FR2750629A1 - Machine tool for broaching crankshaft counterweights - Google Patents
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Abstract
Description
Machine-outil pour le brochage des faces des contre-poids de
vilebrequins pour des moteurs à quatre cylindres en ligne et son
procédé de travail.Machine tool for broaching the faces of the counterweights of
crankshafts for in-line four-cylinder engines and its
work process.
La présente invention a trait au domaine de l'usinage de vilebrequins et concerne plus particulièrement une machine-outil pour le brochage des faces des contre-poids de vilebrequins pour des moteurs à quatre cylindres en ligne. The present invention relates to the field of crankshaft machining and relates more particularly to a machine tool for broaching the faces of the crankshaft counterweights for four-cylinder in-line engines.
Les machines-outils assurant actuellement le brochage des faces des contre-poids de vilebrequins destinés à des moteurs à quatre cylindres en ligne sont du type de celles comprenant un bâti sur lequel sont agencés une station de bridage assurant le maintien d'un vilebrequin et un poste d'usinage équipé d'au moins une broche porte-outils assurant le brochage des contre-poids du vilebrequin maintenu sur la station de bridage. Généralement, le mouvement de la broche du poste d'usinage est linéaire entre les faces des contre-poids avec un déplacement soit vertical soit horizontal. Une telle cinématique accuse un encombrement important tant au niveau des déplacements horizontaux de la broche qui demandent une grande disponibilité de surface au sol, inconvénient non négligeable compte tenu du coût du mètre carré occupé en zone industrielle, qu'au niveau des déplacements verticaux de la broche qui imposent l'installation d'une fosse profonde avec des travaux de génie civil conséquents. The machine tools currently ensuring the broaching of the faces of the crankshaft counterweights intended for four-cylinder in-line engines are of the type comprising those on which a clamping station is arranged ensuring the maintenance of a crankshaft and a machining station equipped with at least one tool-holder spindle for pinning the counterweights of the crankshaft maintained on the clamping station. Generally, the movement of the spindle of the machining station is linear between the faces of the counterweights with a displacement either vertical or horizontal. Such kinematics is very bulky both at the level of the horizontal displacements of the spindle which require a large availability of floor space, a non-negligible drawback given the cost of the square meter occupied in an industrial zone, and at the level of the vertical displacements of the spindle which requires the installation of a deep pit with consequent civil works.
Une telle machine-outil présente en outre un autre désavantage sur le plan de la rentabilité car une temporisation est nécessaire entre deux opérations de brochage sur une même machine pour assumer toutes les opérations de débridage, de déchargement, de chargement, d'indexage et de bridage d'un vilebrequin, appelées "opérations auxiliaires" dans le contexte de la présente invention. Pour le brochage des faces des contre-poids de vilebrequins destinés à des moteurs à quatre cylindres en ligne, la demanderesse a relevé que les temps des opérations auxiliaires étaient aussi longs que les temps d'usinage de telle sorte que les temps effectifs de brochage sont réduits de moitié, ce qui nuit fortement au rendement effectif de telles machines-outils. Such a machine tool also has another disadvantage in terms of profitability because a delay is necessary between two broaching operations on the same machine to assume all operations of unclamping, unloading, loading, indexing and clamping of a crankshaft, called "auxiliary operations" in the context of the present invention. For the broaching of the faces of the counterweights of crankshafts intended for four-cylinder in-line engines, the applicant noted that the times of the auxiliary operations were as long as the machining times so that the effective broaching times are halved, which greatly affects the effective performance of such machine tools.
Partant de ces constatations, des recherches ont été menées pour aboutir à l'étude d'une machine-outil de conception nouvelle permettant d'obvier aux inconvénients susévoqués tout en offrant de nombreux autres avantages destinés à améliorer le brochage des faces des contre-poids de vilebrequins tant sur le plan quantitatif que sur le plan qualitatif. Bien qu'une telle machine-outil ait été conçue afin de réaliser les opérations d'usinage de vilebrequins pour des moteurs à quatre cylindres en ligne, il va de soi que les concepts fondamentaux qui vont être ci-après décrits et représentés pour ce type précis d'application, pourront être facilement adoptés par l'homme de métier pour d'autres types de brochage et d'autres types de vilebrequins. On the basis of these observations, research was carried out to lead to the study of a machine tool of new design making it possible to obviate the abovementioned drawbacks while offering many other advantages intended to improve the broaching of the faces of the counterweights. crankshafts both quantitatively and qualitatively. Although such a machine tool has been designed in order to carry out crankshaft machining operations for in-line four-cylinder engines, it goes without saying that the fundamental concepts which will be described below and represented for this type precise application, can be easily adopted by those skilled in the art for other types of broaching and other types of crankshafts.
