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échine outil automatique pour la fabrication de pièces en série
Cette invention est relative aux machines outils automatiques et autres et elle a pour principal objet la construc- tion de dispositifs pour produire en série ues pièces usinées ou finies, ayamt un profil rond, carré, hexagonal, octogonal ou. tout autre profil, par exemple des boulons et écrous.
elle a également pour objet la construction de machines outils auto=tiques et autres sur lesquelles ces pièces usinées ou finies peuvent être facilement faites en partant de barres rondes laminées à chaud ordinaires, et non pas nécessai- rament en partant de barres étirées, polies, comme on le fait
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d'ordinaire et comme le prix des barres étirées, polies est d'en- viron 40 % supérieur à celui des barres rohoss, laminees a chaud, on réalise une grosse économie, dans le prix (Le revient des pièces.
Les machines outils, automatiques et autres, que l'on emploie actuellement dans la fabrication des pièces de machines comme par exemple les coulons et écrous, ne peuvent être rationnellement utilisées pour travailler des matériaux bon Marche, principalement du fait que les 'barres rondes, laminées à chaud, ordinaires ont des dimensions variables et ne sont pas suffisamment redressées pour être utilisées dans une poupée rotative et saisies dans un mandir à ressort ordinaire.
En général, une machine outil automatique, ou autre, construite conformément à cette. invention, comprend. un porte-pièce monté de façon adéquate et les barres, qui ne tournent pas, sont maintenues pendant qu'ellessont usinées, un dispositif pour avancer-le porte-pièce ou les barres suivant les besoins, un dispositif pour déplacer ou avancer le porte-pièce et un dispositif pour serrer, relacher et avancer les barres dans le portepièce, pendant le temps nécessaire. Elle comporte en outre un porte-outil convenablement monté, ayant un ou plusieurs outils disposés pour travailler les barres lorsqu'elles sont tournées et avancées par le porte-pièce.
Les outils sont convenablement montés et entraînes et ils sont conçus pour travailler simultanément les barres dans les différentes positions. Les outils peuvent être tous entrai- nés à la même vitesse ou à des vitesses différentes suivant les besoins, pour faire l'opération d'usinage particulière à cet outil et dans quelques cas, la vitesse peut être variée pendant le travail pour obtenir les meilleurs résultats.
Des outils à centrer, percer, aléser, forer et outils similaires peuvent être utilisés ainsi que des outils à tronçonner ou autres, pour travailler l'intérieur ou l'extérieur de la barre,
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L'avance de l'outil pour le mouvement tranohant peut être dû au mouvement relatif de la barre ou un dispositif peut être prévu pour imprimer l'avance active de l'outil.
Lorsqu'on a besoin de mouvements d'outils autres que des mouvements axiaux par rapport à la barre, comme par exemple des mouvements radiaux ou des mouvements angulaires par rapport au rayon, des dispositifs sont prévus pour effectuer ces mou- vements de l'outil.
Dans quelques cas, un outil ou des outils peuvent être montés pour tourner autour d'un axe autre que l'axe de la barre et pendant qu'ils tournent sur cet axe, ils peuvent effectuer un mouvement planétaire autour de la barre. Cette construction est utilisée pour faire un nombre quelconque de méplats sur l'ex- térieur de la barre et, en calculant de façon adéquate les roues épicycliques ou autres pour effectuer l'entraînement et le mou- vement planétaire de l'outil ou des outils et déterminer la po- sition, le diamètre de coupe et le nombre de lames pour chaque; outil, la barre peut recevoir un profil triangulaire, carré, he- xagonal, octogonal ou autre, ayant un ou plusieurs méplats, par exemple deux méplats parallèles.
Les méplats sont formés sur la barre par suite du fait que les opérations de coupe des outils ou lames se déplacent dans des chemins épicycliques qui peuvent être des lignes droites ef- fectives, des courbes concaves ou convexes. Les fers et la barre sont montés les uns par rapport aux autres de telle sorte que les fers travaillent sur la barre sur ce que l'on peut appeler les parties centrales des¯chemins cycloidaux..Lorsque ces chemins ont une forme courbe, les courbes peuvent être uniquement ce que l'on appelle des courbes plates et en conséquence les parties centra- les de ces courbes sont effectivement des lignes droites et les méplats formés sur la barre sont des surfaces planes, pour tous les dessins que l'on a dans la pratique.
Le nombre de barres montées dans la machine peut
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dépasser le nombre de positions d'outils, si on le désire. Etant donné que les barres sont tournées, après chaque opération d'un ou de plusieurs crans, pour arriver dans les positions suivantes des outils. pour les opérations successives, il en résulte en conséquence que le nombre de barres dépasse le nombre de positions d'outils, dans une position donnéedu porte-pièce, quelques barres n'étant pas alors taillées par les outils.
Pour une meilleure compréhension de cette invention elle est décrite en détail ci-dessous, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels ;
La figure 1 est une vue latérale d'une forme de machine outil construite conformément à cette invention, en partie en coupe et avec deux poupées en position.
La figure 2 est une vue de bout de la figure 1 en partie en coupe, avec sept poupées en position.
La figure 3 est un plan de la figure 1 avec des parties supprimées.
La figure 4 est une vue ce bout, en élévation, d'un détail de la figure 1, comprenant une partie du porte-pièce.
Les figures 5 et 6, 7 à 12, 13 à 15,16 à 18 et 19 à 23 sont différentes vues, plus particulièrement décrites ci-dessous de cinq formes différentes de poupées que l'on utilise dans la machine.
Comme on le comprend, on peut employer différentes formes de porte-pièce ou magasin à barres mais, dans une forme de construction préférée et comme le montrent les dessins, le porte-pièce 24 est du type rotatif et il tourne sur un axe adéquat de préférence horizontal. Les barres 25 sont parallèles ou pra- tiquement parallèles à cet-age et sont de préférence disposés avec un espacement régulier, tout autour de l'axe.
Par exemple, bien que vingt quatre barres soient montées dans la machine qui est représentée sur les dessins, on peut prévoir un nombre
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quelconque de barre$, et la construction est telle que la machine lorsque les barres ont été mises en place, contient suffisamment de matière première pour pouvoir tourner de façon continue, pendant le temps nécessaire, par exemple au moins dix heures, sans qu'on ait besoin de l'arrêter pour remplacer les barres.
Le porte-pièce rotatif 24 est disposé pour être tourné et avancé dans une position à la fois, de la façon ordinaire utilisée dans les tourets ou les tours, le mécanisme de rotation de la pièce étant logé dans le carter 26.
Le mouvement de rotation du magasin est réalisé au moyen d'un jeu spécial de cames, logées dans le carter 26, montées sur un arbre 103, indépendant de l'arbre à cames principal et tournant de préférence à grande vitesse. Au moyen d'embrayages positifs, adéquats, ces cames sont disposées pour ne tourner qu'une fois, à la fin du mouvementlongitudinal du magasin 24, lorsque les barres 25 sont écartées des poupées et des outils.
On prévoit un cliquet ou verrou ordinaire pour déterminer la position du magasin ; ils'engage par exemple dans des évide- ments formés sur la couronne 104, mais pas nécessairement pour le protéger contre les très fortes vibrations des outils; ces vibrations sont empêchées par un collier de serrage spécial 105 muni d'un ressort 106 (figure 2), la pression du serrage étant réglée au moyen de contre écrous, par l'intermédiaire d'un gros ressort. Une came s'oppose à cette pression de serrage pendant le mouvement de rotation du magasin et permet un nouveau serrage dès que l'axe s'est engagé dans une nouvelle position.
Le cliquet de rotation est monté sur un pivot ayant un petit mouvement supplémentaire égal à la course nécessaire pour la rotation, de sorte que le magasin effectue ce mouvement de rotation sans choc, au commencement ou à la fin du mouvement 'de rotation.
