La présente invention concerne un dispositif de maintien d'une piéce à rectifier sur une machine selon la méthode centerless. Un tel dispositif est agencé pour entraîner une pièce à rectifier et pour supporter celle-ci par sa surface périphérique, comme c'est le cas par exemple pour un dispositif du type à deux rouleaux et un sabot utilisé dans une machine centerless à rectifier les intérieurs.
Un des dispositifs classiques de ce genre utilisés jusqu'à maintenant comprend un assemblage de deux rouleaux d'entraînement et d'un sabot, qui supporte une piéce à rectifier à la surface périphérique de celle-ci et qui maintient la position radiale de cette pièce, des orifices étant disposés directement en face d'une des surfaces d'extrémité de la pièce à rectifier et un jet d'huile éjecté par ces orifices pressant cette pièce axialement contre une plaque fixe et maintenant ainsi la position axiale de la pièce.
Toutefois, avec cette méthode de pression directe, en particulier dans le cas d'une pièce à rectifier ayant une aire de surface latérale extrêmement petite, comme par exemple une pièce de roulement à billes miniature, la force qui presse cette pièce en direction axiale devient relativement faible de sorte qu'un effet de maintien axial suffisant ne peut pas être obtenu, ce qui pose de nombreux problèmes quant à la précision du meulage de rectification. De plus, cette méthode de pression directe nécessite un agencement d'alimentation hydraulique à haute pression, de 30 à 50 kg cm2.
On connait également un dispositif du type à rouleaux obliques qui utilise deux rouleaux et un sabot. Avec cette méthode. qui fournit une force de maintien axial de la pièce à rectifier par le fait qu'un au moins des deux rouleaux est oblique, chacun des rouleaux n'entre en contact avec la pièce à maintenir qu'en un point, de sorte que, à côté du désavantage consistant en ce que la force d'entrainement de la pièce par les rouleaux est plus faible et s'avère insuffisante pour un meulage fort, on a encore l'inconvénient de devoir ajuster l'inclinaison des rouleaux pour obtenir une force de maintien axial stable.
La pièce qui doit subir un meulage rectificateur de son intérieur n'est, dans ce cas, pas maintenue par référence à son diamètre extérieur, mais par référence à une de ses surfaces d'extrémité, de sorte que si les surfaces d'extrémité de cette pièce n'ont pas un meulage de finition orienté exactement à angle droit avec l'axe de la pièce, l'alésage de cette pièce annulaire est rectifié de coin .
Dans une autre méthode qui fait appel à un dispositif de maintien magnétique, la pièce terminée doit être démagnétisée après le rectifiage, et de plus, les poussières de rectifiage adhérent a la machine du fait du flux magnétique, de sorte que la machine se raye; de plus, il est impossible avec un tel dispositif magnétique de maintenir une pièce à rectifier n'ayant que de très faibles caractéristiques magnétiques, comme c'est le cas, par exemple pour l'acier inoxydable. Par ailleurs, lorsque l'on veut rectifier des pièces ayant un diamètre plus petit que 10 mm, l'aire de contact de la pièce à rectifier avec la surface magnétique devient très petite de sorte qu'il est plus difficile de la maintenir en position correcte et que la précision du rectifiage diminue notablement.
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif de maintien d'une pièce pour un rectifiage centerless, qui soit exempt des défauts susmentionnés, et avec lequel notamment il soit plus facile d'usiner ou de meuler des pièces extrêmement petites avec précision. en effectuant le cas échéant des passes de meulage fortes.
Conformément à l'invention, le dispositif de maintien d'une pièce à rectifier selon la méthode centerless est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour supporter ladite pièce sur sa surface périphérique, des moyens pour entraîner cette pièce, une plaque frontale agencée pour fournir un appui glissant à une extrémité de cette pièce et présentant une ouverture pour laisser passage à une meule, un élément support présentant un alésage et une chambre cylindrique coaxiale à cet alésage, une surface d'embout située à l'autre extrémité de ladite pièce étant parallèle à
la surface d'appui de la plaque frontale, et un rotor d'appui axial
sous pression disposé dans ledit alésage de l'élément support de
manière à pouvoir se mouvoir en rotation avec ladite pièce et à
pouvoir glisser axialement dans ledit alésage, ce rotor étant
pourvu,
du côté opposé à celui qu'il dirige vers ladite pièce, d'une
partie qui s'insére dans ladite chambre cylindrique et qui est
destinée à recevoir une pression de fluide pour la transmission de
laquelle des conduits débouchent dans ladite chambre. des jeux
existant entre les surfaces de coopération glissante du rotor et de la chambre cylindrique étant dimensionnés par rapport auxdits
conduits de manière telle que ledit rotor soit mû axialement avec
un agent fluide adéquat.
La pièce est ainsi maintenue d'une manière stable et ferme, en
position axiale correcte, à l'aide d'une pression exercée axialement
par un agent fluide, tel que de l'huile, de l'air, un mélange d'huile
ou de liquide de refroidissement, cette pression étant transmise à
la pièce à maintenir par l'intermédiaire du rotor. Ce rotor est
donc pressé par pression de fluide ou pression hydraulique contre
la pièce à rectifier qui s'appuie à son autre extrémité contre la
plaque frontale, le rotor se mouvant par ailleurs en rotation avec
cette pièce à rectifier, laquelle se trouve ainsi maintenue de
manière stable et ferme dans la bonne position axiale.
Le jeu (ou
entrefer) entre le rotor et la paroi cylindrique de la chambre est
rendu suffisamment large pour que le fluide hydraulique puisse
s'écouler adéquatement vers l'extérieur tout en maintenant la
pression impartie au rotor à la valeur voulue pour maintenir
correctement et fermement la pièce sans que des perturbations se
produisent durant la rotation du rotor.
Avantageusement, ledit rotor comprend un perçage coaxial
traversant et présente des creusures dans sa surface destinée à
entrer en contact avec la pièce à rectifier, une jauge tampon
coaxiale avec ladite pièce lorsque celle-ci se trouve en position
d'usinage étant prévue de manière à pouvoir se mouvoir axiale
ment à travers ledit perçage du rotor pour contrôler la dimension
de l'alésage rectifié dans ladite pièce.
