Title:
Expansion lapping machine for borings
Kind Code:
B1
Abstract:
Abstract of EP0430817
Machine for the lapping of bores, comprising at least one lapping spindle (1) driven in a rotational movement about its axis and in an oscillating axial translational movement and carrying, at its free end, at least one expansion lapper, the expansion of which is controlled by expansion head (5) mounted on the spindle at a location distant from the lapper, this head comprising, for each lapper, an expansion control motor (9, 9'), the movement of which is transmitted to the lapper by mechanical transmission, characterised in that a displacement sensor (23) is associated with the transmission between the expansion motor (9, 9') and the lapper, to detect the position of an element of said transmission and to transmit it to the expansion control.
Machine for the lapping of bores, comprising at least one lapping spindle (1) driven in a rotational movement about its axis and in an oscillating axial translational movement and carrying, at its free end, at least one expansion lapper, the expansion of which is controlled by expansion head (5) mounted on the spindle at a location distant from the lapper, this head comprising, for each lapper, an expansion control motor (9, 9'), the movement of which is transmitted to the lapper by mechanical transmission, characterised in that a displacement sensor (23) is associated with the transmission between the expansion motor (9, 9') and the lapper, to detect the position of an element of said transmission and to transmit it to the expansion control.
Inventors:
Pineau, Jean-claude (Chemin rural des Roches Marceau, Chailly-en-Bière, F-77960, FR)
Bonachera, Richard (14, rue Charles Pathé, Vincennes, F-94300, FR)
Bonachera, Richard (14, rue Charles Pathé, Vincennes, F-94300, FR)
Application Number:
EP19900403420
Publication Date:
02/02/1994
Filing Date:
11/30/1990
View Patent Images:
Export Citation:
Assignee:
SOCIETE PROCEDES MACHINES SPECIALES S.P.M.S. (18, rue Jean Mermoz Z.A.E. Saint Guenault, Evry Cédex, F-91031, FR)
International Classes:
(IPC1-7): B24B33/06
Foreign References:
| DE2711862A | ||||
| DE2831681A | ||||
| FR2443901A |
Attorney, Agent or Firm:
Casalonga, Axel (BUREAU D.A. CASALONGA - JOSSE Morassistrasse 8, München, 80469, DE)
Claims:
1. Machine for lapping bores by expansion, comprising at least one lapping spindle (1) given a rotational movement about its axis and an oscillatory movement on axial translation, and carrying, at its free end, at least one expansion lap (4, 4') the expansion of which is controlled by an expansion head (5) which is mounted on the spindle at a location remote from the lap, this head comprising, for each lap, a rotary expansion control motor (9, 9') the rotational movement of which is converted, by an irreversible mechanical transmission (10, 11, 13; 10', 11', 13') into an axial translational movement of a rod (18, 18') controlling the expansion of the lap, means being provided to determine the position of an element of the said transmission, characterised in that the said means comprise a linear displacement sensor (23) comprising a rectilinear rule (24) fixed to the casing (12) of the expansion head (5), parallel to the axis of the spindle (1), and a detector (29, 29') connected to the said rod (18, 18') to detect the position of the said rod along the axis of the spindle.
2. Machine according to Claim 1, characterized in that it comprises at least one lapping spindle (1) with two expansion laps (4, 4') which are controlled by a double expansion head (5) with two rotary motors (9, 9'), through the use of two irreversible mechanical transmissions (10, 11, 13; 10', 11', 13') converting the rotational movement of the said motors into axial translational movements of two rods (18, 18') controlling the expansion of the laps, and in that a linear displacement sensor (23) is provided to detect the position of each of the said rods.
3. Machine according to Claim 2, characterized in that the two displacement sensors comprise two detectors (29, 29') each one connected to one of the said rods (18, 18') and interacting with a common rule (24).
4. Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the or each displacement sensor comprises a magnetic detector interacting with a magnetic rule.
2. Machine according to Claim 1, characterized in that it comprises at least one lapping spindle (1) with two expansion laps (4, 4') which are controlled by a double expansion head (5) with two rotary motors (9, 9'), through the use of two irreversible mechanical transmissions (10, 11, 13; 10', 11', 13') converting the rotational movement of the said motors into axial translational movements of two rods (18, 18') controlling the expansion of the laps, and in that a linear displacement sensor (23) is provided to detect the position of each of the said rods.