Le fonctionnement du porte-pièce rotatif est le suivant : Les barres sont avancées (vers la d roite des figures 1 et
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3) vers les outils décrits ci-après, à la vitesse de coupe nécessaire, le porte-pièce 24 étant avancé au moyen du système de came ordinaire 27, comme on en emploie dans les machines à fileter automatiques . Elles sont ensuite ramenées dans leur position normale et tournées, puis le mouvement d'avance est répété.
Chacune des barres 25 est de préférence avancée par rapport aux autres, pour amener un bout de barre neuf en position de travail, dans une certaine phase du cycle. Cette partie est de préférence la partie inférieure du cycle et dans cette position la barre est relachée, avancée par la came ou autre dispositif pendant le mouvement ou du fait du mouvement des organes puis elle est serrée à nouveau dans la position d'avance.
La figure 3 montre un mécanisme simple pour faire ces mouvements, 107 est une came fixe, ronde, boulonnée sur le mandrin 31 (dont il sera parlé ultérieurement). Cette came maintient normalement des pistons 108, munis de dents 109, repoussés contre les barres 25, en traversant des orifices formés dans la plaque support, rotative 110, du magasin.
Sur la face inférieure, la came est libre et dans cette position s'écarte de la barre 25 qui est alors maintenue dans la position avant par un cliquet ou'autre dispositif de serrage à un seul sens d'action, monté sur un organe fixe de la machine.
Ainsi lorsque le magasin revient en arrière, il n'entraîne pas cette barre avec lui et en conséquence la barre est avancée.
Lorsque le mouvement d'avance par cran, dans le sens rotatif, la barre est saisie par ses pistons 108, puis la barre suivante est relâchée pour être avancée par rapport aux autres.
On peut utiliser un plateau fixe adéquat pour supporter les outils tranchants, ce plateau pouvant être correctement monté par rapport au porte-barre. Lorsque l'on utilise un porte-pièce rotatif du type décrit ci-après, le plateau fixe peut être
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monté à pivot ou porter un palier pour laisser passer ou supporter un manchon, un arbre, ou tout autre organe d'accouplement du porte-pièce*
Dans la forme de construction représentée, le plateau est constitué par une pièce moulée 28 ayant une partie supérieure cylindrique, pratiquement creuse, dont l'axe horizontal correspond à l'axe du porte-pièce..
Les surfaces extérieure, supérieure et latérale de cette pièce sont usinées ou munies de toute aytre façon d'un certain nombre de méplats ou sièges 29, chaque méplat venant à la même distance radiale du centre, de sorte que la section transversale de cette partie du plateau est un polygone régulier. Le dessin montre neuf surfaces de ce genre,. bien qu'on puisse en prévoir un nombre supérieur ou inférieur, suivant les besoins. Chaque siège peut être muni d'une ou plusieurs encoches en forme de T (le dessin en représente deux) allant d'un bout à l'autre et de cette façon, chaque siège peut porter une poupée boulonnée en place 30, portant un outil ou des outils correspon- dantâ.
La partie qui supporte les outils comporte ainsi en premier lieu un corps central 28 ayant un nombre voulu de facettes, par exemple 9 et sur ces facettes sont montés un certain nombre de tourets 30 portant les outils.
Un mandrin coulissant 31 non rotatif passe dans ce corps central 28; il s'ajuste à glissière dans le corps central et il est disposé pour se déplacer longitudinalement suivant les besoins.
A l'extrémité gauche du mandrin 31 est monté le portemagasin 24 portant, comme on l'a-dit ci-dessus, autant de barres qu'on le désire. Dans la machine représentée sur les dessins, on opère avec 24 barres espacées dtune distance égale, suivant un cercle, par exemple espacées de 15 . Le magasin est monté sur le mandrin central 31 qui lui transmet son mouvement et il est
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de plus supporté par une glissière auxiliaire 32 sur la face in- férieure, coopérant avec la base 33.
A l'extrémité opposée, c'est à dire 2-. la droite du mandrin 31 est fixé un corps mobile 34 muni d'un nombre correspondant de facettes comme le corps central 28; sur sa face inférieure est monté un axe et un galet 35 portant contre la came 27 etc..permettant d'effectuer le mouvement longitudinal. De plus, la base 33 porte une cuvette pour recevoir les copeaux 36 ainsi que ltarbre à cames, les plateaux à cames, la glissière 32 du support du magasin et le mécanisme de commande du magasin 26.
On peut fixer sur le corps fixe central 28 , un certain nombre de tourets pour effectuer fouie opération désirée; un certain nombre de ces tourets est décrit ci-dessous, avec les opérations correspondantes. Ltoutil ou les outils montés dans ou sur ces poupées reçoivent tout mouvement axial désiré d'un organe mobile 34 auquel est articulé un saillant 37 (figure 1) des poupées, ainsi que tout mouvement radial ou partiellement racial nécessaire, au moyen d'une glissière inclinée (comme il est expliqué ci-après) entrainée par le corps mobile, avec ou sans jeu et dispositif de butée.
On voit que lorsque le corps mobile 34 est articulé de façon permanente avec le magasin 24 par le mandrin 31, le mouvement de ce dernier correspond au mouvement du magasin. De plus, le mouvement étant imprimé par la même came 27, les outils sont actionnés pour correspondre au mouvement des barres montées dans le dit magasin.
Le mouvement pour entraîner la machine et faire tourner les poupées est transmis par une courroie commune 38, entraînée par un moteur électrique 39 (ou autre) cette courroie passant par la base de la machine et arrivant sur une poulie 41 entraînant les cames, puis actionnant les différentes ponces 30, une courbe suffisante et une adhérence adéquate étant obtenues suivant
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les besoins au moyen de poulies folles 41.
Le mouvement des cames peut être transmis, de préférence par un réducteur infiniment variable 42, de tout type adéquat, possédant une gamme de vitesses à partir de zéro muni, si nécessaire, dtune marche arrière, la variation désirée de la vitesse étant obtenue au moyen de cames réglables montées sur le plateau à cames principal, complété par une manette dont se sert l'ouvrier pour réguler la machine et la mettre au point. Ce mécanisme est simplement indiqué sur le dessin car ce n'est pas une nouveauté en lui-même et il ne forme pas une partie essentielle de l'invention.
Par suite du changement de vitesse à rapport variable 42ayant une position d'arrêt ou à zér, aucun embray age n'est employé dans cette commande, soit pour arrêier les cames on pour imprimer la vitesse rapide ou lente, ordinaire, pour la marche à vide ou l'usinage. Pour avoir un zéro très précis, la commande manuelle est articulée avec l'arbre à cames de telle sorte que si cet arbre tend à tourner, bien que la manette soit dans la position zéro, elle se déplace de façon à maintenir cet arbre à cames en position pratiquement fixe.
Il convient également que la commende principale de la machine soit munie d'un autre changement de vitesse à rapport variable, monté par exemple directement sur le moteur électrique 39. Ceci offre un gros avantage pour régler la machine et les outils du fait -de la possibilité de tourner l'outil à une vitesse suffisamment faible pour qu'il travaille à sec passagè- .rement (c'est à dire sans huile .ou sans lubrifiant) de façon à pouvoir faire une observation à l'oeil. Un autre avantage important réside dans le fait que l'on peut faire tourner la machine à la vitesse maxima de coupe correcte, quelles que soient les dimensions de la pièce que l'on tourne, et non point à une vitesse approximative, comme on le fait actuellement.
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Une pompe (non représentée) peut être employéé pour la circulation du lubrifiant, huile ou autre. Cette pompe est entrainée directement par le moteur électrique ou autre organe de commande, à une vitesse constante, que la machine fonctionne ou non, et indépendamment de la vitesse à laquelle la machine fonctionne.
