<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un dispositif pour déterminer, régler et maintenir la pression de l'outil dans les machines à ultra-sons,
Par machines à ultra-sons, il y a lieu d'entendre des machines dont le fonctionnement est basé sur les vibrations d'un outil à des fréquences ultra-sonores; en général, l'outil coupe, fore et grave des substances dures cassantes, telles que le verre et le quartz, avec intervention d'un abrasif mélangé avec un li- quide. Les vibrations sont généralement obtenues à l'aide d'éner- gie électrique qui est convertie en vibrations mécaniques à l'ai- de d'un convertisseur électro-mécanique. La fréquence fondamentale de ces vibrations est normalement supérieure aux fréquences audi- bl.es par l'oreille humaine.
Pour une petite machine d'entraînement qui absorbe par exemple une puissance électrique de 50 watts. à
<Desc/Clms Page number 2>
une fréquence de 20 kHz, la force moyenne agissant sur la face act. ve de l'outil vibrant est assez faible,alors qu'un réglage précis de la pression de l'outil sur la pièce est important, surtout dans le cas d'objets minces cassants ; en effet la pression est criti- que, car une valeur trop élevée amortit les vibrations tandis qu' une valeur trop basse entrave l'effet de l'abrasif, de sorte que l'usinage est plus lent. Il .est donc compréhensible que pour as- surer un bon fonctionnement, pendant tout l'usinage, la pression de l'outil doit être réglée et maintenue au meilleur point de fonctionnement entre deux valeurs extrêmes.
Pour une machine tel- le que mentionnée ci-dessus, on obtient de bons résultats à l'ai- de d'une pression d'outil d'environ 2 kg par cm2 pour travailler des plaques de verre.
Un bon usinage de matériaux fragiles et l'obtention d'un degré de précision élevé, par exemple pour le forage de petits trous d'un diamètre d'environ 0,075 à 0,13 mm, dépendent.égale- ment d'un bon fonctionnement des parties mobiles par rapport aux guides statiques. Ce fonctionnement souple assure en outre l'avan, tage que la personne desservante peut trouver, au toucher, la meilleure position de fonctionnement.
Dans une machine à ultra-sons, dans laquelle l'outil agit perpendiculairement à la pièce, la pression de l'outil sur la pièce sous l'effet de la pesanteur sera égale à la. masse de l'ou- til plus la masse des parties correspondantes déplacées verticale- ment, parmi lesquelles il faut compter le dispositif d'entraîne- ment. Cela est uniquement le cas lorsque les parties animées d'un mouvement vertical rencontrent peu de frottement des guides sta- tiques. La pression de l'outil ainsi exercée sur la pièce est beaucoup trop grande et c'est pourquoi, il est d'usage de compen- ser cette pression à l'aide d'un ressort ou d'un contrepoids.
L'emploi de moyens de compensation simples dans les ma- chines,à ultra-sons présente un inconvénient : cesmoyens ne per- mettent pas d'obtenir une pression constante en tous les points
<Desc/Clms Page number 3>
de la zone à travailler. Dans le cas d'une machine dont la masse en déplacement vertical est compensée par un ressort, la pression de l'outil sera d'autant plus petite que l'outil descend plus bas dans la pièce.
La présente invention fournit un meilleur équilibrage dans les machines-outils à ultra-sons.
Suivant l'invention, une machine-outil à ultra-sons com- porte un dispositif constitué par un convertisseur électromécani- que et l'outil; ce dispositif est monté sur le châssis de la ma- chine-outil et il se déplace linéairement par rapport à ce châs- sis, sur un trajet déterminé, sous l'effet'de la pesanteur alors que des moyens'de compensation réglables pour ce dispositif sont prévus d'une façon telle que l'on obtienne un équilibrage déter- miné,. pratiquement constant, dans toutes les positions du disposi- tif dans ledit trajet.
La description du dessin annexé,, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée,les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La figure représente une forme de réalisation déterminée d'un dispositif d'équilibrage conforme à l'invention; 1 est un axe déplaçable verticalement, dont l'extrémité inférieure comporte un étrier 2, dans lequel peut être logé un convertisseur électro- mécanique, ainsi qu'un outil non représenté sur le dessin. Le bot- tier 3 comporte les guides verticaux pour l'axe 1, dont la pesan- teur est compensée par des ressorts 4, qui exercent sur la came
5 une force dirigée vers le haut., telle que ladite came peut tour- ner autour du pivot 6. Une bande métallique flexible 7 est fixée le long du profil de la came au point 8, de sorte que la bande suit) les mouvements de la came; l'autre extrémité de la bande 7 est fi- xée à l'axe animé d'un mouvement vertical par l'intermédiaire de l'étrier 2.
La force variable exercée sur la came par l'effet de levier du'point de fixation 9 du ressort 4, par rapport au pivot
<Desc/Clms Page number 4>
\ 6 lors de la détente et de la compression des ressorts 4 est main- tenue pratiquement constante sur le trajet de l'axe 1, par le fait que celui-ci est accouplé par la bande 7 au profil de came exer- çant un effet de compensation.
