FR2462234A1 - Dispositif de rodage de precision - Google Patents

Abstract

DISPOSITIF DE RODAGE DE PRECISION. CE DISPOSITIF 200 COMPREND A UNE EXTREMITE UNE PARTIE 202 QUI PERMET LE MONTAGE SUR UNE MACHINE A RODER, UNE TIGE CYLINDRIQUE 204 ET UNE PARTIE CONIQUE 206 SUR LAQUELLE EST MONTE UN MANCHON 208 D'ABRASION SENSIBLEMENT TUBULAIRE. CE MANCHON PRESENTE UNE FENTE AXIALE 214 QUI PERMET SON EXPANSION OU SA CONTRACTION LORSQU'IL EST MONTE SUR LA PARTIE CONIQUE 206. LE DISPOSITIF COMPREND EGALEMENT UN ELEMENT 215 DE GUIDAGE. UNE CLAVETTE 217 EN T EMPECHE TOUT MOUVEMENT RELATIF DE ROTATION ENTRE LE MANCHON 208 ET LA PARTIE 206 DE LA TIGE. APPLICATION: NOTAMMENT AU RODAGE DES ALESAGES DE CORPS DE SOUPAPES A COMMANDE HYDRAULIQUE ET AU RODAGE DES GUIDES DE SOUPAPES DE MOTEURS DE VOITURE.

Description

Dispositif de rodage de précision De nombreux mandrins de rodage et autres

dispositifs de rodage ont été fabriqués et utilisés dans le passé. Dans la

majorité d'entre eux, on a utilisé des pierres à roder et d'au-

tres organes d'abrasion qui peuvent être réglés radialement

pendant une opération de rodage afin d'être maintenus au con-

tact de la surface de la pièce, au fur et à mesure que cette

surface de pièce s'agrandit et que les pierres à roder s'usent.

Parmi ces mandrins caractéristiques de rodage, on citera les

mandrins décrits dans les brevets américains n0 2 532 682 dé-

livré le 5 décembre 1950, n0 2 580 327 délivré le 25 décembre 1951, n0 2 580 328 délivré le 25 décembre 1951, n0 2 799 127

délivré le 16 juillet 1957, n0 2 815 615 délivré le 10 décem-

bre 1957 et no 3 800 482 délivré le 2 avril 1974. Les mandrins de rodage des types décrits dans ces brevets sont bien connus

de l'homme de l'art et largement utilisés et la présente in-

vention n'est pas conçue pour les remplacer. Un autre type de dispositif de rodage qui entre en contact avec la pièce, est

décrit dans la demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amé-

rique sous le n0 916 518. Le dispositif de rodage décrit dans

cette demande de brevet est en rapport avec la présente inven-

tion, mais il ne concerne pas l'utilisation de plus d'une par-

tie de conicité axiale différente pour produire un rodage très précis et, outre le fait qu'elle produit des surfaces rodées avec précision, la présente invention présente également des avantages importants par rapport à l'art antérieur, comme on

le montrera ci-après.

Le dispositif de rodage qui fait l'objet de la pré-

sente invention est conçu pour se déplacer une seule fois sur

la surface d'une pièce, telle qu'un alésage cylindrique ou mo-

leté, afin d'enlever la matière et amener cette surface à des cotes précises tout en améliorant ses caractéristiques. Il n'est pas prévu, cependant, que le présent dispositif à mandrin

soit réglable pendant une opération de rodage mais il est en-

visagé d'utiliserpour la surface du présent dispositif en contact avec la pièce, des particules d'une substance abrasive

relativement dure et résistante à l'usure telles que des par-

ticules de diamant, des particules de nitrure de bore cubique ou des particules de quelque autre substance relativement dure

et résistante à l'usure fixées dans un liant. Il est bien con-

nu que ces substances sont relativement coûteuses mais égale-

ment qu'elles subissent une usure relativement faible, même après un usage répété. Le dispositif qui fait l'objet de la

présente invention est conçu pour pouvoir être réglé dans cer-

taines limites afin de compenser l'usure et, à un degré limité, ce dispositif peut également être réglé en ce qui concerne les cotes mais pas pendant son fonctionnement. Parmi les avantages qui permettent d'obtenir, en une seule passe du dispositif, le

fini et les cotes précises de la surface d'une pièce, on cite-

ra un rodage plus rapide aux cotes requises, une répartition plus uniforme de l'effort de coupe, l'éventualité réduite au

minimum de la création de zones de concentration élevée d'ef-

forts et de zones d'usure, une consommation réduite d'énergie et une meilleure précision du rodage. Un dispositif fabriqué correctement peut améliorer de manière significative la durée de vie de l'outil et augmenter la capacité d'enlèvement de la

matière. Les dispositifs de rodage suivant la présente inven-

tion sont particulièrement adaptés à la remise à la cote d'a-

lésages tels que les alésages de tiges de soupapes, y compris les alésages qui ont été moletés au moyen des dispositifs de

moletage décrits dans la demande de brevet déposée aux Etats-

Unis sous le no 15 706, bien que ces dispositifs de rodage

puissent également être utilisés dans de nombreuses autres ap-

plications de rodage.

La présente invention a donc pour objet principal la structure et le fonctionnement d'un dispositif de rodage qui permet d'obtenir un fini et une mise à la cote très précis des

surfaces des pièces.

