La présente invention concerne une machine à meuler de petites pièces mécaniques.
On connaît déjà des machines à meuler semi-automatiques dans lesquelles les pièces à meuler sont fixées sur un tambour pivotant alternativement, destiné à amener régulièrement lesdites pièces en contact avec une meule rotative. Ces machines sont peu précises et ne permettent de meuler qu'un faible éventail de surfaces différentes.
La présente invention se propose de remédier à ces divers inconvénients en réalisant une machine à meuler, caractérisée par un châssis rigide et au moins un plateau mobile susceptible d'être animé d'un mouvement de va-et-vient au moyen d'un moteur d'entraînement monté sur ledit châssis, un chariot mobile le long de rails de guidage solidaires du plateau et couplé avec un piston pouvant se déplacer parallèlement à ces rails à l'intérieur d'un cylindre sous l'action d'un fluide sous pression, une butée ayant une surface plane servant d'appui à une came rotative et fixée rigidement au plateau mobile, une surface de meulage parallèle à la surface plane de la butée fixe et montée sur le châssis, et un dispositif d'entraînement de ladite came rotative couplé avec un dispositif d'entraînement d'une pièce à meuler, tous deux solidaires du chariot mobile.
Selon une forme de réalisation préférentielle, la surface de meulage est une bande abrasive sans fin tournant sur deux cylindres d'axes parallèles dont au moins un est entraîné par un moteur. Le châssis, constitué de préférence par un assemblage rigide de profilés soudés ou boulonnés, supporte deux ou plusieurs plateaux mobiles se déplaçant simultanément, animés d'un mouvement de va-et-vient vertical ou horizontal. L'amplitude du mouvement de va-et-vient est telle que la pièce à meuler associée à chacun des plateaux est usinée par l'une ou l'autre des moitiés de la bande abrasive.
Sachant que le meulage précis d'une pièce à usiner nécessite n rotations de ladite pièce en contact avec la surface de meulage, l'amplitude du mouvement de va-et-vient et sa fréquence ont été déterminées de telle manière que, même si n est petit, ce qui est généralement le cas, la pièce reste en contact avec la surface abrasive pendant au moins un cycle complet du mouvement de va-et-vient De cette manière l'usure de la surface de meulage est uniforme sur toute la largeur de la bande.
Pour le meulage des surfaces coniques on utilise de préférence une machine à meuler selon l'invention dans laquelle le mouvement de va-et-vient du plateau s'effectue verticalement le long de deux colonnes de guidage verticales. Dans ce cas, les axes des dispositifs d'entraînement de la came et de la pièce à meuler forment un angle avec la direction de déplacement du chariot, cet angle étant déterminé pour que la surface conique de la came s'appuie au cours de la rotation de ladite came contre la surface plane de la butée fixée au plateau.
Pour le meulage des surfaces cylindriques, on utilise de préférence une machine à meuler selon l'invention dans laquelle le mouvement de va-et-vient s'effectue horizontalement le long de deux rails de guidage horizontaux. Dans ce cas la bande abrasive se déplace le long d'un axe vertical, le plateau étant animé d'un mouvement alternatif horizontal le long d'un axe perpendiculaire à l'axe de déplacement de la surface de meulage.
Dans les deux cas, le plateau est entraîné dans son mouvement de va-et-vient par un moteur dont l'arbre porte un excentrique.
Lorsque ce mouvement se fait le long d'un axe vertical, le plateau est couplé à l'excentrique de sorte que tout son poids repose sur lui. Lorsque le mouvement se fait le long d'un axe horizontal, une goupille excentrique s'engage dans une fente verticale d'une pièce rigide solidaire du plateau et pousse alternativement le plateau d'un côté ou de l'autre au cours de sa rotation autour de l'axe du moteur.
Pour faciliter la mise en place de la pièce à usiner sur son arbre d'entraînement, il est prévu un mandrin pneumatique qui garantit la stabilité de sa position au cours du cycle de meulage, et qui est actionné par le fluide sous pression qui commande également le déplacement du piston couplé au chariot mobile.
L'entraînement de la pièce à meuler peut se faire par le moteur d'entraînement de la came, le couplage mécanique étant assuré par exemple par une courroie crantée protégée par un carénage.
Selon une première forme de réalisation, le piston solidaire du chariot mobile est constitué par un piston principal pouvant coulisser à l'intérieur du cylindre sous l'action d'un fluide sous pression injecté dans l'une ou l'autre de ces chambres et d'un piston secondaire coaxial au piston principal et qui peut coulisser coaxialement dans une ouverture centrale cylindrique du piston principal.
