Dispositif pour l'usinage par bande abrasive d'une surface de révolution, notamment pour la superfinition d'une surface cylindrique intérieure

Abstract

 Dispositif pour l'usinage par bande abrasive d'une surface de révolution (1), comprenant un corps de support (4) allongé en forme de barre, monté en porte-à-faux, un organe d'appui (7) monté sur le corps (4) à l'extrémité distale (6) de ce dernier de manière que sa surface d'appui en secteur de cylindre d'axe parallèle à l'axe de révolution de la surface à usiner soit en saillie sur un premier côté (9) du corps (4), et deux tiges de déviation (10) disposées de part et d'autre de l'organe d'appui (7) en porte-à-faux sur le corps (4) à l'extrémité distale de ce dernier de manière à s'écarter du côté opposé (11) de façon oblique en direction de l'extrémité proximale (5) du corps (4), pour faire suivre à la bande abrasive (3) un trajet comprenant deux portions parallèles à l'axe de la surface d'appui, et une portion perpendiculaire à cet axe, passant sur la surface d'appui.

Description

[0001] La présente invention se rapporte à un dispositif pour l'usinage par bande abrasive d'une surface de révolution d'une pièce, notamment pour la superfinition d'une surface cylindrique intérieure par une bande abrasive animée d'un mouvement d'avance pendant l'usinage.

[0002] De façon classique, la superfinition de surfaces cylindriques intérieures sur des pièces s'effectue par rodage.

[0003] Le rodage est un procédé de finition par pierrage qui ne peut être mis en oeuvre que sur des machines lourdes et onéreuses. Les outils (rodoirs) utilisés sur ces machines ne présentent pas de flexibilité en ce sens que chaque rodoir ne peut être utilisé que pour un diamètre déterminé.

[0004] Pour toutes ces raisons, on cherche à l'heure actuelle à usiner les surfaces intérieures de révolution par le procédé dit de "tournage dur" qui donne certes non seulement une bonne précision géométrique, mais également un bon état de surface, mais qui laisse néanmoins subsister à la surface des sillons en hélice qui sont gênants en particulier sur des surfaces de glissement dont ils réduisent le "taux de portance". Ce problème se rencontre par exemple pour les alésages des pignons de boîtes de vitesses.

[0005] Or, la superfinition par bande abrasive permet d'atténuer ces sillons sans modifier la géométrie de la surface et procure par ailleurs un autre résultat intéressant concernant l'augmentation des contraintes de compression en surface et même en profondeur.

[0006] Or, si la superfinition par bande abrasive de surfaces de révolution intérieures de grand diamètre ne pose pas de problèmes particuliers, il n'en est pas de même pour des surfaces de révolution intérieures de faible diamètre, l'accès de ces surfaces étant difficile, voire impossible pour l'application d'une bande abrasive.

[0007] Ainsi, le dispositif d'usinage par bande abrasive suivant la demande de brevet FR-A-2 757 793 donne de très bons résultats en superfinition intérieure, mais, du fait de sa structure, ce dispositif n'est pas utilisable sur des surfaces de révolution de petit diamètre. Le dispositif suivant ce document utilisant une bande abrasive animée d'un mouvement d'avance pendant l'usinage, comprend une plaque de support, un organe d'appui de la bande abrasive contre la surface à usiner, deux poulies de guidage disposées de part et d'autre du galet d'appui, et deux tiges de déviation, tous ces éléments étant montés sur la plaque de support.

[0008] Du fait de cette structure, ce dispositif connu n'est utilisable ni pour des surfaces de révolution de faible diamètre, ni pour des surfaces de révolution profondes.

[0009] La présente invention vise un dispositif d'usinage, notamment de superfinition par bande abrasive, qui puisse être utilisé également pour des surfaces de révolution intérieure de faible diamère et éventuellement de surfaces de révolution profondes.

