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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519276A1
Family ID 8087324
Probable Assignee Lajoye Pierre
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF POUR USINER L'ALESAGE D'UN CORPS CREUX CYLINDRIQUE
A PAROI MINCE
EN Title MOUNTING FOR THIN WALLED CYLINDER DURING MACHINING OF boron -
USES REBATED END PLATES TO CENTRE WORK IN RIGID TUBE WITH INFLATABLE
RINGS IN ANNULAR GAP
Abstract
_________________________________________________________________
L'INVENTION CONCERNE L'USINAGE DE LA FACE INTERNE D'UNE PIECE
TUBULAIRE 1.
ON MONTE LA PIECE 1 A L'INTERIEUR D'UN TUBE D'OUTILLAGE 9. L'ENSEMBLE
EST SERRE ENTRE LES MORS 2 D'UN MANDRIN DE TOUR 3. EN GONFLANT LES
CHAMBRES A AIR 14, 15, 16, ETC., ON SUPPRIME LES VIBRATIONS DE LA
PIECE 1 AU FUR ET A MESURE QU'AVANCE L'OUTIL D'USINAGE 5.
APPLICATION: ALESAGE DE CORPS CYLINDRIQUES CREUX 1 A PAROI MINCE.
The self supporting round hollow sleeve (9) is equipped with vibration
absorbers (14-16) and rebated (11,12), end plates (10), to mount a
thin walled cylinder (1) during machining of the boron surface. The
end plates centre the cylinder in the support while the absorbers fit
in the annular interval to provide uniform support. Cantilevering of
the cylinder is avoided and vibration reduced during machining. The
absorbers may take the form of inflatable rings (14-16) massive
elastic packing rings, an arrangement of several smaller elastic
packing rings at relatively close centres, or a continuous spiral
wound packing bead. The support may be in two diametrically connected
halves using grooves in its inside face to locate the packing rings.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention est relative a un dispositif d'outillage d'un
t/- pe nouveau pour permettre d'usiner l'alesage d'un corps
cylindrique creux a paroi mince. L'alesage en question peut etre usine
a l'aide d'un outil de coupe ou rectifie a la meule. L'invention vise
plus particulierement a eliminer les vibrations engendrees par la
coupe a l'outil ou par la rectification a la meule lors de l'alesage
du corps cylindrique creux.
Ce probleme de vibrations est particulierement important lorsqu'on se
propose d'usiner l'alesage d'un corps creux dit "long", c'est-a-dire
par exemple, dont la longueur est superieure au diametre. L'outil
d'alesage ou la meule de rectification, montes sur un porte-outil long
et en porte-afaux, constitue alors avec la paroi mince du corps creux
un ensemble susceptable de vibrer et d'entretenir les vibrations ainsi
creees, lesquelles sont communiquees, soit au corps creux par l'outil,
soit a l'outil de coupe ou de rectification par le corps creux.
On connait un certain nombre de methodes permettant, a l'aide de
masses judicieusement placees ou de dispositifs elastiques ou
amortisseurs incorpores au porte-outtl d'alesage, de reduire ou
d'annuler les vibrations de l'outil de coupe.
La presente invention complete les dispositifs precedents de type
connu, en ceci qu'elle empeche de naitre les vibrations d'un tube
mince, doeio#pue-noe,difflc11ea aleser. Elle empeche egalement ces
vibrations de se communiquer a la barre d'alesage la mieux compensee
ou au portemeule le plus robuste.
Dans un montage connu pour aleser ou rectifier un tube, ce dernier est
saisi par les mors d'un plateau circulaire de tour horizontal ou de
rectifieuse, porte par une poupee fixe. L'autre extremite du tube est
portee par une lunette, generalement a trois touches, qui materialise
dans l'es- pace un cercle autour duquel le tube peut tourner a la
vitesse a laquelle l'entrain le plateau moteur du tour ou de la
rectifieuse.
La presente invention a pour but de perfectionner un tel outillage
connu pour en eliminer les vibrations pendant l'usinage, notamment
lorsqu'on usine un corps cylindrique creux a paroi mince.