La machine-outil suivant l'invention, affectée notamment au brochage de faces des contre-poids de vilebrequins, est remarquable en ce qu'elle comprend, agencés sur un bâti le long de l'axe de transfert d'une chaîne d'usinage et dans un même plan horizontal, d'une part un poste de brochage équipé d'un arbre porte-outils dont les outils entraînés en rotation par ledit arbre assurent les uns le brochage des faces des contre-poids centraux et les autres le brochage des faces des contre-poids extrêmes, et d'autre part deux stations de bridage qui, assurant chacune le maintien de vilebrequins, sont disposées parallèlement en amont et en aval du poste de brochage, de façon à ce que ce dernier en entraînant en rotation l'arbre porte-outils, assure l'usinage des faces des contre-poids d'un vilebrequin sur une station de bridage pendant les opérations auxiliaires nécessaires à l'installation d'un nouveau vilebrequin sur l'autre station de bridage et vice-versa. Les outils utilisés sont des brocheuses adoptant une forme semi-circulaire spiralée. The machine tool according to the invention, used in particular for broaching the faces of the crankshaft counterweights, is remarkable in that it comprises, arranged on a frame along the axis of transfer of a machining chain. and in the same horizontal plane, on the one hand, a broaching station equipped with a tool-holder shaft, the tools of which are driven in rotation by said shaft, some pinning the faces of the central counterweights and others pinning the faces of the extreme counterweights, and on the other hand two clamping stations which, each ensuring the maintenance of crankshafts, are arranged parallel upstream and downstream of the broaching station, so that the latter by driving in rotation l tool shaft, ensures the machining of the counterweight faces of a crankshaft on a clamping station during the auxiliary operations necessary for the installation of a new crankshaft on the other clamping station and vice versa . The tools used are staplers adopting a semi-circular spiral shape.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, les susdites stations de bridage se composent chacune de deux parties:
- d'une part, un poste de serrage de vilebrequin où les contre-poids du vilebrequin
sont à portée des outils rotatifs du bras porte-outils,
- et d'autre part, une table mobile qui passe d'une position où elle peut être chargée ou déchargée du vilebrequin à une position de serrage pendant laquelle elle se trouve dans le susdit poste de serrage et où le vilebrequin est bridé pour son brochage.According to a particularly advantageous characteristic of the invention, the above clamping stations each consist of two parts:
- on the one hand, a crankshaft clamping station where the crankshaft counterweights
are within reach of the rotary tools of the tool arm,
- And on the other hand, a movable table which passes from a position where it can be loaded or unloaded from the crankshaft to a clamping position during which it is in the above clamping station and where the crankshaft is clamped for its broaching .
La disposition originale de deux stations de bridage de part et d'autre d'un poste de brochage formé préférentiellement d'une broche rotative aménagée d'outils demicirculaires spiralés, conjuguée avec la configuration en deux parties adoptée par les susdites stations de bridage, autorise ainsi, pendant les temps auxiliaires nécessaires aux opérations de débridage, de translation des postes de mise en position, de déchargement, de chargement, de bridage et d'indexage d'un vilebrequin sur une station de bridage dite "première" station, les opérations d'usinage d'un vilebrequin sur l'autre station de bridage dite "deuxième" station, exécutées par les brocheuses portées par un même arbre porte-outils du même poste de brochage. Du fait que les opérations auxiliaires se déroulent en temps caché, le rapport quantitatif de la machine-outil est multiplié par deux grâce à la suppression des temporisations. L'encombrement occupé par l'ensemble de la machine-outil est moindre grâce à l'utilisation d'un seul poste de brochage pour deux stations de bridage et grâce à l'adoption, pour assurer le brochage, de brocheuses demicirculaires spiralées entraînées de manière rotative qui permettent la présence du poste de brochage dans le même plan que celui des vilebrequins. The original arrangement of two clamping stations on either side of a broaching station preferably formed of a rotary spindle fitted with semi-circular spiral tools, combined with the two-part configuration adopted by the above clamping stations, allows thus, during the auxiliary times necessary for the operations of unclamping, of translation of the positions of positioning, unloading, loading, clamping and indexing of a crankshaft on a clamping station called "first" station, the operations machining of a crankshaft on the other clamping station called "second" station, executed by staplers carried by the same tool-carrying shaft of the same broaching station. Because the auxiliary operations take place in hidden time, the quantitative ratio of the machine tool is doubled thanks to the elimination of time delays. The space occupied by the entire machine tool is reduced thanks to the use of a single stitching station for two clamping stations and thanks to the adoption, to ensure the stitching, of semi-circular spiral staplers driven by which allow the presence of the broaching station in the same plane as that of the crankshafts.
