FR2479063A1 - METHOD FOR SHAPING CAM TREES BY PRECISION CORRECTION - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION A POUR OBJET UN PROCEDE DE FACONNAGE DES CAMES 1 D'UN ARBRE A CAMES 2 TENU ENTRE POINTES DANS UN SUPPORT 3. DES MEULES DE PREFINISSAGE 4 ET DES MEULES DE FINISSAGE 5 SONT DISPOSEES EN ALTERNANCE SUIVANT DEUX RANGEES DE PART ET D'AUTRE DE L'ARBRE A CAMES 2. TOUT FLECHISSEMENT DE CE DERNIER SOUS L'ACTION DES MEULES 4, 5 EST COMPENSE. APPLICATION AU FACONNAGE D'ARBRES A CAMES DE MOTEURS DE VEHICULES AUTOMOBILES.THE SUBJECT OF THE INVENTION IS A PROCESS FOR SHAPING THE CAMS 1 OF A CAMSHAFT 2 HELD BETWEEN POINTS IN A SUPPORT 3. PREFINISHING WHEELS 4 AND FINISHING WHEELS 5 ARE ALSO ARRANGED FOLLOWING TWO ROWS ON EACH AND D 'OTHER OF THE CAMSHAFT 2. ANY DANGER OF THE LATTER UNDER THE ACTION OF WHEELS 4, 5 IS COMPENSATED. APPLICATION TO THE SHAPING OF CAMSHAFTS OF MOTORS OF MOTOR VEHICLES.
Description
L'invention concerne un procédé de façonnage les cames rectifiées d'unThe invention relates to a method for shaping the rectified cams of a
arbre à cames, en particulier d'un arbre à cames de moteur de véhicule automobile, dans le dispositif de fixation d'arbres à cames d'une machine de finissage, un préfinissage de toutes les cames étant effectué tout d'abord avec des meules de préfinissage disnosées le long de l'arbre à cames, suivi d'un finissage de toutes les cames avec des meules de finissage disposées le long de l'arbre à cames, les meules de préfinissage et les meules de finissage se situant pratiquement dans un mne flan d'usinage. De ce fait, le façonnage- est une camshaft, in particular of a camshaft of a motor vehicle engine, in the camshaft fixing device of a finishing machine, a pre-finishing of all the cams being carried out first with grinding wheels pre-finishing lines arranged along the camshaft, followed by finishing all the cams with finishing wheels arranged along the camshaft, the pre-finishing wheels and the finishing wheels being substantially in a position a machining blank. As a result, shaping is a
opération d'usinage en deux étapes. machining operation in two steps.
On entend par rectification une opération d'usinage Rectification means a machining operation
effectuée avant le préfinissage sous la forme d'une rectifi- pre-finishing in the form of a rectification
cation des contours avec des outils ou des meules le plus souvent tournantes, les cames d'un arbre à cames étant le plus souvent rectifiées successivement. En général, plusieurs dispositi,àrectifier fonctionnent alors sur une machine équipée pour le façonnage suivant le procédé précité. Le préfinissage est effectué avec des outils en céramique qui permettent d'atteindre un état de surface caractérisé par des aspérités d'environ 0,2 y; le contouring with tools or grinding wheels most often rotating, the cams of a camshaft being usually rectified successively. In general, several dispositi, to rectifier then operate on a machine equipped for shaping according to the above method. Prefinishing is performed with ceramic tools that achieve a surface condition characterized by asperities of about 0.2 y; the
finissage est effectué, lui aussi, avec des outils en céra- finishing is also carried out with ceramic tools.
mique et les aspérités sont abaissées à environ 0,1 li Il va de soi que, lors du préfinissage ainsi que lors du finissage, l'arbre à cames tourne et est animé, le cas échéant, d'un mouvement oscillant complémentaire dans le sens axial. En général, le dispositif de fixation des arbres à cames est un dispositif de fixation entre As a matter of course, during pre-finishing as well as during finishing, the camshaft rotates and is driven, if necessary, by a complementary oscillating movement in the direction axial. In general, the camshaft fixing device is a fastening device between
pointes.tips.