Le plateau ci-dessus ou tout autre organe central, fixe, adéquat, peut avoir un nombre quelconque de positions désirées, ctest à dire, si l'on fait un simple écrou, sans que l'on doive le tarauder, deux positions dtoutil seulement seront nécessaires c'est à dire le perçage et le fraisage de l'hexagone dans une position, le dressage et le tronçonnage dans la seconde position.
Dans le cas des articles qui nécessitent plus de deux positions d'outil, on peut monter d'autres porte-outils sans que l'on ait à réguler la maohàne en quoi que ce soit, Ainsi, la machine dans ses limites peut être à simple broche, à deux broches ou à tout nombre de broches désiré suivant les besoins du travail à faire.
ON voit d'après ce qui précède, comme on l'a déjà décrit que tous les outils tranchants tournent tandis que la barre ou la pièce qui est usinée reste fixe, et il est ainsi possible que chaque outil puisse tourner à la vitesse correcte pour avoir la vitesse de coupe maxima, possible. Ainsi dans le cas des outils à tronçonner etc.. la vitesse de l'outil tranchant peut être variée au moyen d'un dispositif adéquat de façon à augmenter sa vitesse, lorsque l'outil se rapproche du centre de la barre ou de la pièce (voit ci-dessous au sujet des figures 19-23) .
Avec det avantage d'avoir la vitesse de coupe correcte pour chaque outil, suivant le travail particulier à faire, on peut augmenter la production de la machine, dans quelques cas, de plus de 100 % par rapport à celle des machines ordinaires à fileter, automatiques, utilisées actuellement; en effet dans les machines actuelles, la barre ou la pièce étant animée dtun mouvement de rotation et les outils res-
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tant fixes, la vitesse de coupe correcte ne peut être régulée que pour l'opération la plus lente, c'est à dire pour le plus grand diamètre.
Comme on l'a dit ci-dessus, les poupées porte-outils peuvent avoir toute forme désirée et peuvent elles-mêmes constituer des structures individuelles. Ceci facilite leur rapide mise en position ou enlèvement et l'on peut enlever une poupée et monter une autre poupée de forme identique ou différente, avec les outils déjà en position. De cette façon on peut réduire les arrêts causés par les casses d'outils, à un minimum.
Chaque poupée comprend de préférence une broche pleine ou creuse, suivant le cas ; peut également comporter une broche fixe, pleine ou creuse, ou autre, pour l'accoupler au corps mobile.
34. par suite de l'action combinée du corps mobile, la poupée porte-outil reçoit des mouvements axiaux et radiaux, ces derniers étant obtenus au moyen de rampes, tandis que la rotation des outils est obtenue au moyen d'une poulie adéquate 43 accouplée avec la broche creuse ou pleine dont on a déjà parlé. Le mouvement d'avance de la poupée par rapport aux barres qui sont usinées est obtenu en l'arrêtant ou la maintenant arrêtée de façon que les barres soient avancées vers les outils pendant le mouvement longitudinal en avant du porte-pièce 24.
Les poulies d'entraînement 43 des broches à outils sont toutes accouplées par la courroie simple 38 et si on le désire, d'autres poulies folles 41, venant dans aes positions adéquates peuvent être montées sur des potences fixées par exemple sur les faces ou sièges, de façon que la courroie s'engage sur les poulies d'outils 43 Avec l'angle nécessaire.
Lorsque des pièces doivent être percées ou recevoir àne opération similaire, et lorsqu'elles doivent être travaillées par des outils se trouvant à l'extérieur de la pièce, dans quel-
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ques cas, les deux opérations peuvent être faites simultanément dans une seule position d'outil, bien que d'ailleurs on comprenne que les deux opérations puissent être faites dans deux positions individuelles d'outils.
Un exemple de ce cas est fourni par l'usinage d'une ébau- che d'écrou. Dans ce 'out, dans une première position, la barre doit être centrée pour assurer sa concentricité dans les positions ultérieures des outils. Dans une autre position, La barre peut être percée et dans une nouvelle position, la barre recevra la forme extérieure; cependant dans une disposition préférée, le perçage et la forme extérieure sont réalisés simultanément, dans une seule position d'outil.
Sur la figure 2 des dessins, on a représenté sept poupées porte-outils, montées dans les positions à G. La machine est destinée à faire des écrous à créneaux dans une barre laminée à chaud.
Dans la position A (représentée en détàils sur les fi- gures 5 et 6) le centrage, le dressage et l'ébarbage sont effectués; dans les positions B, 0 et D (représentées en détails sur les figures 7 à 12) la formation des créneaux; dans la position D (représentée en détails sur les figures 13 à 15) le perçage et le dressage extérieur de l'hexagone ; dans la position F (représentée en détails sur les figures 16 à 18) l'écrou est dressé et l'arrière formé; et dans la position G (représentée en détails sur les figures 19 à. 23) le tronçonnage, le taraudage et l'éjection.
Etant donné que la machine, dans le cas envisagé, utilise du métal sous sa forme la meilleur marché, c'est à dire des barres laminées à chaud et comme ces barres ne sont pas parfaitement droites, le centrage doit être fait après chaque mouvement de rotation des barres. En conséquance, la première position A (figure 2) représentée en coupe longitudinale et en bout sur
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la figure 5 et 6 respectivement, est prévue pour centrer les barres lorsqu'elles sont tournées ; cette position, on dégrossit éga- lement le diamètre extérieur et on dresse la face d'équerre.
Dans ce but, la broche 44 de la poupée porte un mandrin ayant un outil d'ébarbage 45, un.outil à centrer 46 fonctionnant partiellement comme mèche à chanfreiner, et un outil à dresser 47 pour façonner l'extrémité de la barre.
Pour faire des rainures transversales, comme par exemple pour faire les créneaux des écrous, on peut prévoir une ou de nouvelles poupées et si l'on doit faire les créneaux des écrous, on emploie ces outils en triple, un pour chaque rainure; d'autre part ces outils sont prévus réglables angulairement.
Dans le cas considéré, les outils en question sont montés dans les positions B, 0 et D représentées sur les figures 7 à 12.
Les outils circulaires 48 sont montés sur une glissière angulaire et la traversée du fer à l'extrémité de la barre que l'on tronçonne est commandée par un arbre non rotatif 49 passant dans la broche creuse rotative 50 convenablement accouplée au corps mobile 34; l'outil 48 se déplace ainsi longitudinalement à la même vitesse que le magasin 24 et en même temps, par suite de la glissière angulaire, pour avoir le mouvement transversal désiré, perpendiculaire, .. à l'extrémité de la barre, de façon à couper d'équerre l'écrou ébauché.
Dans la pratique, il convient que ces poupées pour la formation des créneaux, soient montées après la poupée à centrer et à dresser, mais avant la poupée de perçage, de façon qu'il n'y ait pas de bavures dans les filets des écrous finis.
La lame de scie 48, dans la construction'représentée est entraînée par le manchon rotatif 50 et la commande de poupée 43, le manchon portant un pignon denté bI embrayé sur une roue folle 52 ayant un pignon conique 53 sur le même axe, ce pignon
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cpnique étant embrayé sur un pignon similaire 54 monté sur l'axe la 55 d'une vis sans fin 56, montée dans le corss découpée, la vis sans fin étant embrayée sur une roue hélicoidale b7, dans la glis- sière d'outil inclinée 58, l'arbre 59 de cette roue hélicoidale portant la scie circulaire 48, On peut cependant adopter toute autre disposition.
On comprend que les trois poupées produisent des coups de scie dans l'ébauche pour former les créneaux de l'écrou.
La poupée suivante, position E, figure 2, représentée en élévation en coupe, en section en bout et en élévation en bout, respectivement sur les figures 13, 14 et 15 effectue le perçage et façonne simultanément l'extérieur de l'écrou.