Un autre objet de la présente invention est de four-

nir un dispositif de rodage qui répartit et absorbe mieux les

efforts en fonctionnement.

La présente invention a encore pour objet de fournir

un dispositif de rodage dont l'espérance de vie est relative-

ment longue.

Un autre objet de la présente invention concerne la structure et le fonctionnement d'un dispositif à mandrin de

rodage relativement simple qui n'exige aucun réglage en fonc-

tionnement mais qui peut être réglé dans certaines limites pour compenser l'usure et fournir un certain réglage dimensionnel

dans une gamme limitée.

- Un autre objet de la présente invention concerne la structure d'un dispositif de rodage dont les dimensions permets

tent le rodage d'alésage-de très petits diamètres.

La présente invention a encore pour objet de fournir un dispositif de rodage qui possède un moyen associé pour la circulation de l'huile de rodage et des autres lubrifiants et

liquides d'arrosage.

Un autre objet de la présente invention concerne la structure et le fonctionnement d'un mandrin de rodage qui est

relativement facile à monter et à régler.

La présente invention a encore pour objet de fournir

un dispositif de rodage dont l'utilisation est relativement fia-

ble et qui est construit de manière à réduire au minimum les

possibilités de serrage ou de grippage.

Un autre objet de la présente invention est de per-

mettre l'obtention de surfaces mises à la cote avec plus de

précision pendant le rodage.

Un autre objet est encore de réduire au minimum la possibilité de glissement des parties d'un mandrin de rodage

l'une par rapport à l'autre.

La présente invention a encore pour objet de fournir un dispositif à mandrin qui enlève la matière pendant la phase initiale de l'opération de rodage, à une vitesse plus grande

que pendant les dernières phases de l'opération.

Un autre objet de la présente invention est de four-

nir un dispositif de rodage dans lequel l'effort de coupe est réparti sur une surface relativement importante de contact avec

la pièce.

Un autre objet de la présente invention est encore de fournir un dispositif de rodage sensiblement cylindrique présentant une surface de contact avec la pièce qui comporte au

moins deux parties contiguës de conicité différente.

La présente invention a encore pour objet la structure

d'un dispositif de rodage qui fournit une répartition plus éga-

le des copeaux lorsqu'il passe dans la nièce.

Un autre objet de la présente invention est de four-

nir un mandrin de rodage qui présente une tendance faible ou

nulle au grippage lorsqu'il passe dans la pièce.

Un autre objet est encore de permettre un rodage plus précis des surfaces cylindriques, même par des personnes qui ont une habileté et un entraînement professionnels relativement restreints. La présente invention a encore pour objet de fournir

un moyen pour remettre à la cote précise des surfaces moletées.

La présente invention sera bien comprise à la lectu-

re de la description suivante faite en relation avec les des-

sins ci-joints, dans lesquels:

- la figure 1 est une vue en coupe du mandrin de ro-

dage représenté dans la demande de brevet américain déposée sous le no 916 518;

- la figure 2 est une vue partielle de côté de l'or-

gane abrasif de rodage utilisé sur le mandrin de la figure 1; - la figure 3 est une vue de côté d'un mandrin de rodage comportant un organe de rodage sensiblement tubulaire construit suivant la présente invention;

- la figure 4 est une vue de côté d'un organe tubu-

laire de rodage construit suivant la présente invention;

- la figure 5 est une vue en coupe partielle, à gran-

de échelle et fortement exagérée, d'un organe tubulaire de ro-

dage construit suivant la présente invention et représenté en

contact de travail avec la surface d'une pièce qui est, de ma-

nière caractéristique, un corps de soupape à commande hydrau-

lique; -

- la figure 6 est un graphique représentant la varia-

tion du diamètre d'un alésage en fonction du pourcentage de

métal de base enlevé pendant le rodage d'un alésage moleté ca-

ractéristique; - la figure 7 est une autre vue en coupe partielle, à grande échelle, représentant le dispositif de rodage suivant la présente invention en contact de travail avec un alésage moleté pendant le rodage de ce dernier; et

- la figure 8 est une vue en coupe partielle, à grande.

échelle, représentant une partie de la surface effectivement moletée d'un alésage avant son rodage, cette vue comportant une ligne qui indique l'épaisseur de matière à enlever pendant

le rodage.

On se reportera maintenant aux dessins, en utilisant plus particulièrement les références. Les figures 1 et 2 sont des vues prises dans la demande de brevet américain déposée le

19 juin 1978 sous le n0 916 518. Les figures 1 et 2 correspon-

dent aux figures 3 et 4 de la présente demande et les référen-

ces utilisées pour les différentes parties des figures 1 et 2 sont les mêmes que dans la demande mentionnée plus haut. La

description de cette demande est incluse dans les présentes à

titre de référence.

La figure 1 représente un exemple de réalisation de

mandrin 100 de rodage qui comprend une tige 102 avec une par-

tie cylindrique 104 pour monter le mandrin sur une machine à roder. La tige 102 présente également une partie conique 106

dans laquelle est formée une rainure allongée 108 de clavette.