Selon une première forme de réalisation préférée de l'invention, l'arbre porteoutils du susdit poste de brochage est équipé de plusieurs outils demi-circulaires spiralés entraînés en rotation par ledit arbre et disposés axialement sur l'arbre de telle façon que certains assurent le brochage des faces des contre-poids centraux sur l'une des stations de bridage et certains autres assurent le brochage des faces des contre-poids extrêmes sur l'autre station de bridage. Pour la configuration bien précise des vilebrequins pour moteurs à quatre cylindres en ligne qui comportent quatre contre-poids à usiner (deux centraux, deux extrêmes) et donc huit faces de contre-poids à brocher, l'arbre porteoutils du susdit poste de brochage sera préférentiellement équipé de sept brocheuses demi-circulaires spiralées entraînées en rotation par ledit arbre dont trois assurent le brochage des deux contre-poids centraux sur l'une des stations de bridage, la brocheuse centrale assurant l'usinage des deux faces en vis à vis et dont les quatre autres assurent par paire le brochage des deux contre-poids extrêmes sur l'autre station de bridage. According to a first preferred embodiment of the invention, the tool shaft of the aforementioned broaching station is equipped with several semi-circular spiral tools driven in rotation by said shaft and arranged axially on the shaft so that some ensure the pinout of the faces of the central counterweights on one of the clamping stations and some others pin the faces of the extreme counterweights on the other clamping station. For the very precise configuration of the crankshafts for engines with four cylinders in line which comprise four counterweights to be machined (two central, two extremes) and therefore eight faces of counterweight to be broached, the tool shaft of the above-mentioned broaching station will be preferably equipped with seven spiral semicircular staplers driven in rotation by said shaft, three of which ensure the broaching of the two central counterweights on one of the clamping stations, the central stapler ensuring the machining of the two opposite faces and the other four of which ensure pairing of the two extreme counterweights on the other clamping station.
Du fait que les contre-poids extrêmes d'un vilebrequin soient disposés de l'autre côté de l'axe du vilebrequin par rapport aux contre-poids centraux, l'usinage des contrepoids centraux sur une station de bridage et l'usinage des contre-poids extrêmes sur une autre station de bridage permet aux vilebrequins de garder la même orientation aussi bien en entrée qu'à la sortie de la machine-outil. Because the extreme counterweights of a crankshaft are arranged on the other side of the crankshaft axis with respect to the central counterweights, the machining of the central counterweights on a clamping station and the machining of the counterweights -extreme weight on another clamping station allows the crankshafts to keep the same orientation both at the input and at the output of the machine tool.
Chaque outil demi-circulaire spiralé occupe un secteur angulaire de l'arbre porte outils, les outils assurant le brochage des contre-poids centraux sont disposés diamétralement opposés aux outils assurant le brochage des contre-poids extrêmes et de telle façon qu'ils soient séparés par un secteur angulaire de non usinage afin d'assurer en fin de course de l'outil une zone non occupée permettant le dégagement du vilebrequin usiné sur sa table mobile. L'engagement du vilebrequin pour l'usinage peut se faire du fait que lors de la mise en place de la table mobile chargée du vilebrequin au dessous du poste de serrage à des fins de bridage, les contre-poids du vilebrequin se trouvent avantageusement face au petit diamètre de la spirale qui ne touche pas le contre-poids. Each semi-circular spiraled tool occupies an angular sector of the tool holder shaft, the tools ensuring the broaching of the central counterweights are arranged diametrically opposite to the tools ensuring the broaching of the extreme counterweights and in such a way that they are separated by an angular sector of non-machining in order to ensure at the end of the tool stroke an unoccupied zone allowing the clearance of the crankshaft machined on its movable table. The engagement of the crankshaft for machining can be done by the fact that during the installation of the mobile table loaded with the crankshaft below the clamping station for clamping purposes, the counterweights of the crankshaft are advantageously opposite the small diameter of the spiral which does not touch the counterweight.
Pendant la rotation et du fait de leur forme en spirale, les brocheuses avancent dans la matière des contre-poids et les usinent jusqu'à arriver au plus grand rayon en fin de spirale et à passer dans le secteur libre de tout outil permettant à la table mobile, après desserrage, d'amener le vilebrequin usiné en position de déchargement.During rotation and due to their spiral shape, the staplers advance in the material of the counterweights and machine them until they reach the largest radius at the end of the spiral and pass into the free sector of any tool allowing the moving table, after loosening, to bring the machined crankshaft to the unloading position.
Selon une autre forme de réalisation préférée de l'invention, le susdit arbre porteoutils du poste de brochage est entraîné en rotation selon deux mouvements rotatifs opposés, de telle sorte que le brochage des contre-poids centraux opéré sur le vilebrequin bridé sur la première station puisse être exécuté de haut en bas grâce à la rotation de l'outil demi-circulaire approprié dans le sens d'une rotation de l'arbre porte-outils et que le brochage des contre-poids extrêmes exécuté sur le vilebrequin bridé sur la deuxième station puisse être également exécuté de haut en bas grâce à la rotation de l'outil approprié dans l'autre sens de rotation de l'arbre porte-outils. Cette caractéristique permet l'usinage des pièces dans le même sens que le bridage ce qui améliore la tenue des vilebrequins dans les stations de bridage et donc permet un meilleur brochage. According to another preferred embodiment of the invention, the above-mentioned tool-holder shaft of the broaching station is rotated in two opposite rotary movements, so that the broaching of the central counterweights operated on the crankshaft flanged on the first station can be executed from top to bottom thanks to the rotation of the appropriate semicircular tool in the direction of a rotation of the tool-holding shaft and that the broaching of the extreme counterweights carried out on the crankshaft flanged on the second station can also be run from top to bottom by rotating the appropriate tool in the other direction of rotation of the tool shaft. This characteristic allows the machining of the parts in the same direction as the clamping which improves the holding of the crankshafts in the clamping stations and therefore allows better broaching.