Un dispositif selon l'invention, destine a equiper un corps
cylindrique creux pendant qu'on usine son alesage interieur sur une
machine-outil de type connu, est caracterise en ce qu'il comprend un
tube exterieur rigide, a parois robustes et geometriquement stables,
dispose autour du corps cylindrique creux sur lequel on le fixe
rigidement par ses extremites a l'aide de moyens de centrage, tandis
que dans l'espace intermediaire annulaire defini entre ce tube et le
corps cylindrique creux qu'il entoure sont disposes des moyens
elastiques et amortisseurs de vibrations.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens de
centrage sont constitues par deux flasques transversaux comportant des
embrevements concentriques permettant de les adapter de facon amovible
chacun a l'une des extremites de l'ensemble constitue par le tube
d'outillage, exterieur et rigide, et par le corps interieur
cylindrique creux.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens
amortisseurs de vibrations sont constitues par des chambres a air
gonflables ayant chacune une forme sensiblement torique, ces chambres
a air etant disposees chacune dans un plan perpendiculaire a l'axe de
rotation commun au tube d'outillage et au corps cylindrique creux a
usiner.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens
amortisseurs de vibrations sont constitues par au moins un joint
annulaire massif en un materiau elastique et amortisseur tel que du
caoutchouc ou un elastomere de synthese.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, on juxtapose autour
du corps cylindrique creux plusieurs joints elastiques dont chacun a
une forme sensiblement torique et se trouve dispose dans un plan
perpendiculaire a l'axe de rotation du corps cylindrique creux.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens
amortisseurs de vibrations sont constitues par un unique boudin de
caoutchouc ou analogue, a section transversale circulaire ou carree,
qu'on enroule en helice autour du corps cylindrique creux.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, le tube-outillage
exterieur cylindrique est demontable, c'est-a-dire qu'il est forme par
la juxtaposition de deux coquilles hemi-cylindriques raccordees entre
elles suivant un plan de joint diametral.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, au moins une gorge
est usinee en creux sur la paroi cylindrique interieure du
tube-outillage pour recevoir et positionner les moyens amortisseurs de
vibrations.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, les moyens
amortisseurs de vibrations sont positionnes autour du corps
cylindrique creux selon une repartition qui, consideree dans le sens
axial, est irreguliere, de facon a definir un amortissement plus
important au niveau des ventres de vibration.
Suivant une autre caracteristique de l'invention, si les moyens
amortisseurs de vibrations sont constitues par des chambres a air
juxtaposees, chacune de ces chambres a air possede une valve de
gonflage qui la positionne et traverse la paroi du tube-outillage. De
plus, dans ce cas, on peut gonfler a des pressions differentes les
chambres a air successives, de facon a definir le long du corps
cylindrique creux, des zones plus amorties correspondant par exemple
aux ventres de vibration.
Le dessin annexe, donne a titre d'exemple non limitatif, permettra de
mieux comprendre l'tnvention et les avantages qu'elle procure.
Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif selon
l'inven tison ou le moyen amortisseur est constitue par des chambres a
air, ces dernieres etant supposees vides dans la moitie superieure du
dessin, et gonflees dans la mottie inferieure. (vue en dldvation).
Figure 2 est une coupe diametrale partielle montrant un detail du tube
d'outillage dans le cas d'une variante ou les moyens amortisseurs sont
constitues par un joint massif.
Figure 3 est une vue analogue apres montage autour du corps
cylindrique creux a usiner.
Figure 4 est une coupe axiale de l'ensemble du dispositif
correspondant a la variante des figures 2 et 3. (vue par dessus),
Figure 5 est une coupe partielle analogue a celle de la figure 3, mais
pour une autre variante de realisation possible.
Figure 6 est une coupe axiale de l'ensemble dans le cas de la variante
de la figure 5. (vue par dessus). Pigure 7 montre une autre variante
Dans l'exemple Illustre sur la figure 1, on se propose d'aleser sur
une machine-outil, la surface interieure d'un corps cylindrique creux
1 dont la paroi est mince.
La machine-outil utilisee peut etre par exemple,un tour parallele
*c'est#- dire que la piece 1 est fixee entre les mors 2 d'un mandrin 3
qui l'entraf- ne en rotatton autour de l'axe 4, tandis que l'usinage
est effectue par un outil coupant 5 monte a l'extremite d'une#barre
d'alesage 6. Cette derniere avance dans le sens axial comme indique
par la fleche 7. La piece 1 etant montee en porte-a-faux sur le cte du
mandrin 3, son guidage est effectue a la maniere connue par une
lunette fixe 8.
Selon l'invention, on dispose autour de la piece 1, un tube-outillage
9 dimensionne de telle facon qu'on puisse le considerer comme un tube
rigide, a parois robustes et geometriquement stables. Deux flasques
d'extremite 10 sont montes de facon amovibles et fixes par des moyens
connus non represen- tes, d'une part a la piece Interieure 1, d'autre
part au tube d'outillage exterieur 9. La fixation peut s'effectuer par
exemple a l'aide de vis ou d'ecrous.