3. Machine according to Claim 2, characterized in that the two displacement sensors comprise two detectors (29, 29') each one connected to one of the said rods (18, 18') and interacting with a common rule (24).
4. Machine according to any one of the preceding claims, characterized in that the or each displacement sensor comprises a magnetic detector interacting with a magnetic rule.
Description:
La présente invention se rapporte à une machine de rodage par expansion d'alésages de pièces selon le préambule de la revendication 1, voir DE-A-28 31 681.
Sur les machines de rodage par expansion connues de ce type telles qu'elles sont commercialisées entre autres par la demanderesse depuis des années, la broche de rodage porte, à son extrémité libre, au moins un outil d'usinage par abrasif ou rodoir à dont l'expansion en cours d'usinage est commandée par une tête d'expansion montée sur la broche en un endroit éloigné du rodoir. Cette tête comprend, pour chaque rodoir, un moteur de commande d'expansion dont le mouvement est transmis au rodoir par une transmission mécanique.
Sur les machines commercialisées par la demanderesse, un moteur de commande d'expansion monté sur le carter de la tête d'expansion attaque une tige de poussée dite poignard par l'intermédiaire d'un réducteur irréversible comprenant une vis sans fin engrènant avec la denture extérieure d'une bague dont le filetage intérieur est en prise avec une vis dont le mouvement axial, en réponse à la rotation du moteur, provoque un déplacement axial correspondant du poignard, ce qui conduit à une expansion du rodoir. La présence de cette chaîne cinématique entre le moteur de commande d'expansion et le rodoir, chaîne qui peut par ailleurs comprendre encore une transmission souple du type à double cardan, entraîne la formation de jeux mécaniques non contrôlés et non compensés, produisant ainsi une dérive importante entre la gamme d'usinage pratique et la gamme d'usinage théorique. Dans ces conditions, une valeur prévue d'usinage ne pourra être obtenue qu'après une série d'essais tenant compte des jeux et des flexions éventuelles de la chaîne cinématique.
Il a par ailleurs déjà été proposé par le document DE-A-28 31 681 de prévoir, sur la tête d'expansion d'une machine de rodage de ce type, des moyens pour déterminer la position d'un élément de la transmission prévue entre le moteur et la tige. Ces moyens comprennent un curseur solidaire en translation axiale d'une vis commandant le mouvement axial de la tige de poussée, curseur se déplaçant en regard d'un vernier solidaire du carter de la tête d'expansion. Ces moyens de détection de position ne permettent donc pas d'intervenir dans la commande du rodoir, notamment en vue d'améliorer la précision de l'opération de rodage.
La présente invention a pour objet une machine de rodage par expansion d'alésages sur laquelle le rodoir de chaque broche comporte une commande d'expansion éliminant l'ensemble des jeux de manière à permettre l'obtention de tolérances d'usinage très serrées par rapport à la valeur théorique.
L'invention a également pour objet une machine de rodage par expansion d'alésages sur laquelle la commande d'expansion du rodoir est améliorée en précision par des moyens simples, peu coûteux et fiables.
Enfin, l'invention a pour objet une machine de rodage par expansion d'alésages sur laquelle chaque rodoir comporte deux rodoirs à expansion dont l'expansion est commandée par deux moteurs par l'intermédiaire de deux transmissions, ces deux commandes d'expansion comportant des moyens qui, non seulement améliorent la précision de l'expansion des deux rodoirs, donc la précision d'usinage des deux rodoirs, mais encore éliminent tout risque d'interférence entre les commandes d'expansion des deux rodoirs.