Une telle cinématique a pour objet de mettre en oeuvre un procédé de travail original de brochage en duplex qui consiste:
- dans un premier temps, à usiner sur une première station de bridage d'une machine-outil les faces des contre-poids centraux d'un vilebrequin au moyen de l'outil sectoriel approprié entraîné dans un sens de rotation de haut en bas face aux contre-poids centraux, tout en exécutant les opérations auxiliaires nécessaires à l'installation d'un nouveau vilebrequin sur la deuxième station de bridage,
- dans un deuxième temps, à inverser le sens de rotation du poste de brochage et à usiner de haut en bas sur la deuxième station de bridage les faces des contre-poids extrêmes du vilebrequin venant d'être installé au moyen de l'autre outil sectoriel approprié du poste de brochage, tout en exécutant les opérations auxiliaires nécessaires au déchargement du vilebrequin déjà usiné pour l'installer sur la deuxième station et à l'installation d'un nouveau vilebrequin sur la première station de bridage.The purpose of such kinematics is to implement an original duplex broaching work process which consists of:
- firstly, to machine on a first clamping station of a machine tool the faces of the central counterweights of a crankshaft by means of the appropriate sectoral tool driven in a direction of rotation from top to bottom face at the central counterweights, while performing the auxiliary operations necessary for the installation of a new crankshaft on the second clamping station,
- in a second step, to reverse the direction of rotation of the broaching station and to machine from top to bottom on the second clamping station the faces of the extreme counterweights of the crankshaft just installed by means of the other tool appropriate sector of the broaching station, while carrying out the auxiliary operations necessary for the unloading of the crankshaft already machined to install it on the second station and for the installation of a new crankshaft on the first clamping station.
Selon un mode de réalisation préférée de l'invention, le portique surmontant la machine-outil et qui assure le transfert des vilebrequins d'une station de bridage à l'autre comporte un chariot monté coulissant et disposant de deux pinces de préhension des vilebrequins ayant un pas égal au pas des deux tables mobiles en position de chargement/déchargement des deux stations de bridage de la machine-outil de manière à pouvoir assurer les opérations de manutention des vilebrequins deux par deux en intervenant simultanément sur les deux tables mobiles des deux stations de bridage ou sur une table mobile d'une station de bridage et un autre poste de travail (convoyeur d'arrivée ou de sortie par exemple) situé en amont ou en aval de la machine-outil. According to a preferred embodiment of the invention, the gantry surmounting the machine tool and which ensures the transfer of the crankshafts from one clamping station to the other comprises a carriage mounted to slide and having two grippers for gripping the crankshafts having a pitch equal to the pitch of the two mobile tables in the loading / unloading position of the two machine tool clamping stations so as to be able to carry out the crankshaft handling operations two by two by operating simultaneously on the two mobile tables of the two stations clamping or on a mobile table of a clamping station and another work station (arrival or exit conveyor for example) located upstream or downstream of the machine tool.
La machine-outil de l'invention présente de nombreux avantages et parmi ceux-ci:
- une intégration facile dans une ligne classique d'usinage de vilebrequins,
- un encombrement d'occupation au sol réduit au minimum,
- une productivité double pour un même poste de brochage,
- l'absence de travaux de génie civil particuliers pour son installation,
- une bonne tenue des vilebrequins dans les stations de bridage,
- et un changement très aisé des outils.The machine tool of the invention has many advantages and among these:
- easy integration into a conventional crankshaft machining line,
- a space requirement on the ground reduced to a minimum,
- double productivity for the same broaching station,
- the absence of specific civil works for its installation,
- good behavior of the crankshafts in the clamping stations,
- and a very easy change of tools.
Bien que les aspects principaux de l'invention considérés comme nouveaux aient été exprimés ci-dessus dans leur forme la plus élémentaire, de plus amples détails concernant un mode de réalisation préférée d'une machine-outil respectant les concepts fondamentaux de l'invention, seront mieux compris en se référant à la description ci-après et aux dessins l'accompagnant illustrant ce mode de réalisation. Although the main aspects of the invention considered to be new have been expressed above in their most basic form, further details concerning a preferred embodiment of a machine tool respecting the fundamental concepts of the invention, will be better understood by referring to the description below and to the accompanying drawings illustrating this embodiment.
Sur ces dessins:
La figure 1 est une vue de profil schématique d'une machine-outil pour le brochage des faces des contre-poids d'un vilebrequin pour des moteurs à quatre cylindres en ligne.In these drawings:
Figure 1 is a schematic side view of a machine tool for the broaching of the faces of the counterweights of a crankshaft for four-cylinder in-line engines.
La figure 2 est une vue de dessus schématique illustrant le mode de fonctionnement d'une telle machine-outil. Figure 2 is a schematic top view illustrating the operating mode of such a machine tool.