Le mandrin 100 comprend également un élément tubulaire 110 de rodage et un élément 112 de guidage, ces deux éléments étant

montés sur la partie conique 106. La rotation relative de l'é-

lément 110 de rodage et de l'élément 112 de guidage par rapport à la partie 106 est empêchée au moyen d'une clavette 114 en T

qui se combine avec les encoches 116 et 118 aux extrémités res-

pectives des éléments 110 et 112, et avec la rainure 108 de

clavette formée dans la partie conique 106 de la tige. L'élé-

ment 110 de rodage est constitué d'un métal dur, relativement résistant et quelque peu élastique et il comporte sur toute sa longueur une encoche ou rainure 115 en hélice qui permet, dans une certaine mesure, une expansion et une contraction de l'élément. Dans le mandrin représenté à la figure 1, l'élément

112 de guidage comporte sur toute sa longueur une rainure axia-

le 120 et plusieurs cannelures 123 (dont une seulement est re-

présentée). L'élément 112 de guidage présente également une surface intérieure oblique 122 qui se combine avec la partie conique 106 de la tige. Du fait de la nécessité d'un certain réglage, les diverses parties du mandrin représenté à la figure

1 peuvent être relativement courtes et, par conséquent, relati-

vement robustes tout en fournissant, en même temps, un moyen pour régler axialement et radialement l'élément 110 de rodage selon les besoins. De même, le mandrin représenté à la figure 1 comprend un élément fileté 124 de réglage qui se compose d'une tête 126 et d'une partie filetée 128 qui peut s'engager dans un alésage taraudé 129 axialement formé à l'extrémité de

lapartie conique 106 de la tige. Le mandrin 100 comprend éga-

lement une bague annulaire 130 qui est placée dans une cuvette

132 formée dans l'élément 112 de guidage. La bague 130 se com-

bine avec la tête 126 de l'élément 124 de réglage et avec l'é-

lément 112 de guidage pour réduire au minimum le grippage de l'élément 124 de réglage pendant le réglage, et pour permettre

l'expansion de l'élément 112 de guidage. Dans le mandrin re-

présenté à la figure 1, le diamètre de l'élément 112 de guida-

ge, de même que celui de l'élément 110 de rodage, peut augmen-

ter légèrement pendant le réglage et la rainure 120 et les can-

nelures 123 sont prévues pour faciliter cette augmentation. Les

cannelures 123 sont espacées autour de l'élément 112 de guida-

ge afin de faciliter l'expansion ou la contraction nécessaire

de l'élément pendant le réglage.

Lorsqu'on effectue les réglages en faisant tourner l'élément 124, on augmente la longueur totale de l'élément 110

de la même quantité, de sorte que la différence entre le dia-

mètre du dispositif au point de plus grand diamètre ou couron-

ne 133 et le diamètre à l'élément 112 de guidage, reste cons-

tante. On a découvert que ceci constituait une condition im-

portante pour maintenir la précision de rodage-du dispositif.

La face 134 d'extrémité de l'élément 112 de guidage et la face 136 d'extrémité de l'élément 124 de réglage peuvent comporter des échelles ou des traits appropriés pour indiquer les positions relatives des éléments et fournir un moyen pour déterminer ou marquer l'importance du réglage effectué. Dans

un dispositif effectivement réalisé, on a observé qu'un cer-

tain réglage limité du diamètre de rodage pouvait être obtenu

de la manière indiquée. Ce réglage se fait généralement à par-

tir de quelques centièmes de mm ou davantage et il est très souhaitable. Cependant, si une expansion trop importante de

l'élément tubulaire de rodage se produit, il se peut que l'é-

lément de rodage soit incapable de reprendre son état initial sans contraintes et ceci peut diminuer en partie l'utilité du

dispositif. Si des rodages doivent être réalisés dans diffé-

rentes dimensions, il peuti donc s'avérer nécessaire de prévoir des mandrins et des manchons tubulaires de rodage similaires

mais distincts pour chaque dimension.

La figure 2 est une vue de côté de l'élément 110 de rodage qui comporte une rainure hélicoïdale 115 creusée de bout en bout. La surface extérieure 140 de l'élément est revêtue ou

couverte d'une couche abrasive 142 telle qu'une couche qui corn-

prend des particules de diamant ou des particules de nitrure de bore cubique fixées dans un liant appropriée. La surface

extérieure présente une rainure hélicoïdale 144 qui est géné-

ralement relativement peu profonde et qui est prévue pour per-

mettre la lubrification et également, dans certains cas, afin

de réduire la surface qui doit être recouverte de matière abra-

sive. La figure 3 représente un mandrin 200 comportant à

une extrémité un moyen 202 qui permet de le monter sur une ma-

chine à roder, une tige cylindrique 204 et une tige conique 206

sur laquelle est monté un manchon abrasif 208 de rodage sensi-

blement tubulaire. Ce manchon 208 est la partie la plus impor-

tante du dispositif et il est représenté plus en détail à la figure 4 o de petites rainures hélicoïdales 210 apparaissent

sur toute sa longueur pour permettre la lubrification. Le man-

chon 208 présente également, sur toute sa longueur; une fente

axiale ou hélicoïdale 214 dans un côté afin de permettre l'ex-

pansion ou la contraction de l'élément lorsqu'il est monté sur la partie conique 206 du mandrin 200 et réglé. La structure du manchon 208, y compris en particulier le profil de la surface