On règle la pression de l'outil en détendant les ressorts 4 ou en les tendant par une rotation de la vis 10, qui déplace le bloc élastique 11, vers le haut ou vers le bas. L'axe animé d'un mouvement vertical 1 est rendu solidaire du boîtier de guidage 3, à l'aide de rainures longitudinales 12, qui, ensemble avec les rainures correspondantes 13, forment dans le guide, les surfaces de portée de billes 14. Le boîtier de guidage 3 est subdivisé en deux parties, afin de permettre le réglage du frottement désiré des billes.
L'axe 1 comporte en outre à l'avant une surface sur laquelle se trouve une échelle 15, qui fournit, en coopération avec une lentille grossissante, un dispositif de précision pour mesurer de petits mouvements verticaux de laxe 1 et de l'outil correspondant, ce qui assure une reproductibilité de la pression de l'outil qui s'est révélée appropriée ,pour certains usinages et pour une combinaison déterminée du convertisseur et de l'outil, de sorte que le réglage le plus efficace peut être obtenu dans chaque cas individuel et être noté par l'usager.
<Desc / Clms Page number 1>
The invention relates to a device for determining, adjusting and maintaining the pressure of the tool in ultrasonic machines,
By ultrasonic machines, it is necessary to understand machines whose operation is based on the vibrations of a tool at ultra-sound frequencies; in general, the tool cuts, drills and etches hard brittle substances, such as glass and quartz, with the intervention of an abrasive mixed with a liquid. The vibrations are generally obtained using electrical energy which is converted into mechanical vibrations with the aid of an electro-mechanical converter. The fundamental frequency of these vibrations is normally higher than the frequencies audible to the human ear.
For a small drive machine which, for example, absorbs 50 watts of electrical power. at
<Desc / Clms Page number 2>
a frequency of 20 kHz, the average force acting on the act face. ve of the vibrating tool is quite weak, while precise adjustment of the tool pressure on the workpiece is important, especially in the case of thin, brittle objects; in fact the pressure is critical, since too high a value dampens vibrations while too low a value hinders the effect of the abrasive, so that the machining is slower. It is therefore understandable that in order to ensure correct operation, throughout the machining, the tool pressure must be adjusted and maintained at the best operating point between two extreme values.
For a machine as mentioned above, good results are obtained using a tool pressure of about 2 kg per cm 2 for working glass plates.
Good machining of fragile materials and obtaining a high degree of precision, for example when drilling small holes with a diameter of about 0.075 to 0.13 mm, also depends on good operation. moving parts relative to the static guides. This flexible operation also ensures the advantage that the person serving can find, by touch, the best operating position.
In an ultrasonic machine, in which the tool acts perpendicular to the part, the pressure of the tool on the part under the effect of gravity will be equal to. mass of the tool plus the mass of the corresponding parts displaced vertically, including the drive device. This is only the case when the parts animated by a vertical movement encounter little friction from the static guides. The pressure of the tool thus exerted on the part is much too great and this is why it is customary to compensate for this pressure with the aid of a spring or a counterweight.
The use of simple compensation means in ultrasonic machines presents a drawback: these means do not allow constant pressure to be obtained at all points.
<Desc / Clms Page number 3>
of the area to be worked. In the case of a machine whose mass in vertical displacement is compensated by a spring, the pressure of the tool will be all the less as the tool descends lower in the part.
The present invention provides better balancing in ultrasonic machine tools.
According to the invention, an ultrasonic machine tool comprises a device consisting of an electromechanical converter and the tool; this device is mounted on the frame of the machine-tool and it moves linearly with respect to this frame, on a determined path, under the effect of gravity, while means of adjustable compensation for this device are provided in such a way that a determined balancing is obtained. substantially constant, in all positions of the device in said path.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
The figure shows a specific embodiment of a balancing device according to the invention; 1 is a vertically displaceable shaft, the lower end of which comprises a bracket 2, in which an electro-mechanical converter can be housed, as well as a tool not shown in the drawing. Housing 3 comprises vertical guides for axis 1, the weight of which is compensated by springs 4, which exert on the cam
5 an upwardly directed force, such that said cam can rotate around the pivot 6. A flexible metal strip 7 is fixed along the profile of the cam at point 8, so that the strip follows the movements of the cam. drug; the other end of the strip 7 is fixed to the axis animated by a vertical movement by means of the stirrup 2.
The variable force exerted on the cam by the leverage of the fixing point 9 of the spring 4, relative to the pivot
<Desc / Clms Page number 4>
\ 6 during the relaxation and compression of the springs 4 is kept practically constant on the path of the axis 1, by the fact that the latter is coupled by the strip 7 to the cam profile exerting an effect compensation.
The pressure of the tool is adjusted by relaxing the springs 4 or by tensioning them by a rotation of the screw 10, which moves the elastic block 11, upwards or downwards. The axis animated by a vertical movement 1 is made integral with the guide housing 3 by means of longitudinal grooves 12 which, together with the corresponding grooves 13, form the bearing surfaces of the balls 14 in the guide. The guide housing 3 is subdivided into two parts, in order to allow the adjustment of the desired friction of the balls.
Axis 1 further comprises at the front a surface on which there is a scale 15, which provides, in cooperation with a magnifying lens, a precision device for measuring small vertical movements of axis 1 and the corresponding tool. , which ensures a reproducibility of the tool pressure which has proven to be suitable, for certain machining operations and for a determined combination of converter and tool, so that the most efficient setting can be obtained in each case individual and be noted by the user.