Dans ce but, dans la position'représentée, la broche 60 entraîne directement une mèche 61 ou tout autre outil, à la vi- tesse de coupe maxima et une broche auxiliaire 62 est prévue au- tour de la broche porte-outil. Cette broche est entraînée par une roue 63 comme un pignon solaire par rapport aux roues plané- taires 64, avec une ou plusieurs broches 65 disposées à une dis- tance radiale désirée de la broche principale 60. Ces broches satellites ou planétaires 65 portent des fers 66 qui tournent au- tour de la barre 25 en effectuant un mouvement planétaire et en tournant sur leur propre axe.
Le mouvement planétaire est obtenu en prévoyant des gradins pour les roues 64 en 67, en embrayant les roues 67 avec des rouesintermédiaires 68 (figure 15) dont les axes sont montés dans une cage 69 et en montant les roues inter - médiaires 68 pour qu'elles tournent autour dtune roue fixe 70 calée sur l'axe secondaire 62. Les outils sont de préférence dé- tallonnés et font saillie radialement ou pratiquement radialement dans des positions équilatérales avec les axes des broches plané- taires 65 ; en prévoit un nombre adéquat pour donner la forme polygonale nécessaire à l'extérieur de la barre 25, en même temps
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que l'on perce la barre.
On peut former un nombre quelconque de méplats, à par- tir de deux méplats parallèles, pour faire un octogone, ou toute autre figure polygonale peut être façonnée sur l'extérieur de la barre, suivant le nombre d'outils, la disposition des tranchants des outils et le diamètre relatif du satellite et des pignons planétaires et suivant que l'on désire une couronne ou d'autres roues pour effectuer l'entraînement des broches. Par exemple, chaque outil peut avoir deux ou trois lames en saillie.,. dans des positions équilatériales, les outils effectuant le mouvement plané- taire nécessaire autour de la barre et tournant également sur leur axe, le nombre de tours sur leurs axes, par rapport au nombre de tours fait autour de la barre variant suivant le rapport de trans- mission.
De cette façon, les chemins des parties tranchantes des outils par rapport à la barre, munissent la barre des méplats né- cessaires. On comprend d'ailleurs que la multiplication pour tra- vailler à la vitesse de coupe correcte peut dépendre entièrement de la vitesse du foret ou autre outil effectuant le perçage.
Si l'on désire donner à l'extérieur de la barre une forme ronde, polie, des outils ressemblant quelque peu à des frai- ses peuvent être employés.
Si l'on veut faire des écrous octogonaux, des fers à 4 tranchants, au lieu de trois tranchants comme le montrent les fi- gures, seront employés; si l'on veut faire des écrous carrés, on emploiera deux tranchants. Ainsi, quelle que soit la forme de la barre, en changent simplement les outils de cette poupée, on pourra façonner des écrous carrés, hexagonaux ou octogonaux et . les outils et mèches étant disposés sur le même porte outil, les opérations s'effectuent simultanément, lorsque la barre est avan- cée de la distance correcte, vers les tranchants.
Un autre porte-outil, destiné spécialement à effectuer le tronçonnage ou des opérations similaires, ou pour faire une
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une phase partielle ou initiale de cette opération comprend une broche pouvant être entraînée par une poulie à une vitesse cons- tante ou avec un changement de vitesse adéquat à une vitesse que l'on peut varier suivant les besoins ; porte outil est disposé de telle sorte que les outils pour effectuer la coupe, se dépla- cent radialement par rapport aux barres, ou suivant un angle quelconque. Ce porte-outil peut être monté sur l'un des sièges du plateau dans toute position désirée et convenable.
L'outil à tronçonner ou outil similaire peut être cons- titué par un seul outil travaillant à l'extérieur de la barre ou par un certain nombre d'outils équilatéraux tout autour de la barre et disposés pour se déplacer simultanément radialement ou angulairement par rapport au rayon.
Dans une forme de construction, les outils sont dépla- cés dans un sens radial en les montant sur des glissières incli- nées ajustées à un angle inférieur à l'angle droit par rapport à l'axe, par exemple à 45 . Ces glissières travaillent conjointe- ment avec des butées, avec l'organe mobile combiné au porte-barre rotatif, de telle sorte que lorsque la barre est avancée vers le porte-outil, les butées forcent ce dernier à se célacer à angle droit ou radialement ou pratiquement radialement par rapport au mouvement de la barre, de façon à avancer les outils régulièrement pour réaliser les opérations de tronçonnage.
Une autre poupée est prévue pour former les bords chan- freinés ou obtenir toute autre forme nécessaire et en même temps ' pour former une rainure sur la face arrière de l'intérieur de l'é- drou afin de pouvoir éliminer les copeaux du taraudage et pour permettre l'opération de tronçonnage sans que l'on ait besoin d'u- ne nouvelle opération. C'est la poupée qui vient dans la position
F (figure 2); elle est représentée en élévation, en coupe et en bout sur les figures 16, 17 et 18 respectivement.
Les deux outils 73 et 74 se déplacent longitudinalement à la même vitesse, lorsque la barre 25 avance. Chacun d'eux est
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disposé sur des glissières inclinées 75 et 76 à l'intérieur de la poupée, pour se déplacer vers le centre, de la distance désirée, cette distance étant réglée par les angles des dites glissières.
Le mouvement est imprimé et commandé par un arbre Il! tournant librement, traversant un axe de poupée creux 72 et articulé à une petite glissière fixée sur le corps mobile 34, sur le côté droit de la machine, un dispositif de réglage' adéquat étant prévu sur cette glissière pour régler les dimensions, etc.. Dans ce cas la broche 72 est entraînée par une poulie 43a, la broche fixe 77 portant un pignon 78 embrayé sur une roue 79 fixée sur la broche
Une autre poupée est prévue pour le tronçonnage final de l'écrou et pour le séparer du reste de la barre, ainsi que pour le fileter. Cette poupée est située dans la position G (figure 2) représentée sur les figures 19-23.
Il y a deux outils à tronçonner 80 pouvant avoir une forme circulaire (on peut également prévoir des outils plats, si on le désire) montés sur des glissières inclinées 81 , dont le mouvement est commandé de la même façon que pour les poupées décrites précédemment; ce mouvement est transmis par un axe creux rotatif 82'traversant la poupée et accouplé au corps mobile 34.
L'outil supérieur 80 de la figure 19 et le manchon 82 sont représentés au commencement de la coupe et l'outil inférieur 80 et le manchon 82, sur la même figure, sont représentés vers la fin de la coupe. L'accouplement 37 (pour le corps mobile 34) est également représenté dans cette dernière position.
A l'intérieur de cet axe creux 82 se trouve un autre tube 83, maintenu fixe par le bras 84 -tant en ce qui concerne le mouvement longitudinal par rapport à la poupée qu'en ce qui concerne le mouvement rotatif. L'extrémité avant 85, du tube 83 a une forme intérieure hexagonale, pour s'adapter sur l'écrou 86
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librement, de façon que ce dernier qui vient d'être tronçonné de la barre 25, pénètre dans la partie hexagonale 83 lorsque la barre 25 est avancée et refoule un éjecteur sous l'action d'un ressort 86.
A l'intérieur de cet axe tubulaire intérieur fixe 83 se trouve le taraud 87 et la broche 88. Le taraud est exactement à ras de l'extrémitéde l'hexagone creux 85 et dans cette position, il doit être fixe, c'est à dire, il ne doit pas tourner..La broche 88, à l'extrémité opposée, est embrayée sur un second arbre 89 qui est à son tour accouplé à la broche principale de la poupée au moyen d'un changement de vitesse réglable, à marche arrière, décrit ci-dessous.