abrasive extérieure en contact avec la pièce à roder, consti-

tue un facteur important de la présente invention. Cette struc-

ture est représentée, à une échelle fortement exagérée, aux figures 5 et 7 qui montrent l'utilisation du dispositif pour la mise à la cote d'alésages présentant des bavures et d'alésages moletés. Le dispositif comprend également un élément tubulaire 215 de guidage qui présente une fente 216 le long d'un côté -8 pour permettre son expansion et sa contraction. Une clavette 217 en T comprend une première partie allongée 217A qui se combine avec une rainure 207 d'épaisseur uniforme formée dans la partie conique 206 de la tige, et une partie 217B qui fait saillie vers l'extérieur et qui se combine avec une encoche 209 formée dans l'extrémité du manchon 208. La clavette 217 est prévue pour empêcher tout mouvement relatif de rotation entre le manchon 208 et la partie 206 de la tige. Une encoche pour redevoir la partie 217B de la clavette peut être formée également dans l'extrémité de l'élément 215 de guidage mais cette disposition n'est généralement pas nécessaire dans la présente structure puisque l'élément 215 de guidage n'est pas

vissé sur la tige comme c'était le cas des structures antérieu-

res. Le manchon 208,représenté à la figure 5,comprend une première partie 218 axialement conique qui part de l'extrémité 220 de plus petit diamètre du manchon, et une deuxième partie 222 axialement conique qui s'étend de la partie conique 218 jusqu'à un point de plus grand diamètre ou couronne 224. Le diamètre de la couronne est le diamètre final recherché de l'alésage à roder au moyen du dispositif qui fait l'objet de la présente invention. Le manchon présente ensuite, dans sa partie 226, une conicité inverse qui part de la couronne 224

et va jusqu'à l'extrémité opposée 228 du manchon. Il est si-

gnificatif de la présente structure, que la conicité de la partie 218 soit plus forte que la conicité de la partie 222 du manchon car, pendant le rodage, lorsque le manchon tourne et se déplace-axialement dans un alésage, c'est l'extrémité 220

de plus petit diamètre du manchon qui pénètre d'abord dans l'a-

lésage, tel que l'alésage 230 d'une pièce, et l'enlèvement de la matière se produit, pour la plus grande part, pendant que la surface de l'alésage est en contact avec la partie 218 de plus forte conicité du manchon. La surface de l'alésage entre

ensuite en contact avec la partie 222 plus progressivement co-

nique du manchon qui enlève la matière à une vitesse moindre, permettant donc de mettre progressivement et avec précision la surface de l'alésage à la cote jusqu'à ce que cette surface soit

rodée par la couronne 224 qui établit le diamètre final précis.

de l'alésage ou de la surface de la pièce. Ensuite, pendant

que le manchon 208 parcourt la distance restante dans l'alé-

sage de la pièce, il se produit un faible rodage ou enlèvement de matière, ou même il ne s'en produit pas davantage, du fait de la conicité inverse de la partie 226 du manchon. Il s'ensuit que la majeure partie de l'effort, de la matière enlevée et de

l'usure qui se produit, est supportée par et est due à la par-

tie 218 de plus forte conicité du manchon, tandis que la par-

tie 222 moins fortement conique produit une charge et une usure moindres. Cependant, la partie 222 plus progressivement conique, y compris la couronne 224, est la partie qui détermine et règle la cote finale ou diamètre de la surface rodée. Ces conditions de fonctionnement sont très désirables en particulier en ce qui concerne la précision du rodage qui peut être obtenue, et ces

conditions désirables prolongent également sensiblement la du-

rée de vie utile du manchon 208. En outre, afin de compenser l'usure du manchon ou corriger le diamètre de rodage, on peut

effectuer un réglage du diamètre de rodage, y compris le dia-

mètre de la couronne 224, en fixant le manchon 208 en un autre

endroit de la partie conique 206 du mandrin. Ces caractéristi-

ques sont très souhaitables et elles permettent d'utiliser le présent dispositif pour roder les surfaces des alésages à des

cotes précises.

Le mandrin qui fait l'objet de la présente invention, y compris le manchon 208, est particulièrement utile dans le rodage précis des surfaces d'alésages, y compris en particulier les surfaces des alésages de diamètres relativement petits, et les surfaces d'alésages qui ont été moletés. Ceci est vrai pour les alésages des têtes de culasse dans lesquels se déplacent les tiges de soupapes associées aux orifices d'admission et d'échappement. On peut réduire le diamètre de ces alésages en les moletant d'abord à l'aide d'un outil de moletage tel que celui qui est décrit dans la demande de brevet américain n' 15 706. Une coupe partielle à grande échelle, d'un alésage qui a été moleté de cette façon, est représentée à la figure 8. Après avoir moleté cet alésage, on peut utiliser le mandrin qui fait l'objet de la présente invention, avec un manchon correctement dimensionné et monté sur le mandrin, pour roder les crêtes ou points hauts de la surface moletée afin d'amener cette surface moletée à la cote ou au diamètre désiré, tel que le diamètre original de l'alésage au moment o le bloc moteur était neuf,

de sorte qu'il n'est pas nécessaire de monter des tiges de sou-

pape d'un plus grand diamètre. L'outil qui fait l'objet de la

présente invention peut effectuer cette opération avec une pré-

cision extrême et en une seule passe. On doit bien reconnaître, cependant, que dans le cas d'une application caractéristique

telle que le rodage des alésages des tiges de soupapes, le de-

gré ou taux de conicité des parties 218 et 222, bien que très

importantesestgénéralement aussi très faible.

