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Monsieur Alois TSCHERNE.
Procédé et dispositif pour la fabrication d'outils de coupe rotatifstelsque fraises, alésoirs eto.."
La présente Invention concerne un procédé et un dispositif pour la fabrication d'outils de coupe tels que les fraises, les alésoirs, etc..., qui reçoivent lors de leur utili- sation un mouvement de rotation et dans lesquels le bord de coupe croise l'axe de rotation de l'outil. Lee procédé de fa- brication de l'outil de coupe consiste en ce que la pièce d'ouvrage ou ébauche avec laquelle on fabrique la fraise, etc... ont montée sur un mandrin qui est monta et tourne dans un cha- riot alternatif. Le chariot est actionné à angle droit par rapport à l'axe de rotation d'une fraise profilée ou d'un autre outil, qui forme des évidements ou échancrures dans la pièce
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d'ouvrage.
Or l'arbre et avec lui la pièce d'ouvrage tournent pendant le déplacement axial de cette pièce et ce dans une me-
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sure croissante ou décroissante, tandis que la fraise profilée passe d'une face de bout de la pièce dyouvrage à ilautroy duo ea sorte que les bords latéraux des échancrures usinées dans la pièce d'ouvrage, sont obliques entre eux. Ces bords latéraux des échancrures peuvent dans ce cas être rectilignes, ou avoir une direction hélicoidale. Dans ce cas, les outils de coupe rotatif (fraises et alésoirs) sont fabriqués avantageusement de manière que deux bords de coupe successifs de la fraise, alésoir, etc...., à fabriquer, forment un angle entre eux et ne soient donc pas équidistants. Des outils de coupe de ce genre offrent l'avantage que pour une même dépense de forme ils donnent un rendement plus élevé avec une marche plus calme.
Pour la mise en oeuvre du procédé on peut se servir de machines dont les dessins ci-joints représentent'deux exemples d'exécu- tion.
La fig. 1 est une vue de dessus d'une machine ;
La fig. 2 est une vue latérale et
La fig. 3 une vue de bout de. la machine;
Les fig. 4,5,6,7,8 montrent schématiquement le fonctionnement de la machine;
Les fig. 9 et 10 montrent des parties d'une fraise fabriquée d'après le procédé de l'invention;
La fig. 11 est une vue latérale, partie en coupe, d'une deuxième forme d'exécution de la machine;
La fig. 12 est un plan;
La fig. 13 est une vue de bout;
Les fig. 14 et 15 moniBent des détails de la machine;
La machine représentée sur les fin. 1 à 10 est
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employée en combination avec une machine fraiseuse connue, non représentée sur les dessins.
La fraiseuse possède une table de fraisage T mobile dans un sens et dans l'autre dans un banc, et au-dessus de cette table est monté et tourne un arbre de fraisage Z destiné à recevoir une fraise R, de manière que l'axe de rotation de l'arbre Z soit perpendiculaire au chemin de mouvement du chariot T. La commande du chariot T et de l'arbre Z peut se faire de manière connue quelconque. Sur la table T on a rigidement vissé une enveloppe 1, dans laquelle est monté et tourne un arbre creux.2. Un segment denté 3 est rigidement fixé sur l'arbre creux 2. Une crémaillère 4 engrène avec le segment denté 3 et est guidée dans des guides de l'enveloppe 1 de manière à être verticalement mobile. La crémaillère 4 porte un pivot 6 sur lequel est monté et tourne un coulisseau 5.
Le coulisseau 5 est mobile dans une rainure 8 d'un bras 28 qui est monté et tourne dans un palier 9 au moyen d'un pivot 7. Le palier 9 est rigidement relié au chariot transversal S de la fraiseuse, et le chariot longitudinal. T est monté et est longitudinalement mobile dans ce coulisseau transversal. On a disposé dans le coulis seau 10 le maneton 30 d'un plateau-manivelle 11. Ce plateau est monté sur l'arbre 14, qui est monté et tourne dans le palier 12. La commande de l'arbre 14 se fait de la commande de la broche de fraise Z à l'aide de moyens non représentés sur les dessins. Dans l'arbre creux 2 est monté et tourne une broche 32 rigidement reliée au plateau diviseur 16. Un étrier 15, fixé sur l'extré- mité de l'arbre creux 2, porte une cheville 17 coopérant avec dos trous 33 du plateau diviseur 16.