La machine de rodage par expansion d'alésages telle que revendiquée comprend au moins une broche de rodage animée d'un mouvement de rotation autour de son axe et d'un mouvement oscillatoire en translation axiale, et portant à son extrémité libre au moins un rodoir à expansion dont l'expansion est commandée par une tête d'expansion montée sur la broche en un endroit éloigné du rodoir. Cette tête comprend pour chaque rodoir un moteur de commande d'expansion rotatif, dont le mouvement de rotation est converti par une transmission mécanique irréversible en un mouvement de translation axiale d'une tige commandant l'expansion du rodoir, des moyens étant prévus pour déterminer la position d'un élément de ladite transmission. Selon l'invention, lesdits moyens comprennent un capteur de déplacement linéaire comprenant une règle rectiligne fixée au carter (12) de la tête d'expansion, parallèlement à l'axe de la broche, et un détecteur relié à ladite tige, pour détecter la position de ladite tige suivant l'axe de la broche.
De préférence, la machine selon l'invention peut comprendre au moins une broche de rodage à deux rodoirs à expansion commandés par une tête d'expansion double à deux moteurs rotatifs par l'intermédiaire de deux transmissions mécaniques irréversibles convertissant le mouvement de rotation desdits moteurs en des mouvements de translation axiale de deux tiges commandant l'expansion des rodoirs. Dans ce cas, un capteur de déplacement linéaire (23) est prévu pour détecter la position de chacune desdites tiges.
Ces deux capteurs évitent une interférence des deux commandes d'expansion (collision éventuelle des deux rodoirs dans le cas où le train de pierres abrasives de l'un des rodoirs s'userait plus vite que le train de pierres abrasives de l'autre rodoir).
Suivant un mode de réalisation préféré, les deux capteurs de déplacement linéaire associés aux deux transmissions commandant les deux rodoirs comprennent deux détecteurs reliés chacun à l'un desdits deux éléments et coopérant avec une règle commune.
Le ou chaque capteur de déplacement utilisé dans le cadre de l'invention peut être un capteur-optoélectronique, capacitif ou, de préférence, un capteur magnétique comprenant un détecteur magnétique coopérant avec une règle munie de repères magnétiques.
En se référant aux dessins annexés, on va décrire ci-après plus en détail un mode de réalisation illustratif et non limitatif d'une broche de rodage à deux rodoirs à expansion d'une machine de rodage d'alésages; sur les dessins:
La broche de rodage 1 selon la figure 1 fait partie d'une machine de rodage par expansion d'alésages de pièces telles que pièces d'automobiles (bielles, pignons, boîtiers de différentiels, etc.) distributeurs hydrauliques et autres éléments mécaniques nécessitant une très grande précision géométrique, machine dont on reconnaît sur la figure 2 la partie 2 servant de support à la broche 1.
La broche 1 animée au cours du rodage d'un mouvement de rotation autour de son axe et d'un mouvement oscillatoire en translation axiale par des moyens non représentés comporte, à son extrémité inférieure, un double rodoir à expansion 3 comprenant deux rodoirs 4, 4' constitués chacun par un train de pièces abrasives. De tels rodoirs à expansion sont bien connus et il n'y a donc pas lieu de décrire la structure plus en détail dans le cadre de la présente invention.
Le mouvement d'expansion des deux rodoirs 4, 4' au cours du rodage est commandé par une double tête d'expansion 5 qui entoure la broche 1 à la partie supérieure et qui est immobilisée en rotation par rapport au support 2 par une tige de guidage 6. La broche 1 reçoit son mouvement de rotation et de translation oscillatoire par un embout d'entraînement 7, ce mouvement étant transmis aux deux rodoirs 3, 4 par une transmission souple 8, par exemple une transmission à double cardan; situé entre la double tête d'expansion 5 et les deux rodoirs 4, 4'.
La tête d'expansion 5 comporte, pour la commande d'expansion des deux rodoirs 3 et 4, deux moteurs de commande d'expansion 9 et 9', par exemple des moteurs électriques pas à pas.
Sur la figure 2, on reconnaît que chacun des deux moteurs de commande d'expansion (seul le moteur 9' est visible) entraîne une vis sans fin 10, 10' qui engrène avec la denture extérieure d'une bague 11, 11' qui est montée en rotation, mais immobilisée en translation axiale dans le carter 12 de la tête 5. Chaque bague 11, 11' comporte un filetage intérieur en prise avec une vis 13, 13' mobile en translation axiale.