[0010] Le dispositif, objet de l'invention, pour l'usinage par bande abrasive d'une surface de révolution d'une pièce, notamment pour la superfinition d'une surface cylindrique intérieure par une bande abrasive animée d'un mouvement d'avance pendant l'usinage, comprend un support, un organe d'appui de la bande abrasive contre la surface à usiner, ledit organe étant monté sur ledit support et ayant au moins une surface d'appui en secteur de cylindre d'axe parallèle à l'axe de la surface à usiner, ainsi que des moyens de déviation de la bande abrasive, disposés de part et d'autre de l'organe d'appui pour faire suivre à la bande abrasive un trajet comprenant une première portion parallèle à l'axe de la surface d'appui, une seconde portion perpendiculaire à l'axe de la surface d'appui, passant sur ladite surface d'appui, et une troisième portion parallèle à l'axe de la surface d'appui. Le support présente un corps allongé en forme de barre ayant une extrémité proximale pour son montage en porte-à-faux et une extrémité opposée distale correspondant à l'extrémité libre du corps allongé monté en porte-à-faux. L'organe d'appui est monté sur ledit corps à l'extrémité distale de ce dernier de manière que sa surface d'appui soit en saillie sur un premier côté dudit corps. Les moyens de déviation comprennent deux tiges disposées en porte-à-faux sur ledit corps à l'extrémité distale de ce dernier, de manière à s'écarter de ce dernier sur un second côté opposé audit premier côté, de façon oblique en direction de l'extrémité proximale du corps du support.

[0011] Grâce à cette conformation, le dispositif conforme à l'invention est non seulement très peu encombrant transversalement, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de la surface de révolution à usiner, d'où son aptitude à l'usinage de surfaces intérieures de faible diamètre, mais peut également, selon la longueur du corps allongé en porte-à-faux du support, être utilisé pour l'usinage de surfaces de révolution profondes.

[0012] A titre d'exemple, le dispositif conforme à l'invention convient parfaitement à la superfinition de l'alésage de pignons de boîtes de vitesses.

[0013] De préférence, la bande abrasive, considérée dans le sens de son avance, subit un décalage vers l'extérieur sur l'une des tiges de déviation en passant de la première portion à la seconde portion dudit trajet et un décalage vers l'intérieur sur l'autre tige en passant de la seconde à la troisième portion dudit trajet, les deux tiges divergeant l'une de l'autre.

[0014] Cette disposition assure un guidage optimal de la bande abrasive sur les tiges de déviation.

[0015] Selon les cas, l'organe d'appui de la bande abrasive peut comprendre un rondin monté en position fixe dans un logement cylindrique ménagé dans le corps du support à l'extrémité distale, de manière à déboucher sur ledit premier côté.

[0016] Suivant une variante, l'organe d'appui peut comprendre deux rondins montés en position fixe dans deux logements parallèles espacés ménagés dans le corps du support à l'extrémité distale, de manière à déboucher sur ledit premier côté par un secteur de cylindre correspondant à un arc de moins de 180°, de préférence de moins de 90°, et plus particulièrement de moins de 45°.

[0017] Le ou chaque rondin peut être métallique ou peut être, de préférence, constitué par un élastomère, notamment un élastomère ayant une dureté Shore inférieure à 100.

[0018] Suivant un autre mode de réalisation qui permet de réduire le frottement de la bande abrasive sur l'organe d'appui, ce dernier peut comprendre un galet monté mobile en rotation sur le corps de support, en saillie sur ledit premier côté.

[0019] Dans ce cas également, l'organe d'appui peut, en variante, comprendre deux galets parallèles espacés montés mobiles en rotation sur le corps du support en saillie sur ledit premier côté.

[0020] Les deux tiges de déviation pourraient être en principe réalisées d'une seule pièce avec le corps du support, mais du point de vue fabrication, il est préférable que les tiges soient rapportées sur le corps du support, en étant montées dans deux trous ménagés dans le corps du support à l'extrémité distale de ce dernier. Cependant, selon une variante, les deux tiges de déviation et l'organe d'appui peuvent également être réalisés d'un seule pièce avec une tête rapportée sur le corps du support, cette tête pouvant dans ce cas être moulée, par exemple en un métal ou en une matière plastique telle que le polyuréthane.