De cette manière, le dispositif présente l'avantage de permettre
de contrôler le diamètre intérieur de la pièce directement durant
les opérations de rectifiage ou de meulage. Lesdites creusures
permettent au liquide hydraulique qui se trouve dans la chambre
cylindrique de s'échapper dans une plus grande mesure durant le
processus de jaugeage, et ainsi le mouvement axial de la jauge
devient plus doux, la pression agissant sur le rotor étant mainte
nue à une valeur adéquate du fait que ce liquide n'est pas sujet à
un confinement dans le cylindre (sans cette mesure la pression du
liquide dans la chambre cylindrique augmenterait ou diminuerait
en réponse au mouvement axial de la jauge, lequel mouvement
serait lui-même gêné par la présence de ce liquide).
On note par ailleurs que des grains et déchets abrasifs sont
toujours mélangés au liquide déversé hors du dispositif, liquide
qui doit être recollecté afin d'être utilisé à nouveau comme liquide
hydraulique pour exercer la pression voulue sur le rotor. Dans un dispositif utilisant une telle circulation de liquide, il semblerait devoir être nécessaire, et, en l'absence de mesures particulières, il
serait effectivement nécessaire, que l'agencement hydraulique
comprenne un filtre de qualité supérieure, résistant aux hautes
pressions, de texture très fermée, et donc d'un prix élevé, de même
qu'une pompe à haute puissance capable de surmonter l'effet de résistance à l'écoulement exercé par un tel filtre.
Dans une forme d'exécution avantageuse de l'invention, on prévoit donc également des mesures techniques avantageuses concernant cette question, et elle propose d'utiliser un agencement hydraulique comprenant une pompe à basse pression qui délivre le liquide à un filtre peu coûteux, et une pompe à haute pression pour mettre ensuite sous pression le liquide filtré et le délivrer ainsi au dispositif de maintien de la pièce à rectifier avec une pression suffisante et à l'état épuré. Cet agencement hydraulique peut servir également d'agencement de refroidissement.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, des formes d'exé
cution de l'objet de l'invention; dans ce dessin:
la fig. 1 est une vue de côté d'une forme d'exécution dans
laquelle l'assemblage de maintien de la pièce selon la méthode
centerless est monté sur une machine à rectifier les intérieurs,
la fig. 2 est une vue de face du dispositif de la fig. 1.
la fig. 3 est une vue en coupe à travers certains éléments
faisant partie du dispositif selon les fig. 1 et 2,
la fig. 4 est une vue schématique, partiellement en coupe selon
la ligne IV-IV de la fig. 3,
la fig. 5 est une vue en coupe analogue à la fig. 3 illustrant une
autre forme d'exécution, et
la fig. 6 est un schéma d'un agencement hydraulique dont est muni le dispositif en question.
Pour faciliter la compréhension du dispositif qui va être décrit,
il est avantageux de considérer tout d'abord la nomenclature des principaux éléments référencés au dessin. Celle-ci se présente de la manière suivante:
5.. rouleau d'entraînement inférieur
9.. rouleau d'entraînement supérieur
19 pièce à usiner (à rectifier)
21 plaque frontale
22 élément support (plaque support
pour l'agencement sous pression)
25 sabot
27.. ..... ouverture pour pénétration de la meule
28 ....alésage
29 .... rotor d'appui sous pression
30 creusures de dégagement d'huile
31 ........... partie recevant la pression
32. . chambre cylindrique
33 ..... douille de guidage de la jauge
35 . . . . . . . . .
. jauge
En considérant les fig. 1 à 4, qui représentent une première forme d'exécution d'un dispositif de maintien d'une pièce à rectifier selon la méthode centerless, on voit que ce dispositif comprend une base I sur laquelle est monté un bloc 2, un arbre 4, solidaire d'une poulie 3 à une de ses extrémités, étant supportée de manière mobile en rotation dans le bloc 2, l'axe de cet arbre 4 étant parallèle avec l'axe d'une meule de rectifiage 26 qui sera mentionnée plus loin. Un rouleau d'entraînement inférieur 5 est fixé à l'autre extrémité de l'arbre 4, et un arbre 7 de rouleau est supporté parallèlement à l'arbre de rouleau 4 par un bloc 6 placé plus haut que le bloc 2.
Une poulie 8 est fixée à une extrémité de l'arbre 7, tandis qu'un rouleau d'entraînement supérieur 9 est monté à l'autre extrémité de cet arbre en alignement avec le rouleau d'entraînement inférieur 5. Ledit bloc 6 est monté sur une portion d'extrémité d'un bras d'ajustage 10, lui-même supporté de manière ajustable sur un bras basculant 12 monté sur un pivot 11 fixé à une partie en projection 1' de la base 1. Une vis d'ajustage 13, vissée à travers la face frontale du bloc 6, vient buter par sa pointe contre l'extrémité avant du bras 12 pour ajuster la position du rouleau supérieur 9 en fonction des dimensions de la pièce à rectifier.
Un boulon 14 est prévu pour le montage dudit bras d'ajustement 10 sur le bras basculant 12. L'autre extrémité de ce bras 12 est attirée vers le bas par un ressort 15; un suiveur de came 17 est monté à l'extrémité dudit bras 12 connecté au ressort, ce suiveur de came 17 étant maintenu en contact avec une came rotative 18 par l'action du ressort 15.
A l'embouchure inférieure 20' d'une coulisse 20 d'alimentation en pièces à rectifier, se trouve disposé un chemin de guidage 23 pour ces pièces, ce chemin étant formé horizontalement entre une plaque frontale 21 faisant partie du dispositif de maintien des pièces et une plaque support 22 qui sera décrite plus loin. Une extrémité de ce chemin de guidage 23 est ouverte sur la position de rectifiage a , entre les rouleaux inférieur et supérieur 5 et 9.
Une plaque poussoir de chargement 24 transporte les pièces à rectifier 19 depuis l'embouchure inférieure 20' jusqu'à la position de rectifiage a , cette plaque étant insérée de manière coulissante dans le chemin de guidage 23 et se déplaçant d'une manière synchronisée avec le mouvement que le rouleau supérieur 9 effectue sous la commande de la came 18.