Derrière la première roue un palier 90 en bout, est monté sur la broche de taraudage, ainsi qu'un levier 91 (repré- senté également sur la figure 2); ce levier est articulé avec la tringle de commande 92 de la marche arrière à son extrémité extérieure et en 93 il est articulé au moyen dtune biellette réglable 94 à un levier 95 actionné par le plateau à cames principal 96 de façon à constituer un accouplement permettant de régler et de commander dans les deux sens la marche arrière et la vitesse de rotation du taraud 87. Ce dispositif fonctionne comme suit :
Lorsque le magasin 24 avance, l'écrou tronçonné pénètre dans le tube hexagonal creux 85 et repousse le taraud 87 légèrement en arrière.
Le mouvement de chasse décrit ci-dessus du fait du mouvement ainsi imprimé à la broche de taraud 88 entraîne la tringle de contrôle 92 du changement de vitesse variable et le taraud est entraîné lentement, à la vitesse automatiquement correcte pour le pas du taraud qui pénètre ainsi dans l'écrou lorsqu'il est tronçonné; au moment où les outils servant à tronçonner l'écrou ont séparé l'écrou de la barre, l'écrou est fileté sur la moitié de sa longueur. Entre temps, l'éjecteur sous l'action d'un ressort 86 maintient l'écrou tronçonné contre les outils jus-
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qu'à ce que la face arrière soit proprement fraisée, le tube he- xagonal creux 85 empêchant la rotation de l'écrou, aucune bavure ne restant.
Dans cette phase, pendant que les outils à tronçonner finissent de dresser l'extrémité de la barre, la came principale 96 oblige le levier 95 à déplacer la tringle de commande de vi- tesse 92 vers l'avant, le taraud augmente de vitesse, il retire l'écrou des outils à tronçonner, juste de la distance nécessaire pour achever le taraudage. Réglé en conséquence, le magasin 24 commence maintenant à revenir en arrière pour une nouvelle opé- ration. Au même moment, la came 96 oblige le levier 95 à renver- ser le mouvement du taraud et l'écrou est fini, puis dévissé du taraud ; l'écrou est libéré immédiatement du taraud et est rejeté par l'éjecteur 86 hors du tube hexagonal creux 85, pour tomber dans un collecteur (non représenté) qui est disposé pour recevoir les écrous terminés et les maintenir séparés des copeaux, etc..
Tout type de changement de vitesse adéquat peut être commandé par la poupée de taraudage pour effectuer le taraudage décrit, mais la forme de construction préférée, comprend, comme le montrent les figures 19 à 23, des organes satellites coniques 97 montés dans une cage rotative 98, les axes des dits satellites coniques portant des pignons 99 à leurs extrémités ayant le plus grand diamètre, ayant un diamètre égal ou pratiquement égal au diamètre d'une section intermédiaire des organes satellites co- niques.
Ces pignons 99 sont embrayés sur une couronne 100, dentée également à l'extérieur et embrayée au moyen de l'arbre horizontal 89 et des roues avec la broche 88 portant le taraud 87. Le mouve- est ment rotatif/Imprimé par la commande 43 et 82 de la poupée à la cage 98 portant les organes satellites coniques 97.
Les organessxtellites coniques sont disposés.de telle sorte que leurs axes sont inclinés de façon à amener leurs surfaces extérieures parallèles à l'axe de rotation de la cage. Pour amener les satellites à tourner sur leurs axes, ils tournent dans un
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organe 101 souple comme une courroie, dont les extrémités sont fixées à la tringle 92 et de préférence sous l'action d'un ressort 102 pour maintenir une friction d'entraînement sur les surfaces des organes satellites coniques 97. En déplaçant cet organe en forme de courroie fixe 101, axialement, à la sain ou automatiquement, comme il est décrit ci-dessus, grêce -aux mouvements de la tringle 92, il viendra en contact avec différentes sestions, ayant différents diamètres,
des organes satellites coniques 97 et l'on,aura de cette façon un entraînement variable. Grâce au fait que le diamètre du pas des pignons 99 des organes satellites coniques, est le même que celui d'une section intermédiaire de ces organes satellites coniques, lorsque la courroie 101 se trouve dans cette position intermédiaire, le taraud n'est pas entrainé ; les organes sont dans la position neutre. Cependant, de chaque côté de la position neutre, l'entraînement s'effectue et la vitesse dépend de la distance de la position neutre.
Il est évident que différentes autres formes de poupées peuvent être employées suivant l'usinge que l'on désire faire, comme par exemple pour percer des trous transversaux, faire des écrous carrés, des écrous octogonaux ou autres, sans affecter ou réduire le débit de la machine.
Chaque outil possède sa poupée indépendante et tous les outils peuvent ainsi tourner avec les vitesses de coupe les meilleurs pour avoir une production maxima et une longue durée des tranchants. D'autre part, comme les poupées sont facilement montées et démontées, des poupées de rechange, avec des outils déjà en position peuvent être prévus dans l'équipement de façon à réduire au minimum les arrêts par suite des accidents.
Cette invention n'est pas limitée aux formes précises ou aux détails de construction décrits, car on peut les varier suivant les besoins des cas particuliers.
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chine automatic tool for the production of parts in series
This invention relates to automatic and other machine tools and its main object is the construction of devices for mass-producing machined or finished parts, having a round, square, hexagonal, octagonal or. any other profile, for example bolts and nuts.
it also relates to the construction of automatic and other machine tools on which these machined or finished parts can be easily made starting from ordinary hot-rolled round bars, and not necessarily starting from drawn, polished bars, as we do
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Usually, and since the price of drawn, polished bars is about 40% higher than that of rohoss, hot-rolled bars, there is a big saving in price (Cost of parts.
Machine tools, automatic and others, which are currently used in the manufacture of machine parts such as for example castings and nuts, cannot be rationally used to work inexpensive materials, mainly because the 'round bars, Hot-rolled, ordinary have varying dimensions and are not straightened enough to be used in a spinning headstock and gripped in an ordinary spring mandir.
In general, an automatic machine tool, or the like, constructed in accordance with this. invention, includes. a suitably mounted workpiece carrier and the bars, which do not rotate, are held while they are being machined, a device for advancing the workpiece carrier or the bars as required, a device for moving or advancing the carrier part and a device for clamping, releasing and advancing the bars in the part holder, for the time required. It further comprises a suitably mounted tool holder, having one or more tools arranged to work the bars as they are rotated and advanced by the workpiece holder.
The tools are properly mounted and driven and are designed to work the bars simultaneously in the different positions. The tools can all be driven at the same speed or at different speeds as required, to perform the machining operation peculiar to that tool and in some cases the speed can be varied during work to obtain the best results. results.
Centering, drilling, reaming, drilling and similar tools can be used as well as cutting or other tools, to work the inside or outside of the bar,
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The feed of the tool for the cutting movement can be due to the relative movement of the bar or a device can be provided to print the active feed of the tool.
When there is a need for tool movements other than axial movements with respect to the bar, such as for example radial movements or angular movements with respect to the radius, devices are provided to effect these movements of the tool. .
In a few cases a tool or tools can be mounted to rotate about an axis other than the axis of the bar and while they rotate on that axis they can perform planetary motion around the bar. This construction is used to make any number of flats on the outside of the bar and, adequately calculating epicyclic or other wheels to effect the drive and planetary motion of the tool or tools. and determining the position, the cutting diameter and the number of blades for each; tool, the bar can receive a triangular, square, hexagonal, octagonal or other profile, having one or more flats, for example two parallel flats.
The flats are formed on the bar as a result of the cutting operations of the tools or blades moving in epicyclic paths which can be effective straight lines, concave or convex curves. The irons and the bar are mounted relative to each other so that the irons work on the bar on what can be called the central parts of the cycloidal paths ... When these paths have a curved shape, the curves can be only what are called flat curves and therefore the central parts of these curves are effectively straight lines and the flats formed on the bar are flat surfaces, for all the designs that we have in the practice.