En pratique, on a observé que, lorsqu'on veut roder un alésage pour l'amener a une certaine cote prédéterminée, il peut s'avérer que la sélection d'une conicité unique appropriée

à un mandrin donné, ne permette pas d'optimiser toutes les con-

ditions de fonctionnement, y compris l'enlèvement de matière et l'effort appliqué au mandrinnlempêche pas la concentration

de l'effort et de l'usure sur certaines parties du mandrin plu-

t8t que sur d'autres, et ne permette pas d'utiliser le mandrin avec un minimum d'énergie. La sélection d'une conicité unique appropriée aura des conséquences encore plus graves lorsqu'il

se trouvera une ou plusieurs bavures dans un alésage ou lors-

qu'un alésage aura été moleté avant d'être rodé afin que son diamètre effectif soit réduit. Dans ces cas-là, si on utilise

un élément à conicité unique avec une pente relativement fai-

ble, à moins que cet élément ne soit déraisonnablement long, le métal amorphe provenant de la bavure ou du moletage aura tendance à s'accumuler et à se déposer sur le bord d'attaque

de l'outil. Ces dépôts de métal peuvent rayer la pièce et mê-

me se souder par friction à cette dernière, ce qui peut pro-

voquer la destruction de l'outil ainsi que de la pièce. D'au-

tre part, si l'outil présente une conicité plus prononcée et plus courte pour tenir compte de ces bavures ou du moletage, les copeaux provenant du métal amorphe seront répartis sur une bande plus large de l'outil et ceci aura pour effet que

les copeaux provenant du métal de base encrasseront et colma-

teront les espaces libres entre les particules abrasives dans

une bande relativement étroite de l'outil, bande qui sera gé-

néralement localisée au voisinage relatif de la couronne. Cet encrassement provoquera une usure excessive, réduira la durée

de vie de l'outil et augmentera sensiblement l'énergie néces-

saire pour entraîner le mandrin.

Pour répondre plus efficacement à ces conditions et à diverses autres, il est souhaitable d'utiliser un manchon présentant des parties à conicités différentes, y compris un

manchon dont la première partie présente une conicité relati-

vement forte et dont la deuxième partie a une conicité légè-

rement plus faible, Dans la structure qui fait l'objet de la présente invention, ces deux conicités sont combinées dans un même manchon. La première partie conique qui entre en contact avec la pièce, comme on l'a indiqué, est la partie la plus fortement conique qui repartit, sur une bande relativement large de l'outil, les copeaux amorphes rencontrés, tandis que

la deuxième partie de conicité plus faible empêchera l'accu-

mulation d'un volume élevé de copeaux au voisinage de la cou-

ronne, en répartissant les copeaux du métal de base sur une

large bande de la partie faiblement conique. Des données por-

tant sur des essais de manchons de différentes structures com-

prenant des parties à conicité unique ou multiple, sont repri-

ses en détail ci-après. Dans un cas, on a utilisé un élément

à conicité uniforme relativement faible pour roder des alésa-

ges de corps de soupapes à commande hydraulique qui peuvent présenter des bavures; dans un autre cas, on a utilisé un élément de rodage à conicité unique mais plus forte, et, dans

un troisième cas, on a utilisé une structure à double conicité.

Enfin, dans un autre exemple, on a décrit une structure de manchon pour le rodage d'alésages de guidage de soupapes à

remettre en état et qui ont été moletés avant d'être rodés.

* Dans un premier exemple, on décrira des structures de manchon utilisées pour le rodage de corps de soupapes à

commande hydraulique avec bavures (voir figure 5).

Diamètre fini désiré: 15,8750 mm, Diamètre de départ du métal de base 15, 8242 mm Diamètre effectif des bavures: 15,6718 mm a) Outil à conicité unique faible Longueur de l'élément d'abrasion:95,25 mm t Conicité 1/1000 sur 88,90 mm de longueur d'outil. Conicité inverse de l'extrémité arrière 2/1000 sur 6,35 mm de longueur d'outil

Cet outil a été conçu et utilisé pour essayer d'ob-

tenir la meilleure répartition possible des copeaux, la plus

longue durée de vie possible de l'outil et la plus faible con-

sommation d'énergie lors d'un enlèvement de matière compris entre 0,0508 mm et 0,0762 mm. Avec seulement 0,0889 mm environ

de conicité totale, l'extrémité avant du manchon avait un dia-

mètre de 15,7861 mm, soit 0,1143 mm de plus que le diamètre

effectif des bavures. Le volume des copeaux, dus à cette dif-

férence de 0,1143 mm de diamètre par rapport aux bavures, s'est accumulé sur ou au voisinage du bord d'attaque de l'outil,

provoquant un effort qui a eu pour résultat de rayer et, en-

suite, de détruire l'outil.

b) Outil à conicité unique plus forte Longueur de l'élément d'abrasion: 95,25 mm Conicité 2,3/1000 sur 88,90 mm de longueur d'outil Conicité inverse de l'extrémité arrière 2/1000 sur 6,35 mm de longueur d'outil. Cette conception de l'outil est prévue pour assurer une répartition des copeaux amorphes sur toute la longueur de

l'outil. Avec une conicité totale d'environ 0,2032 mm, l'ex-

trémité avant de l'outil pénètre dans les bavures et disperse

les copeaux sur environ 66,675 mm de la partie avant de l'ou-

til avant d'atteindre le métal de base. Cependant, les co-

peaux provenant du métal de base ont été dispersés sur une bande relativement étroite de l'ou til, d'environ 22,225 mm de largeur, au voisinage de la couronne. Il en est résulté un effort sur l'outil, un raccourcissement de sa durée de vie et une augmentation sensible de l'énergie requise pour entraîner l'outil, comparativement à l'outil à conicité unique faibledécrit ci-dessus.