A l'aide de cette cheville on peut régler l'arbre 32 par rapport à l'arbre creux 2 et déterminer en conséquence le nombre de dents de la fraise, etc.. en usinage. La pièce d'ouvrage A est fixé sur un mandrin 20
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au moyen d'écrous 21. Le mandrin est maintenu par une broche
32 et une pointe de poupée 23. De plus, ce mandrin 20 est re- lié à la broche 32 au moyen d'un manchon d'accouplement 19 de manière que le mandrin 20 ne puisse pas tourner par rapport à l'arbre 32.
Le fonctionnement est le suivant:
Après que l'ébauche ou corps de fraise A à usiner a été monté entre des pointes, ainsi que décrit ci-dessus, on ramène le chariot longitudinal T au point que la surface de bout b de la pièce d'ouvrage A se trouve derrière la fraise H. On règle alors plus haut le chariot T conformément à la profondeur à usiner de la pièce d'ouvrage A. La surface de bout b de la pièce d'ouvrage A est le bord d'attaque par le- quel l'usinage commence. Dans cette position, le coulisseau 5, établi et tournant sur le pivot 6 de la crémaillère 4, se trouve, conformément à l'épaisseur ou à la longueur de la pièce à usiner A, plus en arrière du centre do rotation du pivot 7 dans la rai- nure 8 du bras oscillant 28.
Si on met maintenant la machine en marche, l'arbre 14 actionnant le maneton 30 tourne lui aussi, de sorte que le bras oscillant 28 oscille. La crémaillère 4, reléèe à ce bras et guidée dans l'enveloppe 1, glisse vers le haut et vers le bas et fait osciller au moyen du segment denté 3 l'arbre creux et avec lui la pièce d'ouvrage A dans un sens et dans l'autre. En même temps le coulisseau de travail T est guidé vers la fraise H et comme, ainsi que décrit ci-dessus, la pièce d'ouvrage A tourne conformément à l'oscillation du bras 28 dans les deux directions d, !11,@il se forme dans la pièce A,au début de l'avancement du chariot de la table, une large entaille ± en b.
Comme conformément à l'avancement progrès- sif du chariot, le coulisseau 5, stué dans la rainure 8, se
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rapproche du centre de rotation du bras oscill'ant 28, il est évident que le mouvement oscillant de la pièce d'ouvrage A devient toujours plus faible, et lorsque le pivot 6 du coulisseau 5 se trouve exactement en face du pivot de portée 7 du bras oscillant 23 (fig. 1 et 2), le mouvement de la crémaillère 4 et en conséquente la rotation de la pièce d'ouvrage A devien- nent égaux à zéro.
Du fait que le coulisseau 5 se rapproche toujours plus de l'axe du bras oscillant 28 dans la rainure 8 de ce bras, qui est stationnaire, pendant la course de travail de la machine, il se produit ainsi dans la pièce A une en- taille f se terminant en un angle, entaille dont les bords c et ±'donnent des lignes hélicoïdales conformément à l'angle, d'oscillation réglé du bras 28. Le bord ± de l'entaille f forme ainsi le bord de coupe de la dent, tandis que le bord c' donne le dos de la dent conformément au profil de la fraise H.
Les dents ainai formées dans la pièce d'ouvrage possèdent un profil uniforme.