Dans le cadre 'des mesures connues(par la pratique), les meules de préfinissage d'abord, puis les meules de finissage sont amenées dans la position d'usinage et appliquées contre les cames de l'arbre à cames à usiner. Même s'il s'agit de machines équipées pour ce procédé et construites avec une extrême précision, la précision d'usinage atteinte en ce qui concerne le contour des cames ainsi que l'état de surface demande encore à être améliorée, du moins lorsqu'il s'agit d'arbres à cames destinés à tourner à grande vitesse. Cela s'applique notamment aux flancs d'entrée des cames que l'on appelle rampes. Jusqu'ici., In the context of known measurements (in practice), the prefinishing wheels first and then the finishing wheels are brought into the machining position and applied against the cams of the camshaft to be machined. Even if they are machines equipped for this process and built with extreme precision, the machining accuracy achieved with regard to the cam contour and the surface condition still needs to be improved, at least when these are camshafts intended to rotate at high speed. This applies in particular to the inlet flanks of the cams, which are called ramps. Date.,
ces défauts ont été acceptés comme étant inévitables. these defects have been accepted as unavoidable.
La présente invention a pour but de perfectionner un procédé du genre précité de telle façon que les arbres à cames usinés présentent des quant caractéristiques sensiblement meilleures/à la précision It is an object of the present invention to improve a method of the above kind so that machined camshafts have substantially better quality / accuracy
du contour des cames ainsi qu'à leur état de surface. cam contour and surface condition.
Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que les meules de préfinissage aussi bien que les meules de finissage sont tout d'abord conformées par application contre les cames à usiner, qu'ensuite le préfinissage, puis le finissage sont effectués, dans le même dispositif de fixation et avec le même serrage de l'arbre à cames, respectivement avec des meules de came, préfinissage et des meules de finissage qui, de cameen/' présentent un décalage circonférentiel d'environ 1800, et que, lors du préfinissage aussi bien que lors du finissage, tout fléchissement de l'arbre à camer est compensé dans une large mesure par la force According to the invention, this object is achieved by the fact that the prefinishing grinding wheels as well as the grinding wheels are firstly shaped by application against the cams to be machined, then the prefinishing and finishing are carried out, in the same fixing device and with the same tightening of the camshaft, respectively with cam wheels, pre-finishing and finishing wheels which, camen / 'have a circumferential offset of about 1800, and that, when prefinishing as well as during finishing, any deflection of the tree to be cambered is largely offset by the force
d'application des meules de préfinissage et de finissage. application of prefinishing and finishing wheels.
Selon un mode de réalisation préféré, on travaille de telle façon que l'application temporaire des meules de préfinissage et celle des meules de finissage qui précèdent le préfinissage et le finissage sont effectuées simultanément. Un mode de réalisation de l'invention qui conduit à de très bons résultats et qui permet des temps de cycle réduits est caractérisé par le fait que, lors du préfinissage, les meules de préfinissage aussi bien que les meules de finissage sont appliquées contre les cames à usiner et qu'ensuite seules les meules de According to a preferred embodiment, it is worked in such a way that the temporary application of the prefinishing wheels and that of the finishing wheels which precede the prefinishing and the finishing are carried out simultaneously. An embodiment of the invention which leads to very good results and which allows reduced cycle times is characterized in that, during pre-finishing, the prefinishing wheels as well as the finishing wheels are applied against the cams to be machined and then only the wheels of
préfinissage sont dégagées pour l'opération de finissage. prefinishing are released for the finishing operation.
L'invention prend tout d'abord en compte le fait négligé Jusqu'ici que, pour les arbres à cames rectifiés devant être finis de la manière décrite, les tolérances particulières sont imposées, qui dépendent The invention firstly takes into account the neglected fact so far that, for rectified camshafts to be finished in the manner described, the particular tolerances are imposed, which depend on
de l'usinage initial, en particulier de la rectificatiorn. of the initial machining, in particular the rectificatiorn.
