illustré en Eig. 6(E), la striure 15 est formée sur la surface extérieure 11 de la partie de jupe 10.

[0062] En outre, la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 peut être ajustée en utilisant l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation. Par exemple, la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 dans la zone de pression de surface élevée désignée par A2 peut être rendue supérieure à la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 dans la zone de pression de surface faible désignée par Al et A3 en augmentant la vitesse d'avance L3 lors de l’usinage de la zone de pression de surface élevée désignée par A2 plus que la vitesse d’avance L4 lors de l’usinage de la zone de pression de surface faible désignée par Al et A3.

[0063] Dans le présent mode de réalisation, comme décrit ci-dessus, la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 dans la zone de pression de surface élevée est définie supérieure à la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 dans la zone de pression de surface faible. En conséquence, la zone de pression de surface élevée peut contenir plus d'huile que la zone de pression de surface faible. Pendant ce temps, plus la profondeur de rainure de la partie formant rainure concave 17 est importante, plus le frottement l’est également. Par contraste, en ajustant la vitesse d’avance comme décrit ci-dessus, la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 dans la zone de pression de surface élevée peut être définie supérieure à la largeur dans la direction axiale de la section de plateau 18 dans la zone de pression de surface faible, réduisant ainsi le frottement.

[0064] En outre, l'outil de tournage 20 du présent mode de réalisation usine la section de plateau 18, et usine ensuite la partie formant rainure concave 17. Ainsi, la profondeur de coupe lors de l’usinage de la partie formant rainure concave 17 peut être réduite et la résistance à la coupe peut être réduite. Ceci permet de supprimer la génération de bavures et d'améliorer la précision de la forme de la partie formant rainure concave 17. En outre, cela permet de réduire l'usure de l'outil de la partie formant bord de coup en forme d'arc 24 et de prolonger la durée avant remplacement de l'outil.

[0065] L'étape finale d’usinage de finition peut enlever les bavures générées lorsque la partie formant rainure concave 17 est usinée, et peut ainsi réduire le frottement. A l'étape finale d’usinage de finition, en effectuant l'étape d’usinage de finition intermédiaire, la section de plateau 18 est également usinée dans une certaine mesure dans un état dans lequel la partie formant rainure concave 17 est sensiblement finie, ce qui peut raccourcir le temps d’usinage de l'étape finale d’usinage de finition.

[0066] La description du présent mode de réalisation est un exemple pour décrire la présente invention, et ne limite pas l'invention telle que revendiquée dans les revendications. En outre, la configuration de chaque composant de la présente invention n’est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus, et diverses modifications peuvent être apportées dans la portée technique des revendications.

[0067] Le sens d'avance d'outil de l'outil de tournage 20 des modes de réalisation ci-dessus est définie pour être une direction depuis la partie formant bord de coupe en forme d’arc 24 en direction de la partie formant bord de coupe linéaire 25, mais peut être défini pour être un sens inverse.

Liste des signes de référence

[0068] 1 :piston :partie de tête de piston

3a première rainure annulaire de piston

3b :deuxième rainure annulaire de piston :partie de bossage d’axe :partie de jupe : surface extérieure : striure :partie formant rainure concave

17a première partie formant rainure concave

17b :deuxième partie formant rainure concave

17c troisième partie formant rainure concave : section de plateau

18a première section de plateau

18b :deuxième section de plateau :outil de tournage :partie de montage :alésage de montage :partie formant bord de coupe :partie formant bord de coupe en forme d’arc :partie formant bord de coupe linéaire :partie de soulagement.

Claims (1)

1. Outil de tournage (20) dans lequel une pluralité de parties formant rainures (17) s’étendant dans une direction circonférentielle sont prévues sur une surface extérieure d'une partie de jupe (10) d'un piston (1) coulissant le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur, la pluralité de parties formant rainures (17, 17a, 17b, 17c) sont espacées entre elles dans une direction axiale, et une partie de surface intermédiaire (18) est prévue entre les parties formant rainures (17, 17a, 17b, 17c) adjacentes entre elles dans la direction axiale, l'outil de tournage (20) étant destiné à tourner les parties formant rainure (17, 17a, 17b, 17c) et la partie de surface intermédiaire (18) sur la surface extérieure de la partie de jupe (10), l'outil de tournage (20) comprenant :

   une partie de montage (21) attachée à une machine de tournage et s’étendant de manière à croiser la direction axiale et une partie formant bord de coupe (23) prévue en une extrémité distale de la partie de montage (21), où l'extrémité distale de la partie formant bord de coupe (23) comprend une partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) qui usine la partie formant rainure (17) et une partie formant bord de coupe linéaire (25) qui s’étend parallèlement à la direction axiale et usine la partie de surface intermédiaire (18), et la partie formant bord de coupe en forme d’arc (24) et la partie formant bord de coupe linéaire (25) sont disposées côte à côté.