La machine de la fig. 11 possède une partie infé- rieure R qui est fixée de manière amovible sur une table F d'une fraiseuse au moyen de vis 61. Sur la partie inférieure R, on a monté à l'aide d'un pivot 69 un cadre B de manière qu'il puisse tourner. Le cadre B sert à recevoir la pièce d'ouvrage A. Cette pièce est serrée au moyen d'un écrou 50 sur un mandrin 46 monté entre des pointes. On a fixé sur le mandrin 46 un organe d'entraînement 47 qui est courbé et qui s'ebgage dans une fourche 48. La fourche 48 est fixée sur un arbre 49 portant la pointe 42, cet arbre étant monté et tour- nant dans le bâti B. L'arbre 49 porte en outre un plateau diviseur 44 qui est pourvu d'encoches sur sa circonférence.
On peut-insérer dans,chaque encoche du plateau 44 un levier 45,
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qui est monté et tourne sur le bâti B et qui est soumis à l'action d'un ressort tendant à maintenir le levier 45 en prise avec le plateau diviseur 44.
La pointe 43 peut être déplacée au moyen d'une via minrométrqiue 51. La bâti B possède dans son extrémité libre une rainure longitudinale 65. Dans cette rainure 65 on a disposé un coulisseau mobile 59. Ce coulisseau est monté et tourne sur un maneton 58 qui est radialement réglable sur un plateau manivelle 57. Le plateau 57 est monté sur un arbre 44 qui est monté et tourne dans la partie inférieure R. Il
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porta unn roue à vi sens fin fifi, avon 1$tal1A nnprvéne unn vis sans fin 54. L'arbre de vis sans fin 53 est monté et tourne dans une enveloppe C fixée sur la partie inférieure R ; il porte à son extrémité libre une poulie 52 qui permet de faire tourner l'arbre 53 et en conséquence le maneton 58. Dans ce but on a péèvu une commande non représentée sur les dessins.
Pour travailler la pièce d'ouvrage A on a prévu une fraise H qui est montée et actionnée de manière connue.
La pièce d'ouvrage cylindrique A est fixée sur le mandrin 46 qui est établi dans le bâti B entre les points 42, 43 et qui est fixé dans le bâti B au moyen du taquet d'entraînement 47 et du plateau diviseur 44. La table F se meut en direction du plan de la fraise H. Mais l'arbre 53 est actionné en même temps, de sorte que le cadre B oscille dans un sens et dans l'autre au moyen du pivot 60.
La fraise ne forme dans la pièce d'ouvrage A Qu'une rainure dont les parois latérales forment un angle.
Lorsqu'une rainure est terminée, la pièce d'ouvrage A avance d'une division angulaire par la rotation du plateau diviseur 44, de façon à pouvoir usiner une deuxième rainure. Lorsque
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toutes les rainures sont fraisées, on enlève la pièce d'ouvrage du mandrin 46, on la retourne et on la monte de nouveau, de façon à pouvoir dormer maintenant une série de rainures 64 dans la pièce d'ouvrage A.
Au lieu de fraiser les rainures, on peut d'après le procédé de l'invention les raboter ou les usiner à l'aide de tout autre outil convenable. Au lieu de rainures sur la circonférence de pièces d'ouvrage cylindriques, on peut aussi usiner des rainures dans des articles plats. Le mouvement relatif entre l'outil et la pièce d'ouvrage peut se faire par exemple du fait que le mouvement d'avancement dans la direction du mandrin, ainsi que le mouvement transversal se font par re- prises, et non pas en continu, et cet avancement à reprises se fera chaque fois que les dents sont formées par un rabot.
La pièce d'ouvrage avance quelque peu en tournant sur son axe chaque fois que l'outil à raboter commence une passe de travail.
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Mr. Alois TSCHERNE.
Method and device for the manufacture of rotary cutting tools such as end mills, reamers etc. "
The present invention relates to a method and a device for the manufacture of cutting tools such as milling cutters, reamers, etc., which during their use receive a rotational movement and in which the cutting edge crosses. the axis of rotation of the tool. The method of manufacturing the cutting tool is that the workpiece or blank with which the milling cutter, etc. is made, is mounted on a mandrel which is mounted and rotated in a reciprocating carriage. . The carriage is actuated at right angles to the axis of rotation of a profile milling cutter or other tool, which forms recesses or indentations in the workpiece
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of book.