Selon une autre forme de réalisation, le chariot mobile est connecté au piston au moyen d'une tige de piston dont la section relativement grande est déterminée pour que la force exercée par un fluide sur la face circulaire du piston dans une des chambres du cylindre soit très supérieure à celle exercée par le fluide sur la surface annulaire du piston dans l'autre chambre du cylindre.
Selon une autre forme d'exécution, le chariot mobile est commandé par deux pistons de diamètre différent, l'un à double effet, l'autre à simple effet, contenus respectivement dans deux cylindres d'axe parallèle. Le piston à double effet, de grand diamètre, commande les déplacements de grande amplitude du chariot mobile, alors que le piston à simple effet de petit diamètre commande les faibles déplacements de la pièce à usiner au voisinage de sa position de travail, et permet de régler la force d'appui de cette pièce sur la surface abrasive.
Selon une autre forme de réalisation de la machine à meuler, la position de la butée servant d'appui à la came qui a la même forme que la pièce à usiner peut être définie avec précision pour régler la profondeur des passes d'usinage.
La présente invention sera mieux comprise en référence à la description détaillée d'un exemple de réalisation et aux dessins annexés dans lesquels:
la fig. I est une vue de profil d'une machine à meuler selon l'invention, dans laquelle la pièce à usiner est soumise à un déplacement alternatif vertical;
la fig. 2 est une vue de dessus de la machine à meuler de la fig. 1, illustrant les positions relatives de la came, de la pièce à usiner, de la butée d'appui de la came et de la surface de meulage;
la fig. 3 est une vue de face d'une machine à meuler selon l'invention comportant deux plateaux à déplacement alternatif horizontal le long d'une même bande abrasive verticale;
la fig. 4 représente une coupe partielle du cylindre illustrant une première forme de réalisation du piston;
;
la fig. 5 est une vue en coupe partielle du cylindre représentant une deuxième forme de réalisation du piston;
la fig. 6 représente schématiquement une autre forme d'exécution du dispositif qui commande le déplacement du chariot mobile, et
la fig. 7 représente schématiquement le dispositif prévu pour régler la profondeur des passes d'usinage.
En référence à la fig. 1, le châssis rigide I comporte essentiellement deux colonnes verticales 2, servant de guides au plateau mobile 3 composé de deux rails horizontaux 4, d'un cadre vertical 5 comportant une traverse 6, dont le rôle sera décrit ci-dessous, et d'un renfort 7 reliant les rails 4 au cadre 5 et assurant la rigidité de l'ensemble du plateau mobile 3. Des roulements schématisés par les billes 8 permettent le libre coulissement du plateau 3 le long des colonnes 2. Le châssis I est complété par un support 9 sur lequel est monté le berceau 10 du moteur d'entraînement 11 responsable du mouvement de va-et-vient du plateau 3. La partie supérieure du châssis porte la surface de meulage 12 tournant sur deux cylindres 13 d'axe vertical 35.
Sur le plateau 3 est monté un chariot mobile 14 pouvant se déplacer horizontalement sous l'action d'un piston contenu à l'intérieur du cylindre 15 et soumis à l'action d'un fluide sous pression pouvant être injecté dans les embouts 16 ou 17. La tige du piston 18 est reliée rigidement au chariot 14 par une tringlerie appropriée 19. Le cylindre 15 est fixé aux rails latéraux 4 du plateau mobile à l'aide de supports 20 et 21.
Sur le plateau est montée une butée rigide 22 ayant une surface plane 23 parallèle à la surface de meulage 12.
Sur le chariot mobile 14 sont montés un moteur d'entraînement 24 de la came 25 et un dispositif d'entraînement 26 de la pièce à usiner 27, les deux étant reliés par une bride de fixation 28 et un couplage mécanique protégé par un carénage 29.
La pièce à usiner est fixée sur l'arbre creux 31 par un mandrin 30 pneumatique ou hydraulique, le fluide sous pression étant amené par un conduit 32 relié à une source de fluide sous pression non représentée.