On voit par ailleurs qu'un sabot 25, en contact avec la périphérie de la pièce à usiner 19 et faisant partie des éléments spécifiquement destinés au maintien de cette pièce, se trouve placé à l'endroit de rectifiage a juste en dessous de la sortie du chemin de guidage 23.
Les fig. 3 et 4 montrent la construction détaillée des éléments de maintien de la pièce à rectifier, éléments qui caractérisent la construction particulière ci-décrite. Une ouverture 27 pour le passage d'une meule 26 est formée dans la plaque frontale 21 juste en face de la position de rectifiage a de la pièce 19; les parties de la pièce 21 situées au bord de l'ouverture 27 et qui se trouvent en contact avec la pièce 19 présentent un fini résistant à l'usure.
L'élément support 22 pour l'agencement de pression présente un alésage 28 formé en correspondance avec ladite ouverture 27 de la plaque frontale 21, l'axe de l'alésage 28 coïncidant avec l'axe de l'ouverture 27. Une partie cylindrique 29' d'un rotor d'appui sous pression 29 est insérée dans ledit alésage 28 de manière à s'y trouver montée de manière rotative et coulissante en direction axiale. Ce rotor est supporté dans l'alésage à la manière d'un palier lisse, et l'on voit que des creusures 30 destinées à l'évacua- tion de l'huile sont formées dans la surface frontale du rotor 29 destinée à entrer en contact avec la pièce à usiner et à s'y appuyer sous pression.
Par ailleurs, une partie 31 en rebord est formée à l'extrémité de la surface périphérique du rotor 29 opposée à sa surface d'appui contre la pièce 19, cette partie 31 étant destinée à recevoir la pression de commande du mouvement axial du rotor et se situant dans une chambre cylindrique 32 ménagée dans l'élément support pour l'agencement sous pression 22. Un espace de jeu d1 subsiste entre la paroi cylindrique de la chambre 32 et la surface périphérique du rebord 31 du rotor 29; ce jeu (ou entrefer) commande le passage de l'huile qui peut s'échapper par là de la chambre 32 à travers un conduit d'échappement. Cette chambre 32 est fermée, du fait de sa configuration particulière, par une douille de guidage de jauge 33 et un bloc 34.
On voit par ailleurs qu'une jauge tampon 35 est montée de manière coulissante et rotative dans un perçage central 33' de la douille de guidage 33, ce qui rend possible un jaugeage direct de la dimension intérieure de la pièce à rectifier 19, ladite jauge 35 étant constituée pour venir s'insérer dans l'alésage rectifié de la pièce 19 à travers la portion cylindrique 29' du rotor d'appui sous pression 29.
Une partie avancée et amincie 33" de la douille de guidage de jauge 33 vient se situer dans la partie cylindrique 29' du rotor 29, un espace (ou jeu, ou entrefer) d2 de commande du passage de l'huile se trouvant ménagé entre l'extrémité 33" de la douille de guidage et une surface intérieure cylindrique du rotor 29; cet espace d2 est plus large que l'espace dl précédemment mentionné entre la périphérie du rebord 31 du rotor et la surface du membre support d'agencement sous pression 22. Des canaux d'entrée et de sortie d'huile 36 et 37 sont ménagés dans le membre support 22 et le bloc 34. Le canal 36 est connecté à un chemin de passage de l'huile 38 formé de manière annulaire à la périphérie de la douille de guidage de jauge 33, et ce chemin 38 est connecté à la chambre cylindrique 32 par un conduit d'alimentation d'huile 39 passant dans ladite douille.
Le canal de sortie d'huile 37 est quant à lui connecté à la chambre cylindrique 32 par un conduit C.
Comme le montre la fig. 4, ledit membre support de l'agence- ment sous pression 22 présente une partie 22' en gradin, c'est-àdire que, sur la partie située à droite de l'axe central vertical L perpendiculaire à l'axe de la pièce à rectifier en position de rectifiage a , ce membre 22 s'avance plus loin que sur la partie située à gauche de cet axe. Ainsi, lorsque le rotor 29 se retire, sa surface frontale dépasse encore la surface de la partie gauche de la plaque support 22 tandis qu'elle se trouve déjà en retrait de la surface de la partie droite de ce membre 22.
Sur la fig. 1, on voit encore en 40 les coulisses de décharge pour les pièces 19 terminées.
La relation de dimension concernant les espaces dl et d2 qui commande l'échappement d'huile lorsque le rotor avance, le conduit d'alimentation 39 et le conduit d'alimentation C connecté audit canal de sortie 37 par lequel la pression arrive lorsque le rotor se retire, de même que le conduit de décharge d'huile b ouvrant ladite chambre cylindrique 32 vers l'extérieur, est déterminée de manière appropriée de sorte que les mouvements dudit rotor d'appui axial sous pression sont effectués rapidement.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant: une pièce à rectifier 19, introduite par la coulisse 20, est transférée à la position de rectifiage (ou de meulage) a entre les rouleaux d'entraînement inférieur et supérieur 5 et 9 à l'aide de la lame poussoir de chargement 24, comme cela est représenté à la fig. 1.
Lorsque la pièce est dans la position de rectifiage, le rouleau supérieur 9 s'abaisse, du fait d'une rotation de la came 18, pour venir s'engager avec pression contre la périphérie de la pièce à rectifier, de sorte que cette pièce 19 est maintenue fermement en trois points, par le rouleau d'entraînement 5, le rouleau d'entraînement 9 et le sabot 25.
Dans ces conditions, si chacun des rouleaux est mû en rotation, en direction anti-horaire, par l'action d'un moteur, la pièce à rectifier 19 va se mouvoir en rotation en direction horaire et elle va venir s'appuyer en même temps contre le sabot 25. Lorsque de l'huile sous pression est amené dans la chambre annulaire 32, par l'entrée d'huile 36, l'espace annulaire 38 et le conduit d'alimentation d'huile 39, la pression hydrostatique engendrée par l'huile sous pression dans la chambre cylindrique 32 est appliquée à la partie de réception de pression 31 du rotor 29, ce qui meut celwci vers l'avant et presse sa surface avant contre la pièce à rectifier 19 qui subit ainsi une forte poussée axiale et est pressée contre la plaque frontale 21. Cette pièce à rectifier 19 est ainsi maintenue et positionnée de manière correcte.