The number of bars fitted in the machine can
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exceed the number of tool positions, if desired. Since the bars are turned, after each operation of one or more notches, to arrive in the following positions of the tools. for the successive operations, it results as a consequence that the number of bars exceeds the number of tool positions, in a given position of the workpiece holder, some bars not then being cut by the tools.
For a better understanding of this invention it is described in detail below, with reference to the accompanying drawings, in which;
Figure 1 is a side view of one form of machine tool constructed in accordance with this invention, partly in section and with two headstocks in position.
Figure 2 is an end view of Figure 1 partly in section, with seven dolls in position.
Figure 3 is a plan of Figure 1 with parts removed.
FIG. 4 is a view this end, in elevation, of a detail of FIG. 1, comprising a part of the workpiece holder.
Figures 5 and 6, 7 to 12, 13 to 15, 16 to 18 and 19 to 23 are various views, more particularly described below of five different shapes of dolls which are used in the machine.
As will be understood, various forms of workpiece carrier or bar magazine can be employed, but in a preferred form of construction and as shown in the drawings, workpiece carrier 24 is of the rotary type and rotates on a suitable axis of preferably horizontal. The bars 25 are parallel or substantially parallel to this point and are preferably arranged with regular spacing all around the axis.
For example, although twenty four bars are fitted in the machine which is shown in the drawings, a number can be provided.
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any bar $, and the construction is such that the machine, when the bars have been placed, contains enough raw material to be able to rotate continuously, for the time required, for example at least ten hours, without having to needs to stop it to replace the bars.
The rotary workpiece carrier 24 is arranged to be rotated and advanced into one position at a time, in the usual manner used in reels or lathes, the workpiece rotating mechanism being housed in the housing 26.
The rotational movement of the store is achieved by means of a special set of cams, housed in the housing 26, mounted on a shaft 103, independent of the main camshaft and preferably rotating at high speed. By means of positive, adequate clutches, these cams are arranged to turn only once, at the end of the longitudinal movement of the magazine 24, when the bars 25 are separated from the dolls and tools.
An ordinary pawl or lock is provided to determine the position of the magazine; it engages for example in recesses formed on the ring 104, but not necessarily to protect it against the very strong vibrations of the tools; these vibrations are prevented by a special clamp 105 provided with a spring 106 (figure 2), the clamping pressure being regulated by means of counter nuts, by means of a large spring. A cam opposes this clamping pressure during the rotational movement of the magazine and allows a new clamping as soon as the axis has engaged in a new position.
The rotational pawl is mounted on a pivot having a small additional movement equal to the stroke required for the rotation, so that the magazine performs this rotational movement without shock, either at the beginning or at the end of the rotational movement.
The operation of the rotating workpiece carrier is as follows: The bars are advanced (towards the right of figures 1 and
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3) to the tools described below, at the necessary cutting speed, the workpiece carrier 24 being advanced by means of the ordinary cam system 27, as is used in automatic threading machines. They are then returned to their normal position and rotated, then the forward movement is repeated.
Each of the bars 25 is preferably advanced with respect to the others, to bring a new bar end into the working position, in a certain phase of the cycle. This part is preferably the lower part of the cycle and in this position the bar is released, advanced by the cam or other device during the movement or due to the movement of the members and then it is clamped again in the advance position.
Figure 3 shows a simple mechanism for making these movements, 107 is a fixed, round cam bolted to the mandrel 31 (which will be discussed later). This cam normally maintains pistons 108, provided with teeth 109, pushed against the bars 25, passing through orifices formed in the rotating support plate 110 of the magazine.
On the underside, the cam is free and in this position moves away from the bar 25 which is then held in the front position by a pawl or other clamping device with only one direction of action, mounted on a fixed member. of the machine.
So when the magazine goes back, it does not drag this bar with it and as a result the bar is advanced.
When the notch feed movement, in the rotary direction, the bar is gripped by its pistons 108, then the next bar is released to be advanced relative to the others.
A suitable fixed plate can be used to support the cutting tools, which plate can be correctly mounted in relation to the bar holder. When using a rotating workpiece carrier of the type described below, the fixed plate can be
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mounted to pivot or carry a bearing to allow or support a sleeve, a shaft, or any other coupling member of the workpiece holder *
In the form of construction shown, the plate is formed by a molded part 28 having a cylindrical, substantially hollow upper part, the horizontal axis of which corresponds to the axis of the workpiece holder.
The outer, top and side surfaces of this part are machined or provided in any way with a number of flats or seats 29, each flats coming at the same radial distance from the center, so that the cross section of this part of the plateau is a regular polygon. The drawing shows nine such surfaces. although a greater or lesser number may be provided, as required. Each seat can have one or more T-shaped notches (the drawing shows two) running from end to end and in this way each seat can carry a doll bolted in place 30, carrying a tool or corresponding tools.
The part which supports the tools thus comprises in the first place a central body 28 having a desired number of facets, for example 9 and on these facets are mounted a certain number of reels 30 carrying the tools.
A non-rotating sliding mandrel 31 passes through this central body 28; it adjusts to slide in the central body and is arranged to move longitudinally as needed.
At the left end of the mandrel 31 is mounted the magazine holder 24, carrying, as mentioned above, as many bars as desired. In the machine shown in the drawings, the operation is carried out with 24 bars spaced an equal distance apart, following a circle, for example spaced 15 apart. The magazine is mounted on the central mandrel 31 which transmits its movement to it and it is
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moreover supported by an auxiliary slide 32 on the lower face, cooperating with the base 33.
At the opposite end, ie 2-. the right of the mandrel 31 is fixed a movable body 34 provided with a corresponding number of facets as the central body 28; on its lower face is mounted a pin and a roller 35 bearing against the cam 27 etc ... allowing the longitudinal movement to be effected. In addition, the base 33 carries a cup to receive the chips 36 as well as the camshaft, the cam plates, the slide 32 of the magazine support and the magazine control mechanism 26.
A certain number of reels can be fixed on the central fixed body 28 in order to perform the desired operation; a certain number of these reels are described below, with the corresponding operations. The tool or tools mounted in or on these dolls receive any desired axial movement of a movable member 34 to which is articulated a protrusion 37 (figure 1) of the dolls, as well as any radial or partially racial movement necessary, by means of a slide inclined (as explained below) driven by the movable body, with or without play and stop device.
It can be seen that when the movable body 34 is permanently articulated with the magazine 24 by the mandrel 31, the movement of the latter corresponds to the movement of the magazine. In addition, the movement being imparted by the same cam 27, the tools are actuated to correspond to the movement of the bars mounted in said magazine.
The movement for driving the machine and turning the headstocks is transmitted by a common belt 38, driven by an electric motor 39 (or other) this belt passing through the base of the machine and arriving on a pulley 41 driving the cams, then actuating the different pumices 30, a sufficient curve and adequate adhesion being obtained according to
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needs by means of idle pulleys 41.
The movement of the cams can be transmitted, preferably by an infinitely variable reduction gear 42, of any suitable type, having a range of speeds from zero provided, if necessary, with a reverse gear, the desired variation in speed being obtained by means of adjustable cams mounted on the main cam plate, supplemented by a lever that the worker uses to regulate and tune the machine. This mechanism is simply indicated in the drawing because it is not a novelty in itself and it does not form an essential part of the invention.
As a result of the variable ratio speed change 42 having a stop or zero position, no clutch is employed in this control, either to stop the cams or to print the fast or slow speed, ordinary, for running at vacuum or machining. To have a very precise zero, the manual control is articulated with the camshaft so that if this shaft tends to turn, although the lever is in the zero position, it moves so as to maintain this camshaft. practically fixed position.