En effet, les surfaces circonférentielles des cames à usiner sont en quelque sorte coniques, à savoir qu'elles c présentent le plus souvent, pour toutes les cames d'un arbre à cames, une conicité de même sens, mais de degré différent d'une came à l'autre. En outre, le sens de Indeed, the circumferential surfaces of the cams to be machined are in a sense conical, namely that they most often present, for all the cams of a camshaft, a conicity of the same direction, but of a different degree of one cam to another. In addition, the meaning of
la conicité varie souvent d'un arbre à cames à l'autre. conicity often varies from one camshaft to another.
Il en est ainsien particulier, lorsque les arbres à cames It is so particular, when the camshafts
sont rectifiés sur des machines à rectifier différentes. are ground on different grinding machines.
Jusqu'ici, on a négligé ou accepté ces défauts de conicité. Par ailleurs, l'invention se fonde sur une constatation qui ne fait pas partie de l'état de la technique, selon laquelle un arbre à cames à usiner subit, dans la mise en oeuvre des mesures connues décrites ci-dessus, une flexion lors du préfinissage aussi bien que lors du finissage. Cela est dû au fait que les meules de préfinissage et les meules de finissage sont toutes disposées d'un seul côté et que l'arbre à cames est exposé, en quelque sorte comme une poutre reposant sur deux supports, aux forces appliquése en des points répartis sur la longueur de l'arbre à cames. Selon l'invention, cette flexion est compensée grâce au mode décrit de préfinissage et de finissage, tout en aboutissant par ailleurs au résultat surprenant d'une réduction considérable des So far, these conical defects have been neglected or accepted. Furthermore, the invention is based on a finding that is not part of the state of the art, according to which a camshaft to be machined undergoes, in the implementation of the known measures described above, bending during prefinishing as well as during finishing. This is because the prefinishing wheels and the finishing wheels are all arranged on one side and the camshaft is exposed, in a way like a beam resting on two supports, to the forces applied at points distributed over the length of the camshaft. According to the invention, this flexion is compensated by the described mode of prefinishing and finishing, while also leading to the surprising result of a considerable reduction of
défauts de conicité.taper defects.
L'amélioration obtenue est très importante et se situe dans la plage de 50 à 75%. Elle est indépendante The improvement obtained is very important and is in the range of 50 to 75%. She is independent
du sens du défaut de conicité de l'arbre à cames à usiner. the direction of the conical defect of the camshaft to be machined.
La description qui va suivre, en regard des The following description, with regard to
dessins annexés à titre d'exemple non limitatif, d'une machine permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention, permettra de bien Comprendre comment l'invention The accompanying drawings, by way of non-limiting example, of a machine making it possible to implement the method according to the invention, will make it possible to understand well how the invention
peut 9tre mise en pratique.can be put into practice.
La figure 1 représente schématiqueainten plan un arbre à cames tenu dans le dispositif de fixation d'une telle machine équipée d'outils de préfinissage et d'outils FIG. 1 is a schematic diagram of a camshaft held in the fixing device of such a machine equipped with pre-finishing tools and tools.
de finissage.finishing.
La figure 2 représente, à plus grande échelle, Figure 2 represents, on a larger scale,
un détail de l'objet de la figure 1. a detail of the object of Figure 1.
La figure 3 montre, en coupe suivant la ligne A-A Figure 3 shows, in section along the line A-A
de la figure 1, la structure de la machine. of Figure 1, the structure of the machine.
La machine représentée partiellement sur les figures est destinée au façonnage en deux étapes des cames rectifiées 1 d'arbres à cames 2. Il peut s'agir, en The machine partially shown in the figures is intended for the two-stage shaping of the camshaft 1 camshaft 2 rectified cams.
particulier, d'arbres à cames 2 de véhicules automobiles. particular, of camshafts 2 of motor vehicles.
Le façonnage comprend ---------------------------------- The shaping includes ----------------------------------
une opération de préfinissage suivie d'une opération a pre-finishing operation followed by an operation
de finissage.finishing.