En synchronisme avec l'établissement de ce positionnement ferme, la meule 26 est insérée à travers l'ouverture 27 de la plaque frontale 21 pour venir rectifier par meulage la surface intérieure de la pièce à rectifier 19.
L'huile sous pression conduite depuis le canal d'entrée 36 jusque dans la chambre 32 fournit une force de pression axiale au rotor 29, et en même temps une partie de cette huile sous pression est conduite, en tant que liquide de refroidissement et de lubrification du meulage, jusqu'à la pièce 19 depuis la chambre 32 à travers l'espace d2; par ailleurs, l'huile sous pression est déchargée à travers le canal de sortie 36, et également à travers le conduit de décharge b en passant par l'espace de jeu dl.
Lorsque le rotor 29 est pressé en direction de la pièce à rectifier, de l'huile sous pression pénètre également, en tant que lubrifiant, dans la partie formant palier pour le rotor 29, de sorte que la rotation de ce rotor à la même vitesse que la pièce à rectifier peut s'effectuer de manière douce.
Lorsqu'un meulage particulier spécifié a été accompli sur la pièce à rectifier, la jauge 35 est déplacée vers l'avant, la partie de jaugeage 35' étant insérée dans l'alésage rectifié de la pièce 19 pour effectuer un contrôle direct de dimension. A ce moment, l'alésage rectifié de la pièce 19 est obturé par ladite jauge, mais des creusures de passage d'huile 30 sont prévues dans la surface d'extrémité du rotor 29 de telle sorte que l'huile confinée dans la chambre cylindrique peut se décharger par ces creusures de passage d'huile et ne vient pas influencer le jaugeage direct de la pièce rectifiée.
Lorsque cette pièce a été meulée (ou rectifiée) à la dimension voulue, l'alimentation d'huile sous pression est stoppée dans le canal d'entrée 36, de l'huile sous pression étant en revanche amenée par le canal 37 dans la chambre 32. De ce fait, le rotor se retire et sa surface d'extrémité se sépare de la pièce à rectifier.
Simultanément, le rouleau d'entraînement supérieur 9 s'éloigne de la périphérie de la pièce à rectifier, et une nouvelle pièce à rectifier 19 est amenée dans la position de rectifiage a entre les deux rouleaux, par l'action de la plaque poussoir 24 qui la fait avancer depuis le bas de la coulisse 20. La mise en place de la nouvelle pièce à rectifier chasse la pièce terminée qui se trouve poussée dans la coulisse de décharge 40 par la nouvelle pièce mise en place. Les opérations susmentionnées se répètent cycliquement et les pièces à rectifier sont meulées (rectifiées) et contrôlées comme ayant la dimension voulue, d'une manière automatique et continue.
La fig. 5 représente une forme d'exécution dans laquelle le maintien en place correct de la pièce à rectifier n'est pas fait par le rotor d'appui sous pression 29 en prenant pour référence la surface d'extrémité de la pièce à rectifier, mais est fait en prenant comme référence la surface périphérique de la pièce à rectifier, par l'intermédiaire de rouleaux d'entraînement inférieur et supérieur 5' et 9' qui ont chacun une largeur suffisamment grande pour assurer ce rôle de référence. Avec ce dernier procédé, un meulage de rectifiage interne précis, de même qu'un meulage fort peut être effectué sur des pièces à rectifier d'une certaine longueur, même si aucune des surfaces terminales des pièces à rectifier ne présentent un état de fini rectifié.
La fig. 6 représente le schéma de l'agencement hydraulique dont est muni le dispositif précédemment défini en liaison avec les fig. 1 à 4 (de même que la variante selon la fig. 5). On voit en 41 la machine à rectifier sur laquelle le dispositif de maintien de la pièce à rectifier est monté, et en 47 un réservoir d'huile pour l'huile qui a été utilisée en tant que liquide hydraulique pour appliquer la pression au rotor et en tant que lubrifiant et liquide de refroidissement
Le réservoir 47 est muni d'un séparateur de débris magnétique 48, et l'huile est aspirée hors de ce réservoir par une pompe à basse pression 49, afin d'être conduite à un filtre 50. Ce dernier consiste en un genre de filtre à papier fermé et peu coûteux. La sortie de ce filtre 50 est connectée, à travers une vanne A, à une pompe à haute pression 51 qui élève la pression de l'huile, par exemple jusqu'à 10 kg/cm2.
La sortie de cette pompe à haute pression 51 est connectée, par un ensemble comprenant une vanne de commande directionnelle 52 et des vannes de commande d'écoulement 53a et 53b, auxdits canaux d'entrée et de sortie 36 et 37 du dispositif. La conduite d'huile entre ladite pompe à haute pression 51 et ladite vanne de commande directionnelle 52 est encore équipée d'une vanne de sécurité (ou de décharge en cas de surpression) 55, de même que d'une jauge de pression 56.
Une fois qu'elle a été utilisée en tant qu'agent de pression hydraulique, lubrifiant, ou liquide de refroidissement, l'huile s'écoule à nouveau dans le réservoir 47 à travers le séparateur 48 et est à nouveau envoyée au filtre 50 par la pompe à basse pression 49. De ce fait, tous les grains abrasifs et autres déchets résiduels susceptibles de se trouver dans l'huile sont retirés de celle-ci par le filtre fermé. L'huile filtrée est ensuite aspirée et sa pression est à nouveau élevée jusqu'à la valeur appropriée par la pompe à haute pression 51.
Comme le filtre 50 est placé entre la pompe à basse pression 49 et la pompe à haute pression 51, la pression différentielle entre l'entrée et la sortie de ce filtre est suffisamment faible pour qu'il soit possible d'utiliser un filtre peu coûteux du type filtre à papier.
La durée de vie du filtre est donc prolongée et de plus, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à un boîtier de filtre d'une grande solidité, résistant aux hautes pressions.