La machine-outil de l'invention, référencée M dans son ensemble et représentée sur le dessin de la figure 1, est affectée dans le cas présent à l'usinage par brochage des faces des contre-poids de vilebrequins pour des moteurs à quatre cylindres en ligne. The machine tool of the invention, referenced M as a whole and represented in the drawing of FIG. 1, is assigned in the present case to the machining by broaching of the faces of the crankshaft counterweights for four-cylinder engines online.
Une telle machine est constituée d'un bâti B réalisé classiquement en mécano soudé et à partir de longerons judicieusement assemblés entre eux afin de servir de structure logique aux différents organes nécessaires au fonctionnement de la machine et qui vont être ci-dessus décrits. Such a machine consists of a frame B conventionally made of mechanically welded and from spars judiciously assembled together in order to serve as a logical structure for the various organs necessary for the operation of the machine and which will be described above.
Selon les dispositions principales de l'invention, le bâti B est aménagé pour recevoir le long de l'axe de transfert (symbolisé par la flèche A) d'une chaîne d'usinage non représentée et dans un même plan horizontal
- un poste de brochage P avec une broche 100 constituée d'un arbre-porte-outils entraîné en rotation (flèches R1 et R2),
- et deux stations de bridage S1 et S2 qui, assurant le maintien de vilebrequins 200, sont disposées parallèlement de part et d'autre de la broche 100 du poste de brochage P.According to the main provisions of the invention, the frame B is arranged to receive along the transfer axis (symbolized by the arrow A) a machining chain not shown and in the same horizontal plane
a broaching station P with a spindle 100 consisting of a tool-carrying shaft driven in rotation (arrows R1 and R2),
- And two clamping stations S1 and S2 which, ensuring the maintenance of crankshafts 200, are arranged in parallel on either side of the spindle 100 of the broaching station P.
Ces deux stations de bridage S1 et S2 se composent chacune de deux parties:
- d'une part, un poste de serrage 310 et 320 de vilebrequin 200 où les contre-poids du vilebrequin 210 et 220 sont à portée des outils rotatifs 110 et 120 de l'axe porte-outils 100,
- et d'autre part, une table mobile 410 et 420 qui passe d'une position où elle peut être chargée ou déchargée du vilebrequin 200 à une position de serrage pendant laquelle elle se trouve sous le poste de serrage 310 et 320 et où le vilebrequin 200 est bridé pour son brochage.These two clamping stations S1 and S2 each consist of two parts:
on the one hand, a crankshaft clamping station 310 and 320 200 where the counterweights of the crankshaft 210 and 220 are within reach of the rotary tools 110 and 120 of the tool-holder axis 100,
- And on the other hand, a movable table 410 and 420 which passes from a position where it can be loaded or unloaded from the crankshaft 200 to a clamping position during which it is under the clamping station 310 and 320 and where the crankshaft 200 is flanged for its pinout.
Les deux postes de serrage 310 et 320 se trouvent à égale distance de l'axe de rotation de l'arbre porte-outils 100, les tables mobiles 410 et 420 amènent le vilebrequin 200 à usiner au dessous du poste de serrage 310 et 320 afin que celui-ci assure le bridage du vilebrequin 200, le brochage est réalisé avec le vilebrequin 200 posé sur la table 410 et 420 et serré par le vérin 311 ou 321 des postes de serrage 310 et 320. Du fait que les outils 110 et 120 sont des broches adoptant une forme demi-circulaire spiralée, le poste de brochage P n'avance pas vers la pièce à usiner mais fait tourner son axe porte-outils 100 qui entraîne les outils 110 et 120 de façon à ce que, au fur et à mesure, que le diamètre de la courbe de la spirale augmente, la brocheuse 110 ou 120 entre dans la matière des contre-poids 210 ou 220 et assure l'usinage de celui-ci. Avantageusement, le vilebrequin 200 est amené sur la table mobile 410 ou 420 au dessous du poste de serrage 310 ou 320 lorsque l'arbre porteoutils 100 est orienté de telle façon que les contre-poids 210 ou 220 soient face au plus petit diamètre de la courbe formée par la spirale des outils appropriés 110 ou 120 pour l'usinage des contre-poids 210 ou 220 concernés. Réciproquement, le dégagement après desserrage du vilebrequin 200 usiné sur la table mobile 410 est réalisé lorsque l'outil 110 est en fin de course et présente devant les contre-poids 210 usinés un secteur angulaire libre 130 séparant les extrémités de plus grand diamètre des spirales des brocheuses demi-circulaires 110 et 120. The two clamping stations 310 and 320 are equidistant from the axis of rotation of the tool-holding shaft 100, the movable tables 410 and 420 cause the crankshaft 200 to be machined below the clamping station 310 and 320 so that this ensures the clamping of the crankshaft 200, the broaching is carried out with the crankshaft 200 placed on the table 410 and 420 and clamped by the jack 311 or 321 of the clamping stations 310 and 320. Because the tools 110 and 120 are spindles adopting a semi-circular spiral shape, the broaching station P does not advance towards the workpiece but rotates its tool-holder axis 100 which drives the tools 110 and 120 so that, as and as the diameter of the spiral curve increases, the stapler 110 or 120 enters the material of the counterweights 210 or 220 and ensures the machining thereof. Advantageously, the crankshaft 200 is brought to the movable table 410 or 420 below the clamping station 310 or 320 when the tool-holder shaft 100 is oriented so that the counterweights 210 or 220 are facing the smallest diameter of the curve formed by the spiral of the appropriate tools 110 or 120 for the machining of the counterweights 210 or 220 concerned. Conversely, the release after loosening of the crankshaft 200 machined on the movable table 410 is achieved when the tool 110 is at the end of its travel and has before the counterweights 210 machined a free angular sector 130 separating the ends of larger diameter of the spirals semicircular staplers 110 and 120.