c) Outil à double conicité Longueur de l'élément d'abrasion 95,25 mm Conicité de la partie fortement conique: 4/1000 sur

38,1 mm de longueur d'ou-

til Conicité de la partie faiblement conique: 1/1000 sur ,8 mm de longueur d'outil Conicité inverse de l'extrémité arrière: 2/1000 sur 6,35 mm de longueur d'outil Cette conception à double conicité assure une conicité totale d'environ 0,2032 mm qui a permis à l'outil de pénétrer

dans les bavures et de disperser les copeaux amorphes relative-

ment uniformément sur 38,1 mm de la partie avant de l'outil. Les copeaux du métal de base ont été dispersés ensuite relativement uniformément sur 50,8 mm de la partie suivante de l'outil, ce

qui a donc pour résultat de combiner les meilleures caractéris-

tiques des deux conicités.

Dans un deuxième exemple, on décrira l'outil utilisé pour le rodage d'alésage de guidage de soupapes de voitures,

remis en état par moletage.

Diamètre fini désiré: 8,7325 mm Diamètre de départ: 8,7503 mm Diamètre de moletage: 8,5090 mm Du fait que le diamètre de départ est supérieur de 0, 0178 mm au diamètre fini désiré, on ne rencontrera pas le

métal de base en rodant un alésage moleté de guidage de soupa-

pe (voir figures 7 et 8). Cependant, l'outil rencontrera un volume accru de copeaux au fur et à mesure que le diamètre de l'alésage moleté se rapprochera du diamètre fini désiré (voir figure 6). Cet accroissement du volume des copeaux exige un degré décroissant de conicité et une conception pratique pour réaliser cette opération s'est avérée être la suivante: Longueur de l'élément d'abrasion: 76,2 mm Conicité de la partie fortement conique: 4,8/1000 s1 38,1 mm de d'outil Conicité de la partie faiblement ur longueur conique: 1,6/1000 sur 31,75 mm de longueur d'outil Conicité inverse de l'extrémité arrière 2/1000 sur 6,35 mm de longueur d'outil

Outre le fait que l'outil-à double conicité est uti-

lisable pour le rodage des alésages moletés de guidage de sou-

papes, ce même outil peut être utilisé pour roder des alésages de guidage de remplacement qui ont un diamètre jusqu'à 0,0381

mm inférieur au diamètre fini désiré. Bien que l'outil à dou-

ble conicité ait été décrit ci-dessus pour être utilisé dans le rodage d'alésages moletés et d'alésages avec bavures, cette conception a également l'avantage d'augmenter les capacités d'enlèvement de la matière par l'outil lorsque ce dernier est utilisé pour roder un alésage dans lequel se trouve du métal amorphe, tel que les alésages qui sont ébauchés par alésage

ou perçage.

On doit bien voir, cependant, que le degré de coni-

cité des différentes parties coniques de l'outil qui fait l'ob-

jet de la présente invention, la longueur relative de chacune de ces parties différemment coniques, le diamètre de rodage à réaliser, la nature de la surface à roder ou à mettre à la cotei le genre de métal à roder, ainsi que le type et les dimentions des particules qui forment la surface d'abrasion, peuvent tous être modifiés et affecteront, dans une certaine mesure, les

résultats obtenus. Le point important à considérer est que, a-

vec la structure perfectionnée qui fait l'objet de la présente invention, l'utilisation d'une surface à double conicité en contact avec la pièce à roder, associée de préférence à une

conicité inverse raccourcie à l'extrémité arrière, permet d'ob-

tenir les résultats avantageux décrits ci-dessus.

La figure 6 est un graphique représentant la varia-

tion du diamètre pendant une opération de rodage. On peut voir

que, lorsque le diamètre a été augmenté de 50 % de son augmen-

tation totale pendant une opération de rodage, seule une par-

tie relativement faible du volume total de matière à enlever

aura été enlevéeo C'est ce qu'indique la zone hachurée à la fi-

gure 6. Ensuite, pendant le rodages le diamètre sera agrandi jusqu'au diamètre final désiré et, au cours de cette deuxième moitié de l'opëration de rodage, un volume beaucoup plus grand de matière sera enlevé (voir la zone non hachurée), même si la

variation du diamètre est la même que pendant la première moi-

i5 tié de l'opération. Sur ce graphique, la droite verticale du côté gauche au point zéro représente le diamètre de départ ou

diamètre d'un alésage moleté, tandis que le côté droit du gra-

phique représente le diamètre fini recherché pour l'alésage ou diamètre obtenu après rodage. On peut voir d'après le graphique que l'enlèvement de matière a lieu, en majeure partie, pendant la deuxième moitié de l'opération de rodage. Le graphique de la figure 6 est un tracé qui se rapporte en particulier à une surface moletée telle que la surface'moletée représentée à la

figure 8. La forme du graphique variera, cependant, pour d'au-

tres types de surfaces telle que la surface présentant des ba-

vures comme le représente la figure 5. Dans tous les cas, le volume des copeaux enlevés augmentera au fur et à mesure de l'avancement de l'opération de rodage et de l'augmentation du diamètre. Ce sont des conditions hautement souhaitables qui empêchent un effort excessif et un couple et une cqonsommation

d'énergie élevés correspondants.