The main machine control should also be provided with another variable-ratio speed change, for example mounted directly on the electric motor 39. This offers a great advantage in setting the machine and tools because of the possibility of turning the tool at a sufficiently low speed for it to work temporarily dry (ie without oil or without lubricant) so as to be able to make an observation by eye. Another important advantage lies in the fact that the machine can be made to run at the correct maximum cutting speed, whatever the dimensions of the part being turned, and not at an approximate speed, as it is. currently doing.
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A pump (not shown) can be used for circulating lubricant, oil or the like. This pump is driven directly by the electric motor or other control member, at a constant speed, whether the machine is running or not, and regardless of the speed at which the machine is running.
The above plate or any other central, fixed, adequate member can have any number of desired positions, that is to say, if one makes a simple nut, without having to be tapped, only two tool positions. will be necessary ie drilling and milling of the hexagon in one position, facing and cutting in the second position.
In the case of articles which require more than two tool positions, it is possible to mount other tool holders without having to regulate the maohàne in any way. Thus, the machine within its limits can be single spindle, two spindle or any number of spindles desired depending on the needs of the job at hand.
It can be seen from the foregoing, as already described, that all the cutting tools rotate while the bar or the part which is being machined remains stationary, and it is thus possible that each tool can rotate at the correct speed for have the maximum cutting speed possible. Thus, in the case of cutting tools, etc., the speed of the cutting tool can be varied by means of a suitable device so as to increase its speed, when the tool approaches the center of the bar or of the part. (see below for Figures 19-23).
With the advantage of having the correct cutting speed for each tool, depending on the particular work to be done, the production of the machine can be increased, in some cases, by more than 100% compared to that of ordinary threading machines, automatic, currently used; in fact in current machines, the bar or the part being driven by a rotational movement and the tools remain
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both fixed, the correct cutting speed can only be regulated for the slowest operation, ie for the largest diameter.
As said above, tool dolls can have any desired shape and can themselves be individual structures. This facilitates their rapid positioning or removal and one can remove a doll and fit another doll of the same or different shape, with the tools already in position. In this way we can reduce downtimes caused by tool breakage to a minimum.
Each doll preferably comprises a solid or hollow pin, as the case may be; may also include a fixed pin, solid or hollow, or the like, to couple it to the movable body.
34. as a result of the combined action of the movable body, the tool headstock receives axial and radial movements, the latter being obtained by means of ramps, while the rotation of the tools is obtained by means of a suitable pulley 43 coupled with the hollow or solid spindle which we have already spoken of. The advance movement of the headstock relative to the bars which are being machined is achieved by stopping or holding it so that the bars are advanced towards the tools during the longitudinal forward movement of the workpiece carrier 24.
The drive pulleys 43 of the tool spindles are all coupled by the single belt 38 and if desired, other idler pulleys 41, coming in suitable positions can be mounted on brackets fixed for example on the faces or seats , so that the belt engages on the tool pulleys 43 with the necessary angle.
When parts must be drilled or receive a similar operation, and when they must be worked by tools located outside the part, in which
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In all cases, the two operations can be done simultaneously in a single tool position, although it is moreover understood that the two operations can be done in two individual tool positions.
An example of this case is provided by the machining of a nut blank. In this' out, in a first position, the bar must be centered to ensure its concentricity in the subsequent positions of the tools. In another position, the bar can be drilled and in a new position, the bar will receive the outer shape; however, in a preferred arrangement, the drilling and the outer form are performed simultaneously, in a single tool position.
In Figure 2 of the drawings, there are shown seven tool dolls, mounted in the positions at G. The machine is intended to make castle nuts in a hot rolled bar.
In position A (shown in detail in Figures 5 and 6) centering, dressing and deburring are performed; in positions B, 0 and D (shown in detail in Figures 7 to 12) the formation of the crenellations; in position D (shown in detail in FIGS. 13 to 15) the drilling and the external facing of the hexagon; in position F (shown in detail in Figures 16 to 18) the nut is raised and the rear formed; and in position G (shown in detail in Figures 19 to. 23) the cutting, tapping and ejection.
Since the machine, in the case considered, uses metal in its cheapest form, i.e. hot rolled bars and since these bars are not perfectly straight, centering must be done after each movement of rotation of bars. Consequently, the first position A (figure 2) shown in longitudinal section and end on
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Fig. 5 and 6 respectively, are provided to center the bars when they are rotated; In this position, the outside diameter is also roughened and the face is set square.
For this purpose, the tailstock spindle 44 carries a mandrel having a deburring tool 45, a centering tool 46 partially functioning as a chamfer bit, and a dressing tool 47 for shaping the end of the bar.
To make transverse grooves, as for example to make the crenellations of the nuts, one or more new dolls can be provided and if one has to make the crenellations of the nuts, these tools are used in triplicate, one for each groove; on the other hand, these tools are provided for angularly adjustable.
In the case considered, the tools in question are mounted in positions B, 0 and D shown in Figures 7 to 12.
The circular tools 48 are mounted on an angular slide and the crossing of the iron at the end of the bar which is cut is controlled by a non-rotating shaft 49 passing through the rotating hollow spindle 50 suitably coupled to the movable body 34; the tool 48 thus moves longitudinally at the same speed as the magazine 24 and at the same time, as a result of the angular slide, to have the desired transverse movement, perpendicular, .. at the end of the bar, so as to cut the roughed nut square.
In practice, it is appropriate that these dolls for the formation of the slots, are mounted after the doll to be centered and to be dressed, but before the drilling doll, so that there are no burrs in the threads of the nuts finished.
The saw blade 48, in the construction shown is driven by the rotary sleeve 50 and the headstock drive 43, the sleeve carrying a toothed pinion bI engaged on a idler wheel 52 having a bevel pinion 53 on the same axis, this pinion
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cpnique being engaged on a similar pinion 54 mounted on the axis la 55 of a worm 56, mounted in the cut body, the worm being engaged on a helical wheel b7, in the inclined tool slide 58, the shaft 59 of this helical wheel carrying the circular saw 48, However, any other arrangement can be adopted.
It is understood that the three dolls produce saw cuts in the blank to form the crenellations of the nut.
The next headstock, position E, Figure 2, shown in sectional elevation, end section and end elevation, respectively in Figures 13, 14 and 15, drill and simultaneously shape the outside of the nut.
For this purpose, in the position shown, the spindle 60 directly drives a bit 61 or any other tool, at the maximum cutting speed and an auxiliary spindle 62 is provided around the tool-holder spindle. This spindle is driven by a wheel 63 like a sun gear relative to the planetary wheels 64, with one or more spindles 65 disposed at a desired radial distance from the main spindle 60. These satellite or planetary spindles 65 carry irons 66 which revolve around the bar 25 making a planetary movement and rotating on their own axis.
The planetary movement is obtained by providing steps for the wheels 64 at 67, by engaging the wheels 67 with intermediate wheels 68 (figure 15) whose axles are mounted in a cage 69 and by mounting the intermediate wheels 68 so that they revolve around a fixed wheel 70 wedged on the secondary axis 62. The tools are preferably de-calibrated and protrude radially or substantially radially in positions equilateral with the axes of the planetary spindles 65; provides an adequate number to give the necessary polygonal shape on the outside of the bar 25, at the same time
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that we pierce the bar.
You can form any number of flats, from two parallel flats, to make an octagon, or any other polygonal figure can be shaped on the outside of the bar, depending on the number of tools, the arrangement of the cutting edges. tools and the relative diameter of the satellite and the planetary pinions and depending on whether a crown or other wheels is desired to drive the spindles. For example, each tool may have two or three protruding blades.,. in equilateral positions, the tools performing the necessary planetary movement around the bar and also rotating on their axis, the number of revolutions on their axes, with respect to the number of revolutions made around the bar varying according to the ratio of trans - mission.