   Outil de tournage (20) selon la revendication 1, dans lequel la partie formant bord de coupe linéaire (25) et la partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) sont espacées l’une de l’autre, la largeur de la partie formant bord de coupe linéaire (25) est définie pour être plus importante que la largeur de la partie de surface intermédiaire (18), et lorsque la partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) usine une partie formant rainure (17) prédéterminée, la partie formant bord de coupe linéaire (25) est définie pour être capable d’usiner une autre partie de surface intermédiaire (18) située adjacente à la partie de surface intermédiaire (18) adjacente à la partie formant rainure (17) prédéterminée. Outil de tournage (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel [Revendication 4] [Revendication 5] la direction axiale est parallèle à un sens d'avance de l'outil de la machine de tournage, la partie de montage d'outil (21) comprend un alésage de montage (22) pour fixation à la machine de tournage, et la partie formant bord de coupe linéaire (25) est située d’un côté avant dans le sens d'avance de l'outil par rapport à un centre d’alésage de l’alésage de montage (22).

   Procédé de fabrication de piston (1), d’usinage d'une surface extérieure d'une partie de jupe (10) d'un piston (1) qui coulisse et effectue un vaet-vient le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur par un outil de tournage installé dans une machine de tournage, dans lequel une partie formant bord de coupe (23) de l'outil de tournage installé dans la machine de tournage comprend une partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) faisant saillie en direction de la surface extérieure ; et une partie formant bord de coupe linéaire (25) disposée côte à côte dans un sens d'avance de l'outil de la machine de tournage par rapport à la partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) et s’étendant parallèlement au sens d'avance de l'outil, le procédé de fabrication de piston (1) effectue simultanément une étape d’usinage d’une partie formant rainure (17), d’usinage d'une pluralité de parties formant rainures (17, 17a, 17b, 17c) espacées entre elles dans une direction parallèle au sens d'avance de l'outil sur la surface extérieure et s’étendant dans une direction circonférentielle de la partie formant bord de coupe en forme d'arc (24), et une étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire (18), d’usinage d'une partie de surface intermédiaire (18) située entre les parties formant rainures (17, 17a, 17b, 17c) adjacentes entre elles et s’étendant dans une direction parallèle au sens d'avance de l'outil par la partie formant bord de coupe linéaire (25), où le sens d'avance de l'outil est un sens depuis la partie formant bord de coupe en forme d'arc (24) en direction de la partie formant bord de coupe linéaire (25).

   Procédé de fabrication de piston (1) selon la revendication 4, comprenant une étape finale d’usinage de finition suivant l'étape d’usinage de la partie formant rainure (17) et l'étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire (18), l'étape finale d’usinage de finition de tournage de la partie de surface intermédiaire (18) étant effectuée à [Revendication 6] une profondeur de coupe inférieure à la profondeur de coupe au cours de l’étape d’usinage de la partie formant rainure (17) et au cours de l’étape d’usinage de la partie de surface intermédiaire (18).

   Un piston (1) présentant une surface extérieure d'une partie de jupe (10) coulissant le long d'une surface de paroi intérieure d'un alésage de cylindre d'un moteur, dans lequel la surface extérieure comprend une pluralité de parties formant rainure (17, 17a, 17b, 17c) s’étendant dans une direction circonférentielle et espacées entre elles dans une direction axiale ; et une partie de surface intermédiaire (18) s’étendant dans la direction axiale entre les parties formant rainures (17, 17a, 17b, 17c)adjacentes entre elles dans la direction axiale, une pression interne que la surface extérieure reçoit depuis l'alésage de cylindre est définie de sorte que la pression interne au niveau de la partie intermédiaire dans la direction axiale soit supérieure à la pression interne au niveau d’une partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure, et une profondeur de la partie formant rainure (17) située dans la partie intermédiaire sur la surface extérieure est supérieure à la profondeur de la partie formant rainure située au niveau de la partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure, et la largeur dans la direction axiale de la partie de surface intermédiaire (18) située dans la partie intermédiaire est supérieure à la largeur située au niveau de la partie d'extrémité dans la direction axiale de la surface extérieure.