La figure 7 est une autre vue en coupe partielle, a grande échelle et sensiblement exagérée, représentant certains

détails identiques à ceux qui sont représentés à la figure 5.

A la figure 7, le manchon 208 de rodage est en contact de tra-

vail avec la surface d'un alésage moleté. La dimension horizon-

tale du manchon représenté à la figure 7 est le double de la

dimension réelle du manchon, tandis que les dimensions vertica-

les du manchon et de la pièce sont multipliées par cent. L'alé-

sage représenté à la figure 7 est un alésage motleté de guidage de soupape tel que celui qui est décrit plus haut et la figure

7 illustre encore mieux les volumes relatifs de matière enle-

vée du fait du contact avec la surface moletée de l'alésage, ainsi que les parties du manchon à conicités différentes. On doit bien admettre, cependant, que les manchons d'abrasion qui font l'objet de la présente invention peuvent être utilisés

pour roder avec précision différents types et différentes di-

mensions d'alésages, y compris les alésages qui présentent des

surfaces moletées aussi bien que cylindriques.

En ce qui concerne la plupart des applications dans lesquelles ont été utilisés les éléments de rodage à double conicité qui font l'objet de la présente invention, les degrés

de conicité des parties à conicité différente sont compris en-

tre certaines limites. Pour les parties des éléments d'abrasion dont la conicité est la plus forte, c'est-à-dire les parties

qui réalisent la plus grande partie de l'augmentation du dia-

mètre, on a observé qu'une conicité de l'outil comprise entre

1/1000 et 10/1000 environ donnait des résultats très satisfai-

sants. Pour 1-a partie dont la conicité est moins forte, la co-

nicité de l'outil devrait se situer entre 0,1/1000 et 4/1000

environ. Comme on l'a indiqué ci-dessus, la sélection des de-

grés particuliers de conicité pour des travaux particuliers

dépendra de la longueur de l'outil, des longueurs des différen-

tes parties coniques, des dimensions de l'alésage, des bavures, des métaux amorphes concernés et de leurs caractéristiques, de

l'abrasif utilisé, du métal à roder et d'autres facteurs.

L'appréciation des valeurs de mesure indiquées ci-

dessus doit tenir compte du fait qu'elles proviennent de la

conversion d'unités anglo-saxonnes en unités métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples

de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au con-

traire susceptible de variante et de modification qui apparal-

tront à l'homme de l'art.

Claims (16)

REVENDICATIONS

1. Dispositif de rodage pour roder des surfaces d'a-

lésage, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon tubulaire ayant une première extrémité de petit diamètre et une surface extérieure entrant en contact avec la pièce et formée d'une

couche superficielle dans laquelle sont incorporées des parti-

cules d'une matière abrasive relativement dure et résistante à l'usure, une surface intérieure conique d'une extrémité à

l'autre du manchon, une fente d'une extrémité à l'autre du man-

chon pour faciliter son expansion et sa contraction, la surfa-

ce d'abrasion comprenant une première partie axialement conique qui part de la première extrémité de petit diamètre du manchon jusqu'à l'extrémité opposée de grand diamètre située en un point intermédiaire du manchon, une deuxième partie axialement

conique qui s'étend de l'extrémité de grand diamètre de la pre-

mière partie jusqu'à l'extrémité opposée de diamètre encore plus grand, le degré de conicité axiale de la première partie

étant supérieur au degré de conicité axiale de la deuxième par-

tie et, de ce fait, la première partie enlèvera la matière d'u-

ne surface d'alésage à roder à une vitesse plus grande que la

deuxième partie, l'extrémité de plus grand diamètre de la deu-

xième partie déterminant le diamètre final de rodage de la sur-

face d'alésage.

2. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure entrant en contact avec la pièce comprend une troisième partie axialement conique

qui s'étend de l'extrémité de plus grand diamètre de la deu-

xième partie jusqu'à l'extrémité opposée du manchon tubulaire,

la conicité de cette troisième partie étant telle que le dia-

mètre minimal de cette troisième partie est contigu à cette

extrémité opposée du manchon.

3. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure hélicoïdale est formée dans

la surface extérieure entrant en contact avec la pièce et s'é-

tend sensiblement d'une extrémité à l'autre du manchon.

3. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'une rainure hélicoïdale est formée dans

la surface extérieure entrant en contact avec la pièce et s'é-

tend sensiblement d'une extrémité à l'autre du manchon.

4. Dispositif de rodage suivant la revendication 2,

caractérisé en ce que le diamètre maximal de la surface exté-

rieure entrant en contact avec la pièce se trouve à la jonction de la deuxième et de la troisième parties de cette surface.

5. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la conicité axiale de la première partie

du manchon est comprise entre 1/1000 et 10/1000 environ, tan-

dis que la conicité axiale de la deuxième partie est comprise

entre 0,1/1000 et 4/1000 environ.

6. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure entrant en contact avec la pièce comprend des particules de diamant fixées dans

un liant.

7. Dispositif de rodage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface extérieure entrant en contact

avec la pièce comprend des particules de nitrure de bore cubi-

que fixées dans un liant.

8. Dispositif de rodage suivant la revendication 1,

caractérisé en ce que le manchon tubulaire est formé d'un mé-

tal relativement dur et assez élastique.