Une telle machine se compose essentiellement d'un dispostif de fixation 3 recevant les arbres à cames (poupée porte-pièce), de meules de préfinissage 4 disposées le long du dispositif-de fixation 3 et associées aux cames 1 à usiner et de meules de finissage 5 disposées également le long du dispositif de fixation 3 et associées, Such a machine consists essentially of a fastening device 3 receiving the camshafts (workhead doll), prefinishing wheels 4 arranged along the fixing device 3 and associated with the cams 1 to be machined and grinding wheels. finishing 5 also arranged along the fixing device 3 and associated,
elles aussi, aux cames 1 à usiner.they too, to the cams 1 to be machined.
La figure 1 représente un arbre à cames 2 à usiner. Celui-ci comporte, en plus des cames 1, des portées de paliers 6. Il va de soi que les portées 6 sont elles aussi usinées, ce qui peut être réalisé sans difficulté à l'aidre d'outils supplémentaires que comporte la machine décrite. Pour permettre de les distinguer, les meules de préfinissage 4 sont représentées avec des hachures obliques simples et les meules de finissage 5 Figure 1 shows a camshaft 2 to be machined. This comprises, in addition to the cams 1, bearings bearings 6. It goes without saying that the spans 6 are also machined, which can be achieved without difficulty the aid of additional tools that includes the machine described . To distinguish them, the prefinishing wheels 4 are represented with simple oblique hatching and the finishing wheels 5
avec des hachures croisées.with crossed hatching.
Il ressort tout d'abord de la figure 3 que les meules de préfinissage 4 ainsi que les meules de finissage sont montées sur des bras porte-outils 7 doubles, disposés de part et d'autre du dispositif de fixation 3 des arbres à cames. Comme il ressort d'un examen comparé des figures 1 et 3, ces bras porte-outils 7 sont disposés en rangées face à face. Ils peuvent pivoter autour d'axes parallèles à l'axe 9 du dispositif de fixation 3 sous l'action d'organes de commande 8, pneumatiques ou hydrauliques dans le présent exemple. Les organes de It appears first of all in FIG. 3 that the prefinishing wheels 4 and the finishing wheels are mounted on double toolbars 7, arranged on both sides of the fixing device 3 of the camshafts. As is apparent from a comparison of Figures 1 and 3, these tool arms 7 are arranged in rows facing each other. They can pivot about axes parallel to the axis 9 of the fixing device 3 under the action of control members 8, pneumatic or hydraulic in the present example. The organs of
commande 8 déterminent, en liaison avec l'effet démulti- command 8 determine, in connection with the demultizing effect
plicateur des bras 7, la force ou la pression d'application plier of arms 7, force or application pressure
des outils 4,5.tools 4.5.
On remarque sur la figure 1 que, de chaque coté GU dispositif de fixation 3, les meules de préfinissage 4 d'une part et les meules de finissage 5 d'autre part sont disposées en alternance, de telle façon qu'au niveau de chaque came 1 une meule de préfinissage 4 et une meule de finissage 5 se font face. La figure 1 montre la situation de fonctionnement d'une machine selon l'invention o les meules de préfinissage 4 se trouventen position de travail, tandis que les meules de finissage 5 se trouvent pour aini dire en positon d'attente. Inversement, les meules de finissage 5 peuvent Utre amenées en position de travail et les meules de préfinissage 4 peuvent 9tre ramenées en position d'attente. Mais il est également possible de faire It will be noted in FIG. 1 that, on each side GU fixing device 3, the prefinishing wheels 4 on the one hand and the finishing wheels 5 on the other hand are arranged alternately, so that at the level of each cam 1 a prefinishing wheel 4 and a finishing wheel 5 face each other. FIG. 1 shows the operating situation of a machine according to the invention where the prefinishing wheels 4 are in the working position, while the finishing wheels 5 are, for all that, in the waiting position. Conversely, the finishing wheels 5 can be brought into the working position and the prefinishing wheels 4 can be returned to the waiting position. But it is also possible to do
travailler des deux types d'outils 4,5 en même temps. work both types of tools 4,5 at the same time.