Dans la situation représentée à la fig. 6, la vanne de commande directionnelle 52 conduit l'huile sous pression au canal d'entrée 36 par l'intermédiaire de la vanne de commande d'écoulement 53a. L'huile qui, en quelque sorte, déborde du dispositif d'action hydraulique parvient à la pièce à rectifier où elle agit, comme précédemment indiqué, comme lubrifiant et liquide de refroidissement; ensuite, cette huile revient au réser voir 47. L'huile qui ressort du canal de sortie 37 retourne également, par l'intermédiaire de la vanne 53b et de la vanne 52, jusque dans le réservoir 47 (la ligne de retour entre la vanne 52 et le réservoir 47 n'a toutefois pas été dessinée sur la fig. 6).
Dans les formes d'exécution décrites, le dispositif de maintien de la pièce à rectifier est du type à deux rouleaux et un sabot, mais il est clair que l'on pourrait utiliser aussi, pour maintenir en place la pièce à rectifier par sa périphérie et pour mouvoir celle-ci en rotation, un autre agencement d'entraînement, par exemple l'agencement déjà connu qui comporte trois rouleaux.
En utilisant le dispositif particulier ci-décrit, dans lequel un rotor d'appui axial sous pression est monté de manière rotative et coulissante dans un membre support, la pièce à rectifier est soumise à une force axiale de maintien fournie par ledit rotor, de sorte que la construction du dispositif est simple et que son coût est faible en comparaison avec les dispositifs utilisant la méthode classique de paliérage hydrostatique.
Il est d'autre part possible, avec le dispositif décrit, de rectifier ou de meuler des pièces ne présentant qu'une petite surface d'extrémité, et, par ailleurs, l'agencement fournissant la pression de fluide utilisée pour faire avancer et reculer le rotor d'appui axial sous pression n'a pas besoin d'être un agencement à très haute pression, puisque la pression requise peut n'être que de l'ordre de 10 kg/cm2; ainsi, le liquide de lubrification ou de refroidissement pour le meulage peut être utilisé comme fluide hydraulique, le lubrifiant (ou l'agent refroidisseur) et le fluide hydraulique peuvent donc constituer un seul fluide commun.
Il faut également noter, en ce qui concerne le jaugeage direct par la méthode de la jauge tampon automatique, que les creusures de passage de l'huile ménagées dans la surface du rotor entrant en contact avec la pièce à rectifier permettent d'éviter que, lorsque le jaugeage direct est effectué, l'opération de jaugeage soit gênée par le fluide sous pression.
Pour autant que la pression hydrostatique appliquée au rotor d'appui sous pression ait une valeur appropriée, il est possible de meuler (rectifier) des pièces non seulement selon la méthode avec laquelle les surfaces d'extrémité de la pièce à rectifier sont utilisées comme référence, mais également selon la méthode avec laquelle on utilise la périphérie de la pièce à rectifier comme référence.
Ainsi, un rectifiage d'intérieur précis peut être effectué même si les deux surfaces d'extrémité de la pièce présentent un état de fini laissant à désirer; il est également possible d'effectuer un meulage fort (rencontrant une grande résistance, avec une grande profondeur de passe), ou de meuler des pièces à rectifier plus longues, par élargissement des deux rouleaux et renforcement de l'action de friction contre la pièce à rectifier pour entraîner celle-ci en rotation.
Par ailleurs, dans le dispositif décrit, étant donné que des valeurs bien spécifiées sont données aux rapports des aires d'étranglement des conduits par lesquels le fluide peut gagner et quitter la chambre cylindrique dans laquelle se trouve la portion du rotor destinée à recevoir la pression de fluide, il est possible de mouvoir rapidement le rotor vers l'arrière; et, comme une portion en gradin est formée dans la plaque support pour l'agencement sous pression, le chargement et le déchargement de pièces à rectifier peuvent être réalisé d'une manière sûre, ce qui constitue également un avantage appréciable.
The present invention relates to a device for holding a workpiece to be ground on a machine using the centerless method. Such a device is arranged to drive a part to be ground and to support the latter by its peripheral surface, as is the case for example for a device of the type with two rollers and a shoe used in a centerless machine for grinding the interiors. .
One of the conventional devices of this kind used until now comprises an assembly of two drive rollers and a shoe, which supports a workpiece to be ground at the peripheral surface thereof and which maintains the radial position of this piece. , orifices being arranged directly in front of one of the end surfaces of the part to be ground and a jet of oil ejected through these orifices pressing this part axially against a fixed plate and thus maintaining the axial position of the part.
However, with this direct pressing method, especially in the case of a workpiece having an extremely small side surface area, such as for example a miniature ball bearing part, the force which presses this part in the axial direction becomes relatively small so that a sufficient axial holding effect cannot be obtained, which causes many problems in the precision of grinding grinding. In addition, this direct pressure method requires a high pressure hydraulic supply arrangement, 30-50 kg cm2.
A device of the oblique roller type is also known which uses two rollers and a shoe. With this method. which provides an axial holding force of the workpiece to be ground by the fact that at least of the two rollers is oblique, each of the rollers only comes into contact with the workpiece to be held at one point, so that, at Apart from the disadvantage consisting in that the driving force of the workpiece by the rollers is lower and proves to be insufficient for a strong grinding, there is still the disadvantage of having to adjust the inclination of the rollers to obtain a force of stable axial support.
The part which must undergo a rectifying grinding of its interior is, in this case, not held by reference to its external diameter, but by reference to one of its end surfaces, so that if the end surfaces of this part do not have a finish grinding oriented exactly at right angles to the axis of the part, the bore of this annular part is corner ground.
In another method which uses a magnetic holding device, the finished part must be demagnetized after grinding, and in addition, the grinding dust adheres to the machine due to the magnetic flux, so that the machine is scratched; moreover, it is impossible with such a magnetic device to hold a part to be ground having only very weak magnetic characteristics, as is the case, for example for stainless steel. On the other hand, when it is desired to grind workpieces having a diameter smaller than 10 mm, the contact area of the workpiece with the magnetic surface becomes very small so that it is more difficult to hold it in position. correct and the precision of grinding decreases significantly.