D'autre part, comme on peut le voir plus en détails sur le dessin de la figure 2, l'arbre porte-outils 100 du poste de brochage P comporte plusieurs outils demi-circulaires 110 et 120 entraînés en rotation (flèches R1 et R2) de telle sorte que les outils demicirculaires 110 assurent le brochage des faces des contre-poids centraux 210 du vilebrequin 200 bridé sur la station S1 et que les outils demi-circulaires 120 assurent le brochage des faces des contre-poids extrêmes 220 de l'autre vilebrequin 200 bridé sur la station S2. On the other hand, as can be seen in more detail in the drawing of FIG. 2, the tool-holder shaft 100 of the broaching station P comprises several semi-circular tools 110 and 120 driven in rotation (arrows R1 and R2 ) so that the semi-circular tools 110 pin the faces of the central counterweights 210 of the crankshaft 200 flanged on the station S1 and that the semi-circular tools 120 pin the faces of the extreme counterweights 220 of the another crankshaft 200 flanged on station S2.
L'arbre porte-outils 100, guidé dans deux paliers 100a et 100b, est entraîné en rotation, via un réducteur lOOc, selon deux mouvements rotatifs opposés R1 et R2 de telle sorte que l'usinage des contre-poids centraux 210 exécuté sur le vilebrequin 200 bridé sur la station S1 puisse être exécuté de haut en bas grâce à la rotation des outils 110 dans le sens de la flèche R1 et que l'usinage des contre-poids extrêmes 220 exécuté sur le vilebrequin 200 bridé sur la station S2 puisse être également exécuté de haut en bas grâce à la rotation des outils 120 dans le sens de la flèche R2, et ce sans que la position du vilebrequin ne soit inversée entre les deux stations S 1 et S2.The tool shaft 100, guided in two bearings 100a and 100b, is driven in rotation, via a reduction gear 100c, according to two opposite rotary movements R1 and R2 so that the machining of the central counterweights 210 executed on the crankshaft 200 flanged on station S1 can be executed from top to bottom thanks to the rotation of tools 110 in the direction of arrow R1 and that the machining of extreme counterweights 220 executed on crankshaft 200 flanged on station S2 also be executed from top to bottom thanks to the rotation of the tools 120 in the direction of the arrow R2, and this without the position of the crankshaft being reversed between the two stations S 1 and S2.
Comme on peut le voir sur ce dessin, les outils demi-circulaires spiralés 110 et 120 ont leur plus petit rayon en vis à vis de façon à créer un secteur angulaire d'outil qui ne vienne pas en contact avec les contre-poids à usiner. Ces outils 110 et 120 sont également disposés sur l'arbre porte-outils rotatif 100 de manière à être séparés entre leur plus grand rayon par un secteur inoccupé de temporisation 130, permettant de dégager facilement les outils 110 et 120 entre les faces à usiner des contre-poids 210 et 220 à en fin de chaque opération de brochage. As can be seen in this drawing, the semi-circular spiral tools 110 and 120 have their smallest radius opposite so as to create an angular sector of the tool which does not come into contact with the counterweights to be machined . These tools 110 and 120 are also arranged on the rotary tool shaft 100 so as to be separated between their largest radius by an unoccupied time-delay sector 130, allowing tools 110 and 120 to be easily released between the faces to be machined. counterweight 210 and 220 at the end of each broaching operation.
Le dessin de la figure 2 a pour objet d'illustrer par un schéma synoptique, la cinématique du poste de brochage P entre les deux stations de bridage S1 et S2 d'une machine M assurant l'usinage par brochage des contre-poids centraux 210 et extrêmes 220 de vilebrequins 200. Comme on peut le voir sur ce dessin, les outils demi-circulaires spiralés 110 sont représentés en traits mixtes et aptes à usiner par brochage les contre-poids centraux 210 du vilebrequin 200 maintenu dans la station de bridage S1 lorsque la spirale de l'outil par rotation de l'axe poste de brochage P se rapprochera de cette dernière, et l'outil circulaire 120 est représenté en traits pleins et apte à usiner par brochage les contre-poids extrêmes 220 d'un autre vilebrequin 200 maintenu dans la station de bridage S2 lorsque le poste de brochage P se rapprochera de cette dernière. The drawing of Figure 2 aims to illustrate by a block diagram, the kinematics of the broaching station P between the two clamping stations S1 and S2 of a machine M ensuring the machining by pinning of the central counterweights 210 and extremes 220 of crankshafts 200. As can be seen in this drawing, the spiral semicircular tools 110 are shown in phantom and able to machine by pinning the central counterweights 210 of the crankshaft 200 maintained in the clamping station S1 when the spiral of the tool by rotation of the broaching station axis P approaches this latter, and the circular tool 120 is shown in solid lines and capable of machining by broaching the extreme counterweights 220 of another crankshaft 200 maintained in the clamping station S2 when the broaching station P will approach the latter.