Chacun des flasques 10 porte des embrevements circulaires tels que il
et 12 pour assurer a la fois le positionnement et le centrage de la
piece 1 par rapport au tube d'outillage 9.
Dans l'espace intermediaire annulaire 13 defini entre la piece 1 et le
tube d'outillage 9, on dispose cOte a cote des chambres a air telles
que 14,15,16. Chacune de ces chambres a air comporte une valve de
gonflage telle que 17 qui traverse le tube d'outillage 9 pour etre
accessible de l'exterieur.
C'est l'ensemble 1,9,10 qui est serre entre les mors 2 du plateau 3,
et guide. par la lunette 8.
Le fonctionnement est le suivant:
Apres montage de l'ensemble 1,9,10,14,15,16 entre les mors 2 du
mandrin 3 et mise en place de la lunette 8, il suffit de gonfler les
chambres a air 14,15,16 avant de commencer l'usinage au moyen de
l'outil 5.
Lorsque les chambres a air sont gonflees, elles se juxtaposent comme
indique sur la moitie inferieure de la figure 1. On exerce alors sur
la piece cylindrique creuse 1 a usiner, une pressIon -radiale dont la
valeur est symetrique de revolution par rapport a l'axe commun 4 des
deux tubes 1,9.
Les chambres a atr gonflees occupent la totalite de1 1espace Interieur
an- annulaire defini entre les elements 1,9,10. Si on les gonfle
toutes a la meme pression, elles prennent la configuration illustree
en bas a gauche sur la figure 1, et elles exercent une pression
radiale uniforme sur la face exterieure de la piece 1. Par contre, on
peut gonfler l'une des cham- bres a air (par exemple la chambre 15) a
une pression superieure a celle des autres, ce qui lui permet
d'exercer a cet endroit sur la piece 1 une contrainte radiale plus
importante. Cet effet peut etre interessant au droit d'un ventre de
vibration de la piece 1.
Dans. la variante des figures 2,3,4, on utilise au contraire un
tubeoutillage 1 qui est fendu suivant son plan diametral 18 (figure 4)
si bien qu'il est constitue par la juxtaposition de deux coquilles
heiicylindn- ques 19 et 20. On obtient donc un tube-outillage
demontable dont les deux moities peuvent etre juxtaposees de part et
d'autre de la piece 1.
Comme illustre sur les figures 2 a 4, les gorges transversales 21 sont
usinees sur la faceinterne 22 de chacune des deux coquilles 19 et 20
constituant le tube-outillage 9. A l'interieur de chaque gorge 21, on
place un joint massif 23 realise en un materiau a la fois elastique et
possedant des caracteristiques propres d'amortissement des vibrations.
Un tel materiau peut etre par exemple du caoutchouc ou un elastomere.
Chaque coquille 19 et 20 est ainsi equipee de joints 23 qui, a l'etat
libre, ont chacux la forme d'un deri-tore (figure 2); chaque joint 23
depasse ainsi vers l'intErieur c1est-#-dlre qu'il fait relief par
rapport a la face interne 22.Lorsqu'on presente face a face les deux
coquilles 19 et 20 ainsi equipees pour les refermer sur la piece
cylindrique I (figure 4) ou on les serre l'une contre l'autre, chacun
des joints 23 vient s ecraser sur l'exterieur de la piece 1 comme
indique sur les figures 3 et 4.
On a represente sur les figures 5 et 6 une autre variante ou les deux
coquilles hemi-cylindriques 19 et 20 comportent une surface interieure
lisse. Dans ce cas, les moyens d'amortissement sont constitues par un
long boudin 24 dont le materiau est analogue a celui des joints 23
precedemment decrits, et on l'enroule en helice autour de la piece 1,
avant de l'enserrer, entre les deux coquilles hemi-cylindriques 19 et
20 que l'on serre l'une contre l'autre. Apres serrage, le boudin 24
s'ecrase comme schematise sur la figure 5 garantissant ainsi le
maintien de la piece 1.
Dans le cas de la figure 6, on a suppose que la machine-outil est une
rectifieuse sont la barre d'usinage 25 porte une meule de
rectification 26. Bien entendu, le boudin 24 peut etre enroule autour
de la piece 1
- soit a spires jointives;
- soit, au contraire, avec un certain pas comme illustre sur la figure
6.
D'une maniere generale, les variantes qui viennent d'etre decrites
permettent de faire varier la densite lineaire longitudinale des
joints 23, boudins 24 ou chambres a air 14,15,16 selon les
caracteristiques vibratoires de la piece 1 et les caracteristiques de
l'usinage a effectuer.