The object of the present invention is to provide a device for holding a part for centerless grinding, which is free from the aforementioned defects, and with which in particular it is easier to machine or grind extremely small parts with precision. by carrying out strong grinding passes if necessary.
According to the invention, the device for holding a part to be ground according to the centerless method is characterized in that it comprises means for supporting said part on its peripheral surface, means for driving this part, a front plate arranged to provide a sliding support at one end of this part and having an opening to allow passage of a grinding wheel, a support element having a bore and a cylindrical chamber coaxial with this bore, a tip surface located at the other end of said part being parallel to
the bearing surface of the front plate, and an axial bearing rotor
under pressure disposed in said bore of the support member of
so as to be able to move in rotation with said part and to
be able to slide axially in said bore, this rotor being
provided,
on the side opposite to that which it directs towards said room, with a
part which fits into said cylindrical chamber and which is
intended to receive a fluid pressure for the transmission of
which ducts open into said chamber. games
existing between the sliding cooperation surfaces of the rotor and of the cylindrical chamber being dimensioned with respect to said
conducted in such a way that said rotor is moved axially with
a suitable fluid agent.
The part is thus held in a stable and firm manner,
correct axial position, using axial pressure
by a fluid agent, such as oil, air, an oil mixture
or coolant, this pressure being transmitted to
the part to be held by means of the rotor. This rotor is
therefore pressed by fluid pressure or hydraulic pressure against
the part to be ground which rests at its other end against the
faceplate, the rotor moving moreover in rotation with
this part to be rectified, which is thus maintained
stable and firm manner in the correct axial position.
The game (or
air gap) between the rotor and the cylindrical wall of the chamber is
made wide enough for the hydraulic fluid to
flow adequately to the outside while maintaining the
pressure imparted to the rotor at the desired value to maintain
correctly and firmly the workpiece without disturbances
produced during the rotation of the rotor.
Advantageously, said rotor comprises a coaxial bore
crossing and has recesses in its surface intended to
come into contact with the part to be ground, a buffer gauge
coaxial with said part when the latter is in position
machining being planned so that it can move axially
ment through said rotor bore to check the dimension
of the rectified bore in said part.
In this way, the device has the advantage of allowing
to control the inside diameter of the part directly during
grinding or grinding operations. Said hollows
allow the hydraulic fluid that is in the chamber
cylindrical to escape to a greater extent during
gauging process, and thus the axial movement of the gauge
becomes softer, the pressure acting on the rotor being
naked to an adequate value since this liquid is not subject to
confinement in the cylinder (without this measurement the pressure of the
liquid in the cylindrical chamber would increase or decrease
in response to the axial movement of the gauge, which movement
itself would be bothered by the presence of this liquid).
We also note that abrasive grains and waste are
always mixed with the liquid spilled out of the device, liquid
which must be collected again in order to be used again as a liquid
hydraulic to exert the desired pressure on the rotor. In a device using such a circulation of liquid, it would seem to be necessary, and, in the absence of special measures, it
would indeed be necessary, that the hydraulic arrangement
includes a premium filter, resistant to high
pressures, very closed in texture, and therefore of a high price, likewise
than a high power pump capable of overcoming the effect of resistance to flow exerted by such a filter.
In an advantageous embodiment of the invention, therefore, advantageous technical measures are also provided concerning this question, and it proposes to use a hydraulic arrangement comprising a low pressure pump which delivers the liquid to an inexpensive filter, and a high-pressure pump to then pressurize the filtered liquid and thus deliver it to the device for holding the part to be ground with sufficient pressure and in the purified state. This hydraulic arrangement can also serve as a cooling arrangement.
The accompanying drawing illustrates, by way of example, forms of exe
cution of the object of the invention; in this drawing:
fig. 1 is a side view of an embodiment in
which the holding assembly of the part according to the method
centerless is mounted on an interior grinding machine,
fig. 2 is a front view of the device of FIG. 1.
fig. 3 is a sectional view through some elements
forming part of the device according to FIGS. 1 and 2,
fig. 4 is a schematic view, partially in section according to
line IV-IV of fig. 3,
fig. 5 is a sectional view similar to FIG. 3 illustrating a
other embodiment, and
fig. 6 is a diagram of a hydraulic arrangement with which the device in question is provided.
To facilitate understanding of the device which will be described,
it is advantageous to first consider the nomenclature of the main elements referenced in the drawing. It looks like this:
5 .. lower feed roller
9 .. upper feed roller
19 workpiece (to be ground)
21 faceplate
22 support element (support plate
for pressurized arrangement)
25 hoof
27 .. ..... opening for grinding wheel penetration
28 .... bore
29 .... pressurized support rotor
30 oil release holes
31 .............. part receiving pressure
32.. cylindrical chamber
33 ..... gauge guide bush
35. . . . . . . . .
. gauge
Considering fig. 1 to 4, which represent a first embodiment of a device for holding a part to be ground according to the centerless method, it can be seen that this device comprises a base I on which is mounted a block 2, a shaft 4, integral with a pulley 3 at one of its ends, being supported in a movable manner in rotation in the block 2, the axis of this shaft 4 being parallel with the axis of a grinding wheel 26 which will be mentioned later. A lower drive roller 5 is attached to the other end of the shaft 4, and a roller shaft 7 is supported parallel to the roller shaft 4 by a block 6 placed higher than the block 2.
A pulley 8 is fixed to one end of the shaft 7, while an upper drive roller 9 is mounted at the other end of this shaft in alignment with the lower drive roller 5. Said block 6 is mounted. on an end portion of an adjustment arm 10, itself supported in an adjustable manner on a rocking arm 12 mounted on a pivot 11 fixed to a projecting part 1 'of the base 1. An adjustment screw 13, screwed through the front face of the block 6, abuts by its point against the front end of the arm 12 to adjust the position of the upper roller 9 according to the dimensions of the part to be ground.
A bolt 14 is provided for mounting said adjustment arm 10 on the rocking arm 12. The other end of this arm 12 is drawn downwards by a spring 15; a cam follower 17 is mounted at the end of said arm 12 connected to the spring, this cam follower 17 being maintained in contact with a rotary cam 18 by the action of the spring 15.