In this way, the paths of the cutting parts of the tools in relation to the bar provide the bar with the necessary flats. It is also understood that the multiplication to work at the correct cutting speed can depend entirely on the speed of the drill or other tool performing the drilling.
If it is desired to give the outside of the bar a round, polished shape, tools somewhat resembling milling cutters may be employed.
If you want to make octagonal nuts, 4-edged irons, instead of three edges as shown in the figures, will be used; if you want to make square nuts, you will use two cutting edges. Thus, whatever the shape of the bar, simply change the tools of this doll, we can shape square, hexagonal or octagonal nuts and. the tools and bits being placed on the same tool holder, the operations are carried out simultaneously, when the bar is advanced the correct distance, towards the cutting edges.
Another tool holder, specially designed for parting off or similar operations, or for cutting
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a partial or initial phase of this operation comprises a spindle which can be driven by a pulley at a constant speed or with a suitable change of speed at a speed which can be varied as required; tool holder is arranged such that the tools for effecting the cut move radially with respect to the bars, or at any angle. This tool holder can be mounted on any of the table seats in any desired and convenient position.
The parting tool or similar tool can be constituted by a single tool working outside the bar or by a number of equilateral tools all around the bar and arranged to move simultaneously radially or angularly relative to the bar. the radius.
In one form of construction, the tools are moved in a radial direction by mounting them on inclined slides adjusted at an angle less than the right angle to the axis, for example 45. These slides work in conjunction with stops, with the movable member combined with the rotating bar holder, so that when the bar is advanced towards the tool holder, the stops force the latter to move away at right angles or radially. or practically radially with respect to the movement of the bar, so as to advance the tools regularly to carry out the cutting operations.
Another headstock is provided to form the chamfered edges or to obtain any other shape necessary and at the same time to form a groove on the rear face of the inside of the nut in order to be able to remove the chips from the thread and to allow the cutting operation without the need for a new operation. It's the doll that comes into the position
F (figure 2); it is shown in elevation, section and end in Figures 16, 17 and 18 respectively.
The two tools 73 and 74 move longitudinally at the same speed, when the bar 25 advances. Each of them is
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arranged on inclined slides 75 and 76 inside the headstock, to move towards the center, the desired distance, this distance being adjusted by the angles of said slides.
The movement is imprinted and controlled by a tree It! rotating freely, passing through a hollow headstock axis 72 and articulated to a small slide fixed to the movable body 34, on the right side of the machine, an adequate adjustment device being provided on this slide to adjust the dimensions, etc. In this case the spindle 72 is driven by a pulley 43a, the fixed spindle 77 carrying a pinion 78 engaged on a wheel 79 fixed on the spindle
Another headstock is provided for the final parting off of the nut and for separating it from the rest of the bar, as well as for threading it. This doll is located in position G (figure 2) shown in figures 19-23.
There are two cutting tools 80 which can have a circular shape (one can also provide flat tools, if desired) mounted on inclined slides 81, the movement of which is controlled in the same way as for the dolls described above; this movement is transmitted by a rotating hollow shaft 82 'crossing the headstock and coupled to the movable body 34.
The upper tool 80 of Fig. 19 and the sleeve 82 are shown at the start of the cut and the lower tool 80 and the sleeve 82 in the same figure are shown near the end of the cut. The coupling 37 (for the movable body 34) is also shown in the latter position.
Inside this hollow shaft 82 is another tube 83, held fixed by the arm 84 - both as regards the longitudinal movement relative to the headstock and as regards the rotary movement. The front end 85, of the tube 83 has a hexagonal inner shape, to fit over the nut 86
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freely, so that the latter, which has just been cut off from the bar 25, enters the hexagonal part 83 when the bar 25 is advanced and pushes an ejector back under the action of a spring 86.
Inside this fixed inner tubular axis 83 are the tap 87 and the spindle 88. The tap is exactly flush with the end of the hollow hexagon 85 and in this position it must be fixed, that is. say, it must not rotate..Spindle 88, at the opposite end, is engaged on a second shaft 89 which is in turn mated to the main spindle of the headstock by means of an adjustable speed change, to reverse, described below.
Behind the first wheel an end bearing 90 is mounted on the tapping spindle, as well as a lever 91 (also shown in FIG. 2); this lever is articulated with the control rod 92 of the reverse gear at its outer end and in 93 it is articulated by means of an adjustable rod 94 to a lever 95 actuated by the main cam plate 96 so as to constitute a coupling making it possible to adjust and control in both directions the reverse gear and the speed of rotation of tap 87. This device operates as follows:
As the magazine 24 advances, the chopped nut enters the hollow hexagonal tube 85 and pushes the tap 87 back slightly.
The hunting movement described above due to the movement thus imparted to the tap spindle 88 drives the variable speed change control rod 92 and the tap is driven slowly, at the speed automatically correct for the pitch of the entering tap. thus in the nut when it is cut off; when the tools used to cut the nut have separated the nut from the bar, the nut is threaded for half its length. In the meantime, the ejector under the action of a spring 86 keeps the chopped nut against the tools until
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until the rear face is properly milled, the hollow hexagonal tube 85 preventing rotation of the nut, no burrs remaining.
In this phase, while the cutting tools finish raising the end of the bar, the main cam 96 forces the lever 95 to move the speed control rod 92 forward, the tap increases speed, he removes the nut from the cut-off tools just the distance necessary to complete the tapping. Adjusted accordingly, magazine 24 now begins to roll back for a new operation. At the same time, cam 96 forces lever 95 to reverse the movement of the tap and the nut is finished, then unscrewed from the tap; the nut is immediately released from the tap and is thrown by the ejector 86 out of the hollow hexagonal tube 85, to fall into a manifold (not shown) which is arranged to receive the finished nuts and keep them separated from chips, etc.
Any type of suitable speed change can be controlled by the tapping headstock to perform the tapping described, but the preferred form of construction includes, as shown in Figures 19-23, conical planet members 97 mounted in a rotating cage 98. , the axes of said conical planet gears carrying pinions 99 at their ends having the largest diameter, having a diameter equal or practically equal to the diameter of an intermediate section of the conical planet gears.
These pinions 99 are engaged on a ring gear 100, also toothed on the outside and engaged by means of the horizontal shaft 89 and the wheels with the spindle 88 carrying the tap 87. The rotary movement / Printed by the control 43 and 82 from the headstock to the cage 98 carrying the conical satellite members 97.
The conical textile bodies are arranged such that their axes are inclined so as to bring their outer surfaces parallel to the axis of rotation of the cage. To get the satellites to rotate on their axes, they rotate in a
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member 101 flexible like a belt, the ends of which are fixed to the rod 92 and preferably under the action of a spring 102 to maintain a driving friction on the surfaces of the conical satellite members 97. By moving this shaped member fixed belt 101, axially, at the sound or automatically, as described above, thanks to the movements of the rod 92, it will come into contact with different sestions, having different diameters,
conical satellite members 97 and there will be a variable drive in this way. Thanks to the fact that the pitch diameter of the pinions 99 of the conical satellite members is the same as that of an intermediate section of these conical satellite members, when the belt 101 is in this intermediate position, the tap is not driven. ; the organs are in the neutral position. However, on either side of the neutral position, the drive takes place and the speed depends on the distance from the neutral position.
It is obvious that various other forms of dolls can be used according to the work which one wishes to make, such as for example to drill transverse holes, to make square nuts, octagonal nuts or the like, without affecting or reducing the flow rate. the machine.
Each tool has its independent headstock and all the tools can thus rotate at the best cutting speeds for maximum production and long cutting edge life. On the other hand, as the dolls are easily assembled and disassembled, spare dolls with tools already in position can be provided in the equipment so as to minimize downtime due to accidents.
This invention is not limited to the precise shapes or construction details described, as they can be varied according to the needs of particular cases.