[0021] De préférence, la bande abrasive est guidée de manière que les deux brins allant respectivement des deux tiges de déviation vers les deux bobines de bande abrasive (bobine de dévidage de bande neuve, bobine de renvidage de bande usée) se trouvent dans deux plans parallèles. Pour le guidage de ces deux brins, le corps du support peut avantageusement comporter sur ledit second côté au moins une rainure dont les deux flancs parallèles, proches l'un de l'autre, assurent ainsi le guidage de la bande abrasive sur lesdites première et deuxième portions du trajet de la bande.

[0022] Pour améliorer le guidage de la bande abrasive, il peut être avantageux de prévoir, au moins au voisinage de l'extrémité distale du corps du support, un élément rapporté sur ledit corps, sur ledit second côté, de manière à recouvrir ladite rainure.

[0023] En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail plusieurs modes de réalisation illustratifs et non limitatifs d'un dispositif conforme à l'invention; sur les dessins :

• la figure 1 est une vue arrière d'un premier mode de réalisation du dispositif, dans un alésage à usiner;
• la figure 2 est une vue latérale de ce même dispositif;
• la figure 3 est une vue de dessous du dispositif, pris dans le sens de la flèche III de la figure 2;
• les figures 4 à 6 sont des vues selon les figures 1 à 3 d'un autre mode de réalisation;
• les figures 7 à 9 sont des vues correspondantes d'un troisième mode de réalisation; et
• les figures 10 à 12 sont des vues correspondantes d'un quatrième mode de réalisation.

[0024] Le dispositif tel qu'illustré par les figures 1 à 3, est destiné à l'usinage, notamment à la superfinition, d'une surface cylindrique intérieure 1 dans une pièce 2 entraînée en rotation pendant l'usinage, à l'aide d'une bande abrasive 3 qui, de façon connue, est animée d'un mouvement d'avance pendant l'usinage, en étant retirée d'une bobine de réserve ou de dévidage non représentée pour être réenroulée sur une bobine de réception ou de renvidage non représentée.

[0025] Le dispositif comprend un corps de support 4 en forme de barre allongée, fixé en porte-à-faux par son extrémité proximale 5 à un élément non représenté d'une machine, susceptible d'imprimer au support 4 des mouvements suivant deux directions perpendiculaires symbolisées par la flèche H et la flèche V sur la figure 2, le mouvement selon la flèche H étant perpendiculaire à la longueur de la barre 4 et le mouvement selon la flèche V étant parallèle à la longueur de la barre 4.

[0026] La barre 4 porte, à son extrémité distale 6, un organe d'appui 7 constitué par un rondin monté dans un logement cylindrique 8 ménagé dans la barre 4 depuis l'extrémité distale 6, de manière que le logement débouche latéralement sur un côté 9 de la barre 4. Un segment de cylindre de moins de 180° de la surface du rondin 7 dépasse ainsi le côté 9 de la barre 4, constituant une surface d'appui en saillie sur ledit côté, tel que cela apparaît surtout sur la figure 2.

[0027] Ladite surface du rondin 7 sert de surface d'appui de la bande abrasive 3 contre la surface 1 à usiner, la bande 3 passant transversalement sur ladite surface du rondin 7.

[0028] De part et d'autre de la surface d'appui du rondin 7, la barre 4 porte deux tiges de déviation 10 disposées en porte-à-faux sur la barre 4, à l'extrémité distale de cette dernière, de manière à s'écarter sur un second côté 11 opposé au premier côté 9. Tel que cela apparaît sur la figure 2, les tiges 10 s'étendent, par rapport à la longueur de la barre 4, de façon oblique à 45° en direction de l'extrémité proximale 5 de la barre 4.

[0029] Par ailleurs, tel que cela apparaît notamment sur la figure 1, les deux tiges 10 divergent l'une de l'autre depuis l'extrémité distale 6 de la barre 4. Dans l'exemple représenté, chaque tige 10 est inclinée à environ 15° par rapport au plan longitudinal médian de la barre 4.

[0030] La barre 4 comporte par ailleurs, dans son second côté 11, une rainure 12 pour les deux brins de la bande 3 s'étendant depuis les tiges de déviation 10 vers le haut, en direction des deux bobines de bande abrasive.