At the lower mouth 20 'of a slide 20 for supplying parts to be ground, there is disposed a guide path 23 for these parts, this path being formed horizontally between a front plate 21 forming part of the device for holding the parts. and a support plate 22 which will be described later. One end of this guide path 23 is open in the grinding position a, between the lower and upper rollers 5 and 9.
A loading push plate 24 conveys the workpieces 19 from the lower mouth 20 'to the grinding position a, this plate being slidably inserted in the guide path 23 and moving in a synchronized manner with it. the movement that the upper roller 9 performs under the control of the cam 18.
It can also be seen that a shoe 25, in contact with the periphery of the workpiece 19 and forming part of the elements specifically intended for holding this workpiece, is placed at the grinding location a just below the outlet. guide path 23.
Figs. 3 and 4 show the detailed construction of the retaining elements of the workpiece to be ground, elements which characterize the particular construction described above. An opening 27 for the passage of a grinding wheel 26 is formed in the face plate 21 just opposite the grinding position a of the workpiece 19; the parts of the part 21 located at the edge of the opening 27 and which are in contact with the part 19 have a wear resistant finish.
The support member 22 for the pressure arrangement has a bore 28 formed in correspondence with said opening 27 of the face plate 21, the axis of the bore 28 coinciding with the axis of the opening 27. A cylindrical part 29 'of a pressure bearing rotor 29 is inserted in said bore 28 so as to be mounted therein rotatably and slidably in the axial direction. This rotor is supported in the bore in the manner of a plain bearing, and it can be seen that recesses 30 for the discharge of oil are formed in the front surface of the rotor 29 for entry. contact with the workpiece and press against it.
Furthermore, a rim portion 31 is formed at the end of the peripheral surface of the rotor 29 opposite its bearing surface against the part 19, this part 31 being intended to receive the pressure controlling the axial movement of the rotor and located in a cylindrical chamber 32 formed in the support member for the pressurized arrangement 22. A clearance space d1 remains between the cylindrical wall of the chamber 32 and the peripheral surface of the flange 31 of the rotor 29; this clearance (or air gap) controls the passage of the oil which can escape thereby from the chamber 32 through an exhaust duct. This chamber 32 is closed, due to its particular configuration, by a gauge guide sleeve 33 and a block 34.
It can also be seen that a buffer gauge 35 is slidably and rotatably mounted in a central bore 33 'of the guide sleeve 33, which makes it possible to directly gauge the internal dimension of the part 19 to be ground, said gauge 35 being formed to fit into the rectified bore of the part 19 through the cylindrical portion 29 'of the pressure bearing rotor 29.
An advanced and thinned portion 33 "of the gauge guide sleeve 33 is located in the cylindrical portion 29 'of the rotor 29, a space (or clearance, or air gap) d2 for controlling the passage of the oil being provided between the end 33 "of the guide sleeve and a cylindrical inner surface of the rotor 29; this space d2 is wider than the space d1 previously mentioned between the periphery of the rim 31 of the rotor and the surface of the pressurized arrangement support member 22. Oil inlet and outlet channels 36 and 37 are provided. in the support member 22 and the block 34. The channel 36 is connected to an oil passage 38 formed annularly at the periphery of the gauge guide sleeve 33, and this path 38 is connected to the chamber cylindrical 32 via an oil supply duct 39 passing through said sleeve.
The oil outlet channel 37 is for its part connected to the cylindrical chamber 32 by a duct C.
As shown in fig. 4, said support member of the pressurized arrangement 22 has a stepped part 22 ', that is to say that, on the part situated to the right of the vertical central axis L perpendicular to the axis of the part to be rectified in the grinding position a, this member 22 advances further than on the part situated to the left of this axis. Thus, when the rotor 29 is withdrawn, its front surface still exceeds the surface of the left part of the support plate 22 while it is already set back from the surface of the right part of this member 22.
In fig. 1, we can still see at 40 the discharge slides for the finished parts 19.
The dimension relation concerning the spaces d1 and d2 which controls the oil escape as the rotor advances, the supply duct 39 and the supply duct C connected to said outlet channel 37 through which pressure arrives when the rotor withdraws, as well as the oil discharge duct b opening said cylindrical chamber 32 outwardly, is suitably determined so that the movements of said axial bearing rotor under pressure are effected rapidly.
The operation of the device is as follows: a workpiece 19, introduced by the slide 20, is transferred to the grinding (or grinding) position a between the lower and upper drive rollers 5 and 9 using the loading pusher blade 24, as shown in FIG. 1.
When the part is in the grinding position, the upper roller 9 is lowered, due to a rotation of the cam 18, to come to engage with pressure against the periphery of the part to be ground, so that this part 19 is held firmly at three points, by the drive roller 5, the drive roller 9 and the shoe 25.
Under these conditions, if each of the rollers is rotated, in an anti-clockwise direction, by the action of a motor, the part to be ground 19 will move in rotation in the clockwise direction and it will come to rest at the same time. time against the shoe 25. When pressurized oil is brought into the annular chamber 32, through the oil inlet 36, the annular space 38 and the oil supply duct 39, the hydrostatic pressure generated by the pressurized oil in the cylindrical chamber 32 is applied to the pressure receiving part 31 of the rotor 29, which moves it forward and presses its front surface against the workpiece 19 which thus undergoes a strong thrust axial and is pressed against the front plate 21. This piece to be ground 19 is thus maintained and positioned correctly.
In synchronism with the establishment of this firm positioning, the grinding wheel 26 is inserted through the opening 27 of the face plate 21 to come to rectify by grinding the inner surface of the workpiece 19.
The pressurized oil conducted from the inlet channel 36 into the chamber 32 provides an axial compressive force to the rotor 29, and at the same time a part of this pressurized oil is conducted, as coolant and coolant. lubrication of the grinding, up to the part 19 from the chamber 32 through the space d2; on the other hand, the pressurized oil is discharged through the outlet channel 36, and also through the discharge pipe b passing through the clearance space d1.
When the rotor 29 is pressed towards the workpiece, pressurized oil also penetrates, as lubricant, into the bearing portion for the rotor 29, so that the rotation of this rotor at the same speed that the part to be ground can be done smoothly.