ll est utile de préciser que le vilebrequin 200 représenté sur les dessins des figures 1 et 2 a été considéré comme le même en un instant donné pour mieux mettre en évidence les cycles d'usinage, et les cycles de manutention des vilebrequins seront adaptés de telle manière que chaque vilebrequin 200 soit usiné dans les deux stations S1 et S2 mais dans des machines-outils M distinctes. En effet, le procédé de travail mis en oeuvre dans l'invention, trouve un plus grand intérêt lorsqu'une chaîne d'usinage C intègre en série dans le sens du transfert (flèche A), au moins deux machines-outils M aptes à usiner la première, les contre-poids centraux 210 d'un premier vilebrequin 200 et les contre-poids extrêmes 220 d'un deuxième vilebrequin 200, et l'autre, les contre-poids centraux 210 du deuxième vilebrequin 200 et les contre-poids extrêmes 220 du premier vilebrequin 200. lt is useful to specify that the crankshaft 200 represented in the drawings of FIGS. 1 and 2 has been considered to be the same in a given instant in order to better highlight the machining cycles, and the handling cycles of the crankshafts will be adapted in such a way. so that each crankshaft 200 is machined in the two stations S1 and S2 but in separate machine tools M. Indeed, the working method implemented in the invention finds greater interest when a machining chain C integrates in series in the direction of transfer (arrow A), at least two machine tools M capable of machine the first, the central counterweights 210 of a first crankshaft 200 and the extreme counterweights 220 of a second crankshaft 200, and the other, the central counterweights 210 of the second crankshaft 200 and the counterweights extremes 220 of the first crankshaft 200.
Selon le type de chaîne d'usinage dans laquelle les machines-outils de l'invention seront incluses, d'autres postes de convoyage ou de stock tampon peuvent être aménagés en amont ou en aval des machines-outils M, démonstration que ces dernières peuvent facilement s'insérer dans une chaîne déjà existante.Depending on the type of machining line in which the machine tools of the invention will be included, other conveying stations or buffer stocks can be fitted upstream or downstream of the machine tools M, demonstration that the latter can easily fit into an already existing chain.
Lorsque la machine M est surmontée d'un portique, un chariot mobile peut assurer le transfert des vilebrequins 200 deux par deux d'une station de bridage S1 ou S2 d'une machine à l'autre station de bridage S2 ou S1 d'une autre machine. A cet effet, le chariot dudit portique est aménagé de deux pinces de préhension des vilebrequins 200, présentant un pas "p" égal au pas "p" des deux tables mobiles en position chargement/déchargement des deux stations de travail S1 et S2 de la machine-outil M, de manière à pouvoir mettre en oeuvre un cycle de manutention en duplex entre les deux stations de bridage S1 et S2 d'une part, et avec une station de bridage S1 et S2 d'une autre machine et un poste de travail externe (convoyeur ou stock tampon) situé en amont ou en aval d'autre part. En mettant en adéquation ce cycle de manutention en duplex des pinces de préhension du chariot d'un portique, avec les cycles de fonctionnement du poste de brochage P et des stations de bridage S1 et S2 de la machine M, il est alors possible d'usiner un vilebrequin 200 sur les deux stations de travail S1 et S2, sans pratiquement de temps mort des outils demicirculaires spiralés 110 et 120 à l'exception des temps de translation (flèches X) des tables mobiles 410 et 420 engageant ou désengageant le vilebrequin 200 du poste de serrage 310 ou 320. En effet, les temps d'usinage du poste d'usinage P sur une station de bridage sont dûment employés pour exécuter les opérations auxiliaires de débridage, de déchargement, de chargement, de bridage et d'indexage d'un vilebrequin sur l'autre station de bridage. When the machine M is surmounted by a gantry, a mobile carriage can ensure the transfer of the crankshafts 200 two by two from a clamping station S1 or S2 from a machine to the other clamping station S2 or S1 from a other machine. To this end, the carriage of said gantry is fitted with two grippers for gripping the crankshafts 200, having a pitch "p" equal to the pitch "p" of the two mobile tables in the loading / unloading position of the two work stations S1 and S2 of the machine tool M, so as to be able to implement a duplex handling cycle between the two clamping stations S1 and S2 on the one hand, and with a clamping station S1 and S2 on another machine and a external work (conveyor or buffer stock) located upstream or downstream on the other hand. By matching this duplex handling cycle of the grippers of the carriage of a gantry, with the operating cycles of the broaching station P and the clamping stations S1 and S2 of the machine M, it is then possible to machine a crankshaft 200 on the two work stations S1 and S2, with practically no downtime of the semi-circular spiral tools 110 and 120 with the exception of the translation times (arrows X) of the movable tables 410 and 420 engaging or disengaging the crankshaft 200 of the clamping station 310 or 320. In fact, the machining times of the machining station P on a clamping station are duly used to carry out the auxiliary operations of unclamping, unloading, loading, clamping and indexing a crankshaft on the other clamping station.