However, the shaft and with it the workpiece rotate during the axial displacement of this part and this in a
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sure increasing or decreasing, while the profiled cutter passes from one end face of the workpiece to ilautroy duo so that the side edges of the notches machined in the workpiece, are oblique to each other. These side edges of the notches can in this case be rectilinear, or have a helical direction. In this case, the rotary cutting tools (milling cutters and reamers) are advantageously manufactured so that two successive cutting edges of the milling cutter, reamer, etc., to be manufactured, form an angle between them and are therefore not equidistant. Cutting tools of this kind offer the advantage that, for the same expenditure of form, they give a higher yield with a quieter march.
For carrying out the process, machines may be used, of which the accompanying drawings represent two working examples.
Fig. 1 is a top view of a machine;
Fig. 2 is a side view and
Fig. 3 an end view of. the machine;
Figs. 4,5,6,7,8 schematically show the operation of the machine;
Figs. 9 and 10 show parts of a mill made according to the method of the invention;
Fig. 11 is a side view, partly in section, of a second embodiment of the machine;
Fig. 12 is a plane;
Fig. 13 is an end view;
Figs. 14 and 15 show details of the machine;
The machine shown on the end. 1 to 10 is
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used in combination with a known milling machine, not shown in the drawings.
The milling machine has a milling table T movable in one direction and the other in a bed, and above this table is mounted and rotates a milling shaft Z intended to receive a milling cutter R, so that the axis of rotation of the shaft Z is perpendicular to the movement path of the carriage T. The control of the carriage T and of the shaft Z can be carried out in any known manner. A casing 1 has been rigidly screwed onto the table T, in which a hollow shaft is mounted and rotates. 2. A toothed segment 3 is rigidly fixed to the hollow shaft 2. A rack 4 meshes with the toothed segment 3 and is guided in guides of the casing 1 so as to be vertically movable. The rack 4 carries a pivot 6 on which a slide 5 is mounted and rotates.
The slide 5 is movable in a groove 8 of an arm 28 which is mounted and rotates in a bearing 9 by means of a pivot 7. The bearing 9 is rigidly connected to the transverse carriage S of the milling machine, and the longitudinal carriage. T is mounted and is movable longitudinally in this transverse slide. The crank pin 30 of a crank 11 has been placed in the bucket slider 10. This plate is mounted on the shaft 14, which is mounted and rotates in the bearing 12. The shaft 14 is controlled by control of the milling spindle Z using means not shown in the drawings. In the hollow shaft 2 is mounted and rotates a spindle 32 rigidly connected to the divider plate 16. A bracket 15, fixed to the end of the hollow shaft 2, carries a pin 17 cooperating with the holes 33 of the divider plate. 16.
Using this pin, the shaft 32 can be adjusted relative to the hollow shaft 2 and accordingly determine the number of teeth of the cutter, etc. in machining. The workpiece A is fixed on a mandrel 20
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by means of nuts 21. The mandrel is held by a spindle
32 and a tailstock point 23. Further, this mandrel 20 is connected to the spindle 32 by means of a coupling sleeve 19 so that the mandrel 20 cannot rotate relative to the shaft 32.
The operation is as follows:
After the blank or milling body A to be machined has been mounted between centers, as described above, the longitudinal carriage T is returned to the point that the end surface b of the workpiece A is behind the milling cutter H. The carriage T is then set higher in accordance with the depth to be machined of the workpiece A. The end surface b of the workpiece A is the leading edge through which the machining begins. In this position, the slide 5, established and rotating on the pivot 6 of the rack 4, is, in accordance with the thickness or the length of the workpiece A, further back from the center of rotation of the pivot 7 in the groove 8 of the swing arm 28.