Lorsque la pièce à usiner a été fixée sur le mandrin 30, on injecte un fluide sous pression dans l'embout 17; le piston se déplace de droite à gauche (sur la fig. 1) et entraîne le chariot 14 jusqu'à ce que la came 25 vienne en contact avec la surface 23 de la butée 22. Simultanément la pièce à meuler vient en contact avec la surface abrasive 12. Le moteur 11 porte en bout d'arbre une poulie 33 sur laquelle est montée une goupille excentrique 34 disposée de telle manière que la traverse 6 et par conséquent tout le plateau mobile 3 repose sur elle sous l'action de son propre poids. Lorsque le moteur 11 est alimenté, la goupille excentrique 34 tourne en imprimant au plateau un mouvement de va-etvient vertical tel que la pièce à meuler 27 se déplace verticalement, par exemple sur une distance correspondant à la moitié inférieure de la bande abrasive 12.
Pendant toute l'opération de meulage, le moteur 24 entraîne en rotation la came 25 et la pièce à meuler 27.
Le mouvement du chariot, de la came et de la pièce fixées sur lui a été décrit en détail dans le brevet N0 571929.
La fig. 2 qui est une vue de dessus de la machine à meuler représentée par la fig. 1, illustre les positions relatives de la came 25 et de la butée 22 d'une part, de la pièce à meuler 27 et de la surface de meulage 12 d'autre part. Le moteur d'entraînement 24 de la came et le dispositif d'entraînement 26 de la pièce à meuler sont reliés par la bride 28 et le carénage 29 eux-mêmes fixés au chariot 14 au moyen de pattes de fixation 36. Le chariot 14 peut coulisser le long des rails 4 grâce à un roulement à billes schématisé par les billes 37 représentées en traits pointillés.
La fig. 3 est une vue de face d'une machine à meuler selon l'invention comportant deux plateaux 3 et 3' se déplaçant alternativement dans des plans horizontaux le long de la surface de meulage 12 d'une bande abrasive qui est disposée verticalement.
Le châssis rigide I supporte les deux plateaux 3 et 3' pouvant coulisser horizontalement le long des rails latéraux 4 et 4' au moyen de roulements schématisés par les billes 37 et 37' de telle manière que les deux pièces à meuler 27 et 27' soient usinées, pendant la phase opératoire où elles occupent la position illustrée par la fig. 3, respectivement par la moitié avant et la moitié arrière de la bande abrasive. Le rôle des cames de commande 25 et 25' est similaire et a été décrit plus en détail dans le brevet N0 571929.
Le mouvement alternatif des plateaux 3 et 3' est réalisé au moyen de deux moteurs d'entraînement 11 et 11 ' qui, comme le moteur 11 des fig. I et 2, portent chacun en bout d'arbre une poulie 33 (respectivement 33'). Une goupille excentrique 34 (respectivement 34') est engagée dans une rainure verticale 38 (respectivement 38') d'une pièce 39 (respectivement 39') solidaire du plateau 3 (respectivement 3'). La rotation des excentriques 34 et 34' engendre un va-et-vient horizontal des plateaux 3 et 3'.
En référence à la fig. 4, le cylindre 15 contient un premier piston 40 de forme cylindrique, à travers lequel peut coulisser un second piston 41 coaxialement par rapport au premier. La tige 18 relie le piston intérieur 41 au plateau mobile 3. Le piston 40 est entouré à ses extrémités de deux joints annulaires 42 qui assurent l'étanchéité entre les deux chambres 43 et 44 du cylindre 15.
Lorsqu'un fluide sous pression est amené par un conduit (non représenté) dans la chambre 44, il exerce une poussée sur la surface du piston 40 qui se déplace de gauche à droite (sur la fig. 4) en entraînant le piston intérieur 41 lui-même relié au plateau mobile 3, de telle manière que la pièce à usiner soit éloignée de la surface abrasive.
Lorsqu'un fluide sous pression est amené dans la chambre 43, la poussée qui s'exerce sur les surfaces des pistons 40 et 41 entraîne le plateau mobile par l'intermédiaire de la tige 18 jusqu'à ce que la came 25 s'appuie contre la butée 22.
Le rapport des surfaces des faces planes des pistons 40 et 41 est choisi de telle manière que la poussée exercée par la pression réglable régnant à l'intérieur de la chambre 43, sur la face du piston 41 soit inférieure à celle exercée sur la face du piston 40.
De cette manière, le piston intérieur 41 peut coulisser à l'intérieur du piston 40, et autorise les petits déplacements de la pièce à meuler en fonction de ceux de la came, tout en maintenant la pièce avec une pression prédéterminée contre la surface abrasive.