En but cas, la disposition est choisie de telle façon que, lors du préfinissage aussi bien que lors du finissage, tout fléchimement de l'arbre à cames 2 à usiner causé par la force d'application des organes de commande 8 et par conséquent des outils 4,5 eux-mêmes est compensé dans In this case, the arrangement is chosen in such a way that, during pre-finishing as well as during finishing, any bending of the camshaft 2 to be machined caused by the force of application of the control members 8 and consequently 4.5 tools themselves is compensated in
une large mesure.a large extent.
Dans le présent exemple et selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la meule de préfinissage 4 et la meule de finissage 5 correspondant à chaque came 1 se font face avee un décalage circonférentel d'environ 180 . Par ailleurs, les meules de finissage 5 et les meules de préfinissage 4 se situent toutes dans un même plan. Les organes de commande 8 des meule de préfinissage 4 d'une part et les organes de commande 8 des meules de finissage 5 d'autre part peuvent être réglés indépendamment les uns des autres. Ce réglage peut In the present example and according to a preferred embodiment of the invention, the prefinishing wheel 4 and the finishing wheel 5 corresponding to each cam 1 face a circumferential offset of about 180. Moreover, the finishing wheels 5 and the prefinishing wheels 4 are all in the same plane. The control members 8 of the prefinishing wheel 4 on the one hand and the control members 8 of the finishing wheels 5 on the other hand can be set independently of each other. This setting can
également être différent d'un bras porte-outil 7 à l'autre. also be different from one tool arm 7 to another.
Les arbres à cames 2 à usiner peuvent 8tre affectés d'un défaut de conicité des cames 1, comme cela est indiqué sur la figure 2, montrant d'une manière exagérée que les surfaces circonférentelles 11 à usiner des cames 1 s'étendent en quelque sorte coniquement par The camshafts 2 to be machined may be affected by a conical defect of the cams 1, as shown in FIG. 2, showing in an exaggerated manner that the circumferential surfaces 11 to be machined by the cams 1 extend in some way. so conically by
rapport à l'axe 9 de l'arbre à cames 2. relative to the axis 9 of the camshaft 2.
La machine décrite permet, comme on le voit, la mise en oeuvre d'un nouveau procédé de finissage des cames 1 - seulement rectifiées - d'un arbre à cames 2, c'est-à-dire que les meules de préfinissage 4 aussi bien que les meules de finissage 5 peuvent être conformées par application temporaire contre l'arbre à cames 2 à usiner, ces applications pouvant ête effectuées simultanément ou succesivement et ne provoquant en aucun The machine described allows, as we see, the implementation of a new process for finishing cams 1 - only rectified - of a camshaft 2, that is to say that the prefinishing wheels 4 also although the finishing wheels 5 may be formed by temporary application against the camshaft 2 to be machined, these applications being able to be carried out simultaneously or successively and not causing any
cas un fléchissement de l'arbre à cames 2 à usiner. case a deflection of the camshaft 2 to be machined.
Ensuite, on effectue tout d'abord le préfinissage, puis le finissage dans le même dispositif de fixation 3 et avec le même serrage de l'arbre à cames 2. Ces opérations sont effectuées respectivement avec les meules de préfinissage 4 et avec les meules de finissage 5, qui sont décalées d'environ 180 d'une came 1 à l'autre. Lors du préfinissage aussi bien que lors du flnissage, tout fléchissement de l'arbre à cames 2 est compensé dans une large mesure par la force d'application des outils 4,5. En même temps, Then, first of all, the prefinishing is carried out, then finishing in the same fixing device 3 and with the same tightening of the camshaft 2. These operations are carried out respectively with the prefinishing wheels 4 and with the grinding wheels. finishing 5, which are shifted by about 180 from one cam 1 to the other. During prefinishing as well as during bending, any deflection of the camshaft 2 is compensated to a large extent by the application force of the tools 4,5. At the same time,
le défaut de conicité est réduit. the conical defect is reduced.
a,at,
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