9. Dispositif de rodage pour roder des surfaces d'a-

lésage, caractérisé en ce qu'il comprend un manchon tubulaire ayant une surface extérieure abrasive entrant en contact avec

la pièce et dans laquelle sont incorporées des particules d'u-

ne matière abrasive fixées dans un liant, ce manchon comportant

une première et une deuxième extrémités opposées et une surfa-

ce intérieure conique entre ces extrémités, une fente s'éten-

dant d'un bout à l'autre du manchon pour permettre son expan-

sion et sa contraction, cette surface extérieure abrasive com-

prenant une première, une deuxième et une troisième parties axialement coniques qui s'étendent ensemble sur la majeure partie de la distance qui sépare les extrémités opposées du

manchon, la première partie axialement conique ayant une extré-

mité de petit diamètre qui est contiguë à la première extrémi-

té du manchon et une extrémité opposée de plus grand diamètre

qui est située en un point intermédiaire du manchon, la deu-

xième partie axialement conique partant d'une extrémité de

petit diamètre qui est contigué à l'extrémité de grand diamè-

tre de la première partie jusqu'à une extrémité opposée de grand diamètre espacée de la deuxième extrémité du manchon, la conicité axiale de la première partie axialement conique étant supérieure à la conicité axiale de la deuxième partie axiale-

ment conique, et la troisième partie axialement conique s'é-

tendant depuis liextrémité de grand diamètre de la deuxième

partie axialement conique jusqueà la deuxième extrémité oppo-

sée du manchon, le plus petit diamètre de cette troisième par-

tie axialement conique étant contigu à cette deuxième extrémi-

té du manchon.

10. Mandrin de rodage suivant la revendication 9, caractérisé en ce qu'une rainure hélicoïdale relativement peu profonde, formée dans la surface extérieure entrant en contact

avec la pièce, entoure le manchon sur toute sa longueur.

11. PMandrin de rodage suivant la revendication 9; caractérisé en ce que la conicité axiale de la première partie

du manchon est comprise entre 1/1000 et 10/1000 environ, tan-

dis que la conicité axiale de la deuxième partie du manchon

est comprise entre 0,1/1000 et 4/1000 environ.

12. Mandrin de rodage pour roder des alésages de piè-

ces, caractérisé en ce qu'il comprend une tige comportant une première partie qui permet de monter le mandrin sur une machine

à roder, une deuxième partie solidaire de la première et axia-

lement conique d'un bout à l'autre, une rainure formée dans cette partie conique en un point intermédiaire de sa longueur, un manchon dont la surface extérieure duabrasion entrant en contact avec la pièce est formée de particules d'une matière

abrasive fixées dans un liant, ce manchon présentant une pre-

mière et une deuxième extrémités opposées espacées dans l'une

desquelles est formée une encoche et entre lesquelles se trou-

ve une surface intérieure conique dont la conicité correspond

à celle de la deuxième partie de la tige de sorte que le man-

chon peut être positionné sur cette deuxième partie de la tige face contre face avec celle-ci, une fente dans le manchon se prolongeant axialement sur toute sa longueur afin de permettre l'expansion et la contraction du manchon lorsqu'il se déplace

axialement sur la deuxième partie de la tige, la surface ex-

térieure abrasive comprenant une première, une deuxième et une troisième parties axialement coniques qui s'étendent ensemble sur la majeure partie de la distance qui sépare les première

et deuxième extrémités opposées espacées du manchon, la premiè-

re partie axialement conique ayant une extrémité de petit dia- mètre qui est contiguë à la première extrémité du manchon et une extrémité opposée de plus grand diamètre qui est située en

un point intermédiaire du manchon, la deuxième partie axiale-

ment conique partant d'une extrémité de petit diamètre qui est contiguë à l'extrémité de grand diamètre de la première partie

axialement conique jusqu'à une extrémité opposée de grand dia-

mètre espacée de la deuxième extrémité du manchon, la conicité

axiale de la première partie axialement conique étant supérieu-

re à la conicité axiale de la deuxième partie axialement coni-

que, la troisième partie axialement conique s'étendant depuis l'extrémité de grand diamètre de la deuxième partie axialement conique jusqu'à son plus petit diamètre contigu à la deuxième partie opposée du manchon, et un élément de guidage comportant une surface conique intérieure qui correspond avec la deuxième partie conique de latige et une face d'extrémité qui vient buter contre la première extrémité du manchon, cet élément de guidage présentant une fente qui se prolonge sur toute sa

longueur et qui permet son expansion et sa contraction.

13. Mandrin de rodage suivant la revendication 12, caractérisé en ce que l'élément de guidage présente au moins une rainure axiale formée dans l'élément pour faciliter son

expansion et sa contraction.

14. Mandrin de rodage suivant la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour empêcher tout

mouvement relatif de rotation entre le manchon et la tige. -

15. Mandrin de rodage suivant la revendication 14,

caractérisé en ce que le moyen pour empêcher ce mouvement rela-

tif de rotation comprend une rainure formée dans la deuxième partie de la tige, une encoche formée dans une extrémité du manchon, et une clavette dont la première partie est logée

dans la rainure et dont la deuxième partie se trouve dans l'en-

coche.

16. Mandrin de rodage suivant la revendication 15,

2426 234

caractérisé en ce que la rainure formée dans la deuxième par-

tie de la tige comprend une partie qui reçoit la première par-

tie de la clavette qui a une hauteur uniforme.