En référence à la fig. 5, le cylindre 15 contient un piston 50 relié à une tige de piston 18 de section relativement importante par rapport au diamètre du piston 50. Comme précédemment, le piston est entouré de deux joints annulaires 51, qui assurent l'étanchéité entre les chambres 53 et 54 du cylindre 15.
Lorsqu'un fluide sous pression est introduit dans la chambre 54, il exerce une poussée sur la face du piston 50 qui se déplace de gauche à droite (sur la fig. 5).
Lorsqu'un fluide sous pression est injecté à l'intérieur de la chambre 53 par l'intermédiaire du conduit 52, il exerce une poussée sur la surface annulaire 55 de l'une des faces planes du piston 50. Le rapport de la surface annulaire 55 à la surface circulaire 56 est déterminé de telle façon qu'un effet de freinage efficace s'oppose au déplacement du piston lorsqu'un fluide sous pression est injecté dans la chambre 53, et que d'autre part, la poussée exercée sur la surface annulaire 55 soit suffisamment faible pour permettre les petits déplacements de la came et de la pièce à meuler, tout en maintenant cette dernière contre la surface abrasive sous une pression prédéterminée réglable en fonction des pièces à usiner.
En référence à la fig. 6, deux cylindres 60 et 61 sont montés sur une plaque 62 solidaire du plateau mobile 3. Le cylindre 60 de grand diamètre contient un piston (non représenté) à double effet relié à une tige de piston 63. il est également équipé de deux tubes d'amenée de fluide sous pression 64 et 65. Le cylindre 61, de petit diamètre et comportant une seule amenée de fluide sous pression 66, contient un piston (non représenté) dont la tige 67 est rendue solidaire d'une plaque 68 elle-même reliée au chariot mobile 14.
Lorsqu'on injecte le fluide sous pression dans le tube 64, la tige 63 du piston contenu dans le cylindre 60 repousse la plaque 68 vers la droite (sur la fig. 6) de sorte que la came 25 s'éloigne de la butée 22. Lorsqu'on injecte un fluide sous pression simultanément dans les conduits 65 et 66, les tiges de piston 63 et 67 se déplacent simultanément vers la gauche (sur la fig. 6). La tige de piston 63 dont l'extrémité est libre atteint une position dans laquelle il n'est plus en contact avec la plaque 68. Par contre la tige 62, solidaire de la plaque 68, entraîne cette dernière ainsi que le chariot mobile 14 et amène la came 25 en contact avec la butée 22. La pression qui s'exerce sur le piston contenu dans le cylindre de petit diamètre 61, peut être réglée à une valeur suffisamment faible pour permettre les petits déplacements de la came 25 par rapport à la butée 22.
Le rôle du piston contenu dans le cylindre de grand diamètre 60 est double. D'une part il permet d'éloigner la came 25 de la butée 22; d'autre part, il permet de freiner le mouvement du chariot mobile lorsque la came 25 se rapproche de la butée fixe 22.
En référence à la fig. 7, le dispositif permettant de régler la profondeur des passes d'usinage comporte un piston à double effet contenu dans un cylindre 70 et dont la tige 71 porte une came en coin 72. Sous l'action d'un fluide sous pression agissant sur le piston à l'intérieur du cylindre 70, la came en coin 72 peut se déplacer vers la gauche ou vers la droite (sur la fig 7) en roulant sur un cylindre d'appui 73 fixé sur un support 74. La butée 22 est portée par un axe 75 pouvarit se déplacer vers le haut ou vers le bas (sur la fig. 7) à l'intérieur d'un support à billes 76 et sous l'action de la came 72 ou du ressort à boudin 77.
La butée 22 est initialement amenée dans une première position dans laquelle elle est maintenue jusqu'au moment où la came 25 vient s'appuyer contre elle. Dans cette position, la pièce à usiner se trouve en contact avec la surface abrasive. Par l'intermédiaire de la came en coin, la butée 22 est reculée dans une seconde position, l'écart entre lesdites première et seconde positions correspondant à la profondeur des passes d'usinage.
La machine selon l'invention permet de meuler de façon rapide et régulière et avec une grande précision les petites pièces mécaniques. Elle permet de gagner un temps considérable au cours de leur fabrication et de réaliser un grand nombre de pièces identiques sans qu'il soit possible de constater des différences de l'une à l'autre. Par conséquent, il est possible de garantir une grande constance de la qualité des pièces réalisées à un prix de revient moindre.