[0031] Il est à noter que la bande abrasive 3, dont les deux brins sont guidés dans la rainure 12, du côté lisse de la bande 3, par les flancs parallèles de la rainure 12, est déviée par les tiges 10 vers l'extérieur pour passer transversalement sur la surface d'appui du rondin 7. Les tiges 10 disposées à proximité immédiate de la surface d'appui du rondin 7, de part et d'autre de ce dernier, assurent l'immobilisation de la bande abrasive 3 par rapport au rondin 7 dans le sens de la longueur de la barre 4, même sous l'effet des mouvements que la barre 4 effectue dans le sens de la flèche V pendant l'usinage.

[0032] Enfin, on reconnaît sur les figures 1 et 2, qu'un élément 13 est rapporté sur la barre 4, sur le côté 11, de manière à recouvrir la rainure 12 et améliorer le guidage de la bande abrasive 3 dans cette rainure. L'élément 13 se trouve ici à proximité au-dessus de l'extrémité distale 6 de la barre 4.

[0033] Dans le mode de réalisation suivant les figures 4 à 6, on retrouve la même structure générale du dispositif, à cette différence près que le rondin 7 est remplacé par deux rondins 7a, 7b, montés dans deux logements cylindriques parallèles 8a, 8b espacés, ménagés dans la barre 4 de manière à déboucher tous deux sur le côté 9, de sorte que les deux rondins 7a, 7b constituent deux surfaces d'appui en saillie sur le corps 4, pour la bande abrasive 3.

[0034] Les autres éléments sont inchangés par rapport aux figures 1 à 3, et l'encombrement transversal du dispositif est pratiquement le même, ce qui permet d'usiner des surfaces intérieures 1 de diamètres comparables, mais avec deux surfaces d'appui de bande abrasive au lieu d'une seule.

[0035] Dans le mode de réalisation suivant les figures 7 à 9, on retrouve de nouveau la même structure générale du dispositif que sur les figures 1 à 3, à cette différence près que le rondin d'appui fixé dans un logement du corps en forme de barre du support est remplacé ici par un galet 14 monté en rotation autour d'un axe parallèle à la longueur de la barre 4 dans un palier 15 fixé en saillie sur le côté 9 de la barre 4.

[0036] Dans ce mode de réalisation, l'encombrement transversal du dispositif est accrû, ce qui ne permet à ce dispositif d'usiner que des surfaces 1 de diamètre accrû, mais la surface d'appui constituée par le galet 15 monté mobile en rotation réduit le frottement que la bande abrasive 3 subit pendant l'usinage.

[0037] Le mode de réalisation suivant les figures 10 à 12 diffère du mode de réalisation suivant les figures 7 à 9 par le remplacement du galet d'appui 14 par deux galets d'appui 14a montés mobiles en rotation autour d'axes parallèles à la longueur de la barre 4 dans un double palier 15a fixé sur le côté 9 de la barre 4, ce qui procure deux surfaces d'appui de la bande abrasive 3 contre la surface 1 à usiner.

[0038] Il va de soi que les modes de réalisation représentés et décrits n'ont été donnés qu'à titre d'exemples illustratifs et non limitatifs et que de nombreuses modifications et variantes peuvent y être apportées.

[0039] Ainsi, les galets 14, 14a, au lieu d'être cylindriques, pourraient être bombés, ce qui permettrait d'usiner également des surfaces de révolution intérieures concaves.

[0040] La divergence des deux tiges de déviation 10 peut varier en particulier en fonction du diamètre des tiges 10. La divergence des tiges est d'autant plus faible que le diamètre des tiges est réduit, et varie également avec le décalage que la bande abrasive subit sur les tiges 10 entre les portions de bande se trouvant dans la rainure 12 et la portion passant sur l'organe d'appui 7, 7a ou 14, 14a, à savoir dans le sens d'avance de la bande 3, la déviation vers l'extérieur entre la rainure 12 et l'organe d'appui sur la tige 10 située en amont et la déviation vers l'intérieur entre l'organe d'appui et la rainure 12 sur la tige 10 située en aval.

[0041] Pour ce qui est de la surface d'appui de bande abrasive par le rondin 7, il y a lieu de noter que cette surface d'appui définie par la surface en secteur de cylindre du rondin 7 débouchant du corps 4 correspond à un arc qui est de préférence inférieur à 90° et notamment inférieur à 45°.