When a particular specified grinding has been accomplished on the workpiece, the gauge 35 is moved forward, the gauging portion 35 'being inserted into the ground bore of the workpiece 19 to perform a direct sizing check. At this moment, the ground bore of the part 19 is closed by said gauge, but oil passage recesses 30 are provided in the end surface of the rotor 29 so that the oil confined in the cylindrical chamber can discharge through these oil passage hollows and does not influence the direct gauging of the ground part.
When this part has been ground (or rectified) to the desired size, the supply of pressurized oil is stopped in the inlet channel 36, the pressurized oil being on the other hand brought through the channel 37 into the chamber. 32. As a result, the rotor retracts and its end surface separates from the workpiece.
Simultaneously, the upper drive roller 9 moves away from the periphery of the workpiece, and a new workpiece 19 is brought into the grinding position a between the two rollers, by the action of the pusher plate 24. which causes it to advance from the bottom of the slide 20. The introduction of the new part to be rectified drives the finished part which is pushed into the discharge slide 40 by the new part in place. The aforementioned operations are repeated cyclically and the parts to be ground are ground (ground) and checked as having the desired size in an automatic and continuous manner.
Fig. 5 shows an embodiment in which the correct holding in place of the part to be ground is not effected by the pressure bearing rotor 29 taking as reference the end surface of the part to be ground, but is done by taking the peripheral surface of the part to be ground as a reference, by means of lower and upper drive rollers 5 'and 9' which each have a sufficiently large width to fulfill this role of reference. With the latter process, precise internal grinding as well as hard grinding can be performed on parts to be ground of a certain length, even if none of the end surfaces of the parts to be ground have a ground finish condition. .
Fig. 6 represents the diagram of the hydraulic arrangement with which the device defined above is provided in conjunction with FIGS. 1 to 4 (as well as the variant according to fig. 5). 41 shows the grinding machine on which the workpiece holder is mounted, and 47 an oil reservoir for oil which has been used as hydraulic fluid to apply pressure to the rotor and as lubricant and coolant
The reservoir 47 is provided with a magnetic debris separator 48, and the oil is sucked out of this reservoir by a low pressure pump 49, in order to be led to a filter 50. The latter consists of a kind of filter. closed and inexpensive paper. The output of this filter 50 is connected, through a valve A, to a high pressure pump 51 which raises the pressure of the oil, for example up to 10 kg / cm2.
The output of this high pressure pump 51 is connected, by an assembly comprising a directional control valve 52 and flow control valves 53a and 53b, to said inlet and outlet channels 36 and 37 of the device. The oil line between said high pressure pump 51 and said directional control valve 52 is further equipped with a safety valve (or relief valve in the event of overpressure) 55, as well as a pressure gauge 56.
Once it has been used as a hydraulic pressure agent, lubricant, or coolant, the oil flows back into reservoir 47 through separator 48 and is again sent to filter 50 through the low-pressure pump 49. As a result, all abrasive grains and other residual waste likely to be in the oil are removed therefrom by the closed filter. The filtered oil is then sucked in and its pressure is again raised to the appropriate value by the high pressure pump 51.
As the filter 50 is placed between the low pressure pump 49 and the high pressure pump 51, the differential pressure between the inlet and the outlet of this filter is sufficiently low that it is possible to use an inexpensive filter. of the paper filter type.
The life of the filter is therefore extended and in addition, it is not necessary to resort to a filter housing of great strength, resistant to high pressures.
In the situation shown in FIG. 6, the directional control valve 52 conducts pressurized oil to the inlet channel 36 through the flow control valve 53a. The oil which, in a way, overflows from the hydraulic action device, reaches the part to be ground where it acts, as previously indicated, as lubricant and coolant; then, this oil returns to the reservoir see 47. The oil which comes out of the outlet channel 37 also returns, via the valve 53b and the valve 52, to the reservoir 47 (the return line between the valve 52 and the reservoir 47, however, has not been drawn in Fig. 6).
In the embodiments described, the device for holding the workpiece to be ground is of the type with two rollers and a shoe, but it is clear that one could also use, to hold the part to be ground in place by its periphery. and to move the latter in rotation, another drive arrangement, for example the already known arrangement which comprises three rollers.
Using the particular device described above, in which a pressurized axial bearing rotor is rotatably and slidably mounted in a support member, the workpiece is subjected to an axial holding force provided by said rotor, so that the construction of the device is simple and that its cost is low in comparison with the devices using the conventional hydrostatic bearing method.
It is on the other hand possible, with the device described, to rectify or grind parts having only a small end surface, and, moreover, the arrangement providing the fluid pressure used for advancing and retreating. the pressurized axial bearing rotor does not need to be a very high pressure arrangement, since the pressure required may be only of the order of 10 kg / cm2; thus, the lubricating or cooling liquid for grinding can be used as the hydraulic fluid, the lubricant (or the cooling agent) and the hydraulic fluid can therefore constitute a single common fluid.
It should also be noted, with regard to direct gauging by the automatic buffer gauge method, that the oil passage recesses in the surface of the rotor coming into contact with the part to be ground make it possible to prevent, when direct gauging is carried out, the gauging operation is hampered by the pressurized fluid.
As long as the hydrostatic pressure applied to the pressurized back-up rotor has an appropriate value, it is possible to grind (grind) parts not only according to the method in which the end surfaces of the part to be ground are used as a reference , but also according to the method with which the periphery of the part to be ground is used as a reference.
Thus, precise interior grinding can be performed even if both end surfaces of the part have a poor finish condition; it is also possible to perform a strong grinding (encountering great resistance, with a great depth of cut), or to grind longer pieces to be ground, by widening the two rollers and strengthening the friction action against the piece to be rectified to drive it in rotation.
Furthermore, in the device described, given that well-specified values are given to the ratios of the areas of constriction of the ducts through which the fluid can reach and leave the cylindrical chamber in which the portion of the rotor intended to receive the pressure is located. of fluid, it is possible to quickly move the rotor backwards; and, since a stepped portion is formed in the support plate for the arrangement under pressure, the loading and unloading of workpieces can be performed in a safe manner, which is also an appreciable advantage.