Le corps 14 de la broche 1 est monté en rotation à l'intérieur de la double tête 5. Le corps de broche 14 muni d'un cône de raccordement 15 à son extrémité supérieure traverse la tête 5 sous la forme d'un tronçon tubulaire 16 muni, de haut en bas, d'une première paire de fentes transversales traversantes opposées 17 et d'une seconde paire de fentes transversales opposées traversantes 17'.
A l'intérieur du tronçon tubulaire 16 du corps de broche 14 sont disposés concentriquement un premier élément de transmission 18 creux et un second élément de transmission 18' disposé à l'intérieur de l'élément 18. Les deux éléments de transmission 18, 18' qui sont montés mobiles en translation axiale, l'un dans le corps de broche 14 et l'autre dans l'élément de transmission 18.
L'élément de transmission 18 comporte à son extrémité supérieure une tête transversale 20 dont les deux extrémités traversent les fentes 17 du corps de broche 14 et sont montées dans la vis 13, par l'intermédiaire de deux butées 21 et d'un écrou 22, de manière à rendre l'élément 18 solidaire en translation axiale de la vis 13, mais à lui permettre de tourner par rapport à cette dernière.
De façon analogue, l'élément de transmission intérieur 18' comporte, à son extrémité supérieure, une tête transversale 20' dont les extrémités traversent à la fois des fentes transversales traversantes opposées 19 de l'élément de transmission extérieur 18 et les fentes 17' du corps de broche 14 et sont montées dans la vis 13', par l'intermédiaire de deux butées 21' et d'un écrou 22', de manière à rendre l'élément 18' solidaire en translation axiale de la vis 13', mais à lui permettre de tourner par rapport à cette dernière.
Grâce à ce montage, les deux éléments de transmission 18, 18' sont solidaires en rotation du corps de broche 14, mais mobiles en translation axiale par rapport à ce dernier et l'un par rapport à l'autre, leurs positions axiales étant commandées par les deux moteurs de commande d'expansion 9, 9', par l'intermédiaire des transmissions irréversibles comprenant les vis sans fin 10, 10', les bagues 11, 11' et les vis 13, 13'.
La tête d'expansion 5 est équipée d'un double capteur de déplacement illustré par les figures 3 et 4 pour déterminer et permettre de commander avec précision la position axiale des deux éléments de transmission 18, 18' et, par conséquent le degré d'expansion des deux rodoirs 4, 4'.
Le double capteur de déplacement 23 comprend une règle rectiligne 24 de type connu en soi, fixée par ses deux extrémités à l'aide de support 25, 26 au carter 12 de la double tête d'expansion 5, de manière à s'étendre parallèlement à l'axe de la broche 1. Le carter 12 présente deux fentes 27, 27' dont chacune est traversée par une partie 28, 28' servant de support de détecteur et solidaire de l'écrou 22, 22' et servant du support à un détecteur 29, 29' coopérant avec la règle 24. Dans l'exemple représenté, la règle 24 est une règle filiforme et les deux détecteurs 29, 29' entourent la règle 24. De tels capteurs sont vendus dans le commerce par exemple sous forme de capteurs magnétiques de déplacement et de position.
Il convient encore de noter que les détecteurs 30, 30' sont des détecteurs d'initialisation de la commande, tandis que les détecteurs 31, 31' et 32, 32' sont des butées électriques, les détecteurs 31, 31' constituant des butées hautes et les détecteurs 32, 32' des butées basses. Tous les détecteurs 30, 30', 31, 31', 32, 32' prévus sur le carter 12 coopérent avec les supports de capteurs 28, 28'.
Comme déjà mentionné, l'utilisateur d'un double capteur de déplacement 23 sur une double tête de commande d'expansion pour une broche de rodage à double rodoir à expansion permet non seulement de commander avec précision l'expansion de chaque rodoir, en compensant tous les jeux susceptibles de se produire entre les moteurs de commande d'expansion et les rodoirs, mais encore d'empêcher toute interférence entre les deux rodoirs, par exemple une collision des deux rodoirs. Une telle collision pourrait en effet se produire en cas d'usure plus rapide de l'un des deux rodoirs que l'autre, auquel cas la commande d'expansion de l'autre rodoir deviendrait inopérante.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à la détection de position de rodoirs à expansion doubles, mais s'applique également à des rodoirs à expansion simples.