Revendications

1. Dispositif pour l'usinage d'une surface de révolution d'une pièce, notamment pour la superfinition d'une surface cylindrique intérieure d'une pièce entraînée en rotation autour de l'axe de ladite surface pendant l'usinage, par une bande abrasive animée d'un mouvement d'avance pendant l'usinage en étant retirée d'une bobine de réserve et réenroulée sur une bobine de réception, comprenant un support destiné à être monté sur un élément de machine mobile, un organe d'appui de la bande abrasive contre la surface à usiner, ledit organe étant monté sur ledit support et ayant au moins une surface d'appui en secteur de cylindre d'axe parallèle à l'axe de la surface à usiner, et des moyens de déviation de la bande abrasive, comprenant deux tiges en porte-à-faux disposées de part et d'autre de l'organe d'appui en position oblique à 45° par rapport à l'axe de la surface d'appui pour faire suivre à la bande abrasive un trajet comprenant une première portion parallèle à l'axe de la surface d'appui, entre l'une des bobines et l'une des tiges de déviation, une seconde portion perpendiculaire à l'axe de la surface d'appui, passant sur ladite surface d'appui, entre les deux tiges de déviation, et une troisième portion parallèle à l'axe de la surface d'appui, entre l'autre tige de déviation et l'autre bobine, caractérisé par le fait que le support présente un corps (4) allongé en forme de barre ayant une extrémité proximale (5) pour son montage en porte-à-faux sur l'élément de machine mobile et une extrémité opposée distale (6) correspondant à l'extrémité libre du corps monté en porte-à-faux, que l'organe d'appui (7, 7a, 14, 14a) est monté sur ledit corps à l'extrémité distale de ce dernier de manière que l'axe de sa surface d'appui soit parallèle à la longueur du corps en forme de barre et que ladite surface d'appui soit en saillie sur un premier côté (9) dudit corps, et que les deux tiges de déviation (10) sont disposées en porte-à-faux sur ledit corps à l'extrémité distale de ce dernier de manière à s'écarter de ce dernier, sur un second côté (11) opposé audit premier côté, de façon oblique en direction de l'extrémité proximale (5) du corps du support.

2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la bande abrasive (3), considérée dans le sens d'avance, subit un décalage vers l'extérieur sur l'une des tiges (10) en passant de la première portion à la seconde portion dudit trajet et un décalage vers l'intérieur sur l'autre tige (10) en passant de la seconde à la troisième portion dudit trajet et que lesdites deux tiges (10) divergent l'une de l'autre.

3. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'appui comprend un rondin (7) monté en position fixe dans un logement (8) ménagé dans le corps (4) du support à l'extrémité distale (6) de manière à déboucher sur ledit premier côté (9).

4. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'appui comprend deux rondins (7a) montés en position fixe dans deux logements (8a) parallèles espacés ménagés dans le corps (4) du support à l'extrémité distale (6) de manière à déboucher sur ledit premier côté (9).

5. Dispositif suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que ledit rondin (7, 7a) débouche sur ledit premier côté (9) par un secteur de cylindre correspondant à un arc de moins de 180°, de préférence de moins de 90°, et notamment de moins de 45°.

6. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'appui comprend un galet (14) monté mobile en rotation sur le corps (4) du support en saillie sur ledit premier côté (9).

7. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'organe d'appui comprend deux galets (14a) parallèles espacés montés mobiles en rotation sur le corps (4) du support en saillie sur ledit premier côté (9).

8. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les tiges (10) sont montées dans deux trous ménagés dans le corps (4) du support à l'extrémité distale (6) de ce corps.

9. Dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le corps (8) du support comporte sur ledit second côté (11) au moins une rainure (12) pour le guidage de la bande abrasive (3) sur lesdites première et troisième portions du trajet de la bande.

10. Dispositif suivant la revendication 9, caractérisé par le fait qu'il comprend au moins au voisinage de l'extrémité distale du corps du support un élément (13) rapporté sur le corps, sur ledit second côté (11), de manière à recouvrir ladite rainure (12), pour améliorer la guidage de la bande abrasive (3).

Dessins