Dans la présente description, le fonctionnement du poste de brochage, des stations de bridage, du portique a été divulgué dans sa forme la plus élémentaire, en faisant volontairement abstraction des différents éléments nécessaires à leur mise en oeuvre qui ne relève que de la compétence courante d'un homme de métier spécialisé dans les techniques employées. In the present description, the operation of the broaching station, of the clamping stations, of the gantry has been disclosed in its most basic form, by voluntarily disregarding the various elements necessary for their implementation which only comes under current competence. of a specialist in the techniques used.
On comprend que la machine-outil M, qui vient d'être ci-dessus décrite et représentée, l'a été en vue d'une divulgation plutôt que d'une limitation. Bien entendu, divers aménagements, modifications et améliorations pourront être apportés aux exemples ci-dessus, sans pour autant sortir du cadre de l'invention pris dans ses aspects et dans son esprit les plus larges. It is understood that the machine tool M, which has just been described and shown above, was for the purpose of disclosure rather than limitation. Of course, various arrangements, modifications and improvements could be made to the above examples, without departing from the scope of the invention taken in its broadest aspects and spirit.
Afin de permettre une meilleure compréhension des dessins, une liste des références avec leurs légendes est ci-après énumérée. In order to allow a better understanding of the drawings, a list of references with their legends is listed below.
M Machine-outil
B..... Bâti de la machine-outil M
P .. Poste de brochage
S1,S2 .. Stations de bridage
100 . . .. Arbre porte-outils
100a,100b Paliers de l'arbre 100
100c... Réducteur de l'arbre 100
110,120 Outils demi-circulaires spiralés 200 . Vilebrequins
210 Contre-poids centraux
220... Contre-poids extrêmes
310, 320 Poste de serrage des stations de bridage
311, 321 Vérins de serrage
410, 420 Tables mobiles des stations de bridage
"p" Pas défini par l'écartement des tables
mobiles en position
chargement/déchargement
Flèche A .. Mouvement de transfert
Flèches R1,R2 Mouvements de rotation de la broche 100 Flèches X . Mouvement de translation des tables
mobiles M Machine tool
B ..... Machine tool frame M
P .. Broaching station
S1, S2 .. Clamping stations
100. . .. Tool-holder shaft
100a, 100b Shaft bearings 100
100c ... Shaft reducer 100
110,120 Spiral semi-circular tools 200. Crankshafts
210 Central counterweights
220 ... Extreme counterweights
310, 320 Clamping station for clamping stations
311, 321 Clamping cylinders
410, 420 Mobile tables of clamping stations
"p" Not defined by table spacing
mobile in position
loading unloading
Arrow A .. Transfer movement
Arrows R1, R2 Spindle rotation movements 100 Arrows X. Translation movement of tables
mobiles
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9608370A FR2750629B1 (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | MACHINE TOOL FOR PINCHING THE FACES OF CRANKSHAFT COUNTERWEIGHTS FOR IN-LINE FOUR-CYLINDER ENGINES AND ITS WORKING METHOD |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9608370A FR2750629B1 (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | MACHINE TOOL FOR PINCHING THE FACES OF CRANKSHAFT COUNTERWEIGHTS FOR IN-LINE FOUR-CYLINDER ENGINES AND ITS WORKING METHOD |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2750629A1 true FR2750629A1 (en) | 1998-01-09 |
| FR2750629B1 FR2750629B1 (en) | 1998-11-13 |
Family
ID=9493735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9608370A Expired - Lifetime FR2750629B1 (en) | 1996-07-02 | 1996-07-02 | MACHINE TOOL FOR PINCHING THE FACES OF CRANKSHAFT COUNTERWEIGHTS FOR IN-LINE FOUR-CYLINDER ENGINES AND ITS WORKING METHOD |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2750629B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2282720A (en) * | 1940-09-19 | 1942-05-12 | Leblond Mach Tool Co R K | Crankshaft broaching lathe |
| EP0379723A2 (en) * | 1989-01-23 | 1990-08-01 | Boehringer Werkzeugmaschinen GmbH | Groove machining lathe equipped with tools |
| DE9402772U1 (en) * | 1993-09-10 | 1994-06-09 | Naxos-Union Schleifmittel- Und Schleifmaschinenfabrik Ag, 60386 Frankfurt | Rotary broaching machine for the pin bearings of a crankshaft |
-
1996
- 1996-07-02 FR FR9608370A patent/FR2750629B1/en not_active Expired - Lifetime
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| DE9402772U1 (en) * | 1993-09-10 | 1994-06-09 | Naxos-Union Schleifmittel- Und Schleifmaschinenfabrik Ag, 60386 Frankfurt | Rotary broaching machine for the pin bearings of a crankshaft |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2750629B1 (en) | 1998-11-13 |
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