Suivant une autre variante de l'invention (Fig. 7) on prevoit des
cloisons transversales 27 solidaires du tube d'outillage 9, cloisons
dont l'alesage est concentrisue et legerement superieur au diametre
exterieur du corps creux mince 1 a usiner. Ces cloisons 9 separent les
chambres e air successives 14,15,16 etc... ce qui permet de faire
varier de facon plus importante I pression dans chacune d'elles sans
perturber la pression de l'air dans les chambres voisines, ni par
consequent leur forme.
Claims
_________________________________________________________________
'sV#:OICATIONS
1 - Dispositif pour equiper un corps cylindrique creux pendant qu'on
usine son alesage interieur sur une machine-outil de type connu,
caracterise en ce qu'il comprend un tube exterieur rigide a parois
robustes et geometriquement stables, dispose autour du corps
cylindrique creux (1) sur lequel on fixe le rigidement par ses extre-
mites a l'aide de moyens de centrage, tandis que, dans l'espace in
teriediaire annulaire (13) defini entre ce tube (9) et le corps
cylindrique creux (1) qu'il entoure.,. sont disposes des moyens
elastique. et amortisseurs de vibrations.
2 - Dispositif suivant la revendication 1, caracterise en ce que les
moyens de centrage sont constitues par deux flasQGEs trans vernaux
(10) portant chacun des embrevements concentriques (11) et (12)
permettant de les adapter de facon amovible chacun k l'une des
extremites de l'ensemble constitue par le tube d'outillage exterieur
et rigide (9):, et par le corps interieur cylindriqie creux (1).
3 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce que les moyens amortisseurs de
vibrations sont. constitues par des chambres a. air gonflables telle.
que (14), (15),(16), ayant chacune une forme sensiblement torique, ces
chambre. a air etant disposees chacune dans un plan perpendiculaire a
l'axe de rotation (4) commun au tube d'outillage (9) et au corps
cylindrique creux k usiner (1), separees ou non par des cloisons
transversales (27) solidaires du tube d'outillage (9).
4 - Dispositif suivant l'une quelconque des reve dications
precedentes, caracterise en ce que les moyens amortisseurs de
vibratiens sont constitues par au moins un joint annulaire massif
(23), (24), en un materiau elastique et amortisseur tel que du
caoutchouc ou un elastomere de synthese
5 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications
precEdentes, caracterise en ce qu'il comporte, juxtaposes autour corps
cylindrique creux (1), plusieurs joints elastiques (23) dont chacun a
la forme sensiblement torique et se trouve dispose dans un plan
perpendiculaire k l'axe de rotation (4) du corps cylindrique creux
(1)o
6 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications
precedentes, caracterise en ce que les moyens amortisseurs de vibra
tisons sont constitues par un unique boudin (24) de caoutchouc ou ana-
logue, k section transversale circulaire ou carree, enroule en b~-
lice autour du corps cylindrique creux (1).
7 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendications precedentes
t caracterise en ce que le tube-outillage exterieur cylindrique (9)
est demontable, c'est-a-dire qu'il est forme par la juxtaposition d
deux coquilles hemi-cylindriques (19) et (20) rac cordees entre elle.
suivant on plan de Joint diametral (18).
8 - Dispositif suivant l'une quelconque des revendicatiens
precedentes, caracterise en ce qu'il comporte au moine une gor
Se (21) usinee on creux sur la paroi cylindrique interieure du
tubeoutillage (9), pour recevoir et positionner les moyens
amortisseurs de vibrations0
X -Dispositif suivant l'une quelconque des revendica tien.
precedentes, caraoterise en ce que les noyons amortissers de
vibrations sent positionnes autour du corps cylindrique creux (i)
selon une repartition qui, consideree dans le sens axial,est
irreguliere, de facon a definir un amortissement plus important au
niveau des ventres de vibration
10 - Dispositif suivsntl'une quelconque des revendica- tiens
precedente., caracterise en ce que les moyen. amortisseurs etant
constituee par des chambres b air juztaposees telles que (14), (15 t
(16) t chacune de ces chambres a air possede une valve de gonfla- g.
(i7) qui la positionne et traverse la paroi du tube-outillage (9), ni
bien que les chambres a air successives telles que (14), (15), (16)
peuvent etre gonflees a des pressions toutes egales entre dles ou an
contraire differentes les unes des autres, pour amortir davanta- ge
les sones correspondant aux ventres de vibration0
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