If the machine is now switched on, the shaft 14 actuating the crankpin 30 also rotates, so that the swing arm 28 oscillates. The rack 4, connected to this arm and guided in the casing 1, slides up and down and by means of the toothed segment 3 oscillates the hollow shaft and with it the workpiece A in one direction and in the other. At the same time the working slide T is guided towards the milling cutter H and as, as described above, the workpiece A rotates according to the oscillation of the arm 28 in both directions d,! 11, @ il At the start of the advance of the table carriage, a large notch ± at b is formed in part A.
As in accordance with the progressive advancement of the carriage, the slide 5, stuck in the groove 8, is
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moves closer to the center of rotation of the oscillating arm 28, it is evident that the oscillating movement of the workpiece A becomes always weaker, and when the pivot 6 of the slide 5 is exactly opposite the bearing pivot 7 of the oscillating arm 23 (fig. 1 and 2), the movement of the rack 4 and consequently the rotation of the workpiece A become equal to zero.
Due to the fact that the slide 5 always approaches the axis of the oscillating arm 28 in the groove 8 of this arm, which is stationary, during the working stroke of the machine, there thus occurs in the part A an en- size f terminating in an angle, notch whose edges c and ± 'give helical lines in accordance with the set angle of oscillation of the arm 28. The ± edge of the notch f thus forms the cutting edge of the tooth, while edge c 'gives the back of the tooth in accordance with the profile of the H.
The teeth thus formed in the workpiece have a uniform profile.
The machine of FIG. 11 has a lower part R which is removably fixed to a table F of a milling machine by means of screws 61. On the lower part R, a frame B of way it can turn. The frame B is used to receive the work piece A. This piece is clamped by means of a nut 50 on a mandrel 46 mounted between spikes. A drive member 47 has been fixed to the mandrel 46 which is curved and which engages in a fork 48. The fork 48 is fixed on a shaft 49 carrying the point 42, this shaft being mounted and rotating in the fork. frame B. The shaft 49 further carries a divider plate 44 which is provided with notches on its circumference.
A lever 45 can be inserted into each notch of the plate 44,
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which is mounted and rotates on the frame B and which is subjected to the action of a spring tending to maintain the lever 45 in engagement with the divider plate 44.
The point 43 can be moved by means of a minrometrqiue via 51. The frame B has in its free end a longitudinal groove 65. In this groove 65 has been placed a movable slide 59. This slide is mounted and rotates on a crankpin 58 which is radially adjustable on a crank plate 57. The plate 57 is mounted on a shaft 44 which is mounted and rotates in the lower part R. It
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carried a fine fifi worm wheel, avon 1 $ tal1A nnprvene an worm 54. The worm shaft 53 is mounted and rotates in a casing C fixed on the lower part R; it carries at its free end a pulley 52 which makes it possible to rotate the shaft 53 and consequently the crank pin 58. For this purpose we have seen a control not shown in the drawings.
To work the workpiece A, a cutter H is provided which is mounted and actuated in a known manner.
The cylindrical workpiece A is fixed on the mandrel 46 which is established in the frame B between the points 42, 43 and which is fixed in the frame B by means of the drive tab 47 and the divider plate 44. The table F moves in the direction of the plane of the cutter H. But the shaft 53 is actuated at the same time, so that the frame B oscillates in one direction and the other by means of the pivot 60.
The milling cutter only forms a groove in workpiece A, the side walls of which form an angle.
When a groove is completed, the workpiece A advances by an angular division by the rotation of the divider plate 44, so as to be able to machine a second groove. When
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all the grooves are milled, the workpiece is removed from the mandrel 46, it is turned over and it is mounted again, so that a series of grooves 64 can now be accommodated in the workpiece A.
Instead of milling the grooves, it is possible, according to the method of the invention, to plan them or machine them using any other suitable tool. Instead of grooves on the circumference of cylindrical workpieces, grooves can also be machined in flat articles. The relative movement between the tool and the workpiece can take place, for example, owing to the fact that the forward movement in the direction of the mandrel, as well as the transverse movement, take place in pick-ups, and not continuously, and this advancement repeatedly will be done each time the teeth are formed by a plane.
The workpiece moves forward somewhat rotating on its axis each time the planer tool begins a work pass.
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