BE562824A - Machine à outil vibrant à fréquence ultra-sonore - Google Patents

Description

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   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 

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 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 

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 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 

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 \ 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.

Claims (1)

1. RESUME 1.-'Machine-outil à ultra-sons, comportant un dispositif muni d'un convertisseur électro-mécanique et de l'outil, disposi- tif qui est monté sur le châssis de la machine et qui se déplace par rapport à ce châssis linéairement, sur un trajet déterminée sous l'influence de la pesanteur, ainsi que des moyens de compense tion réglables pour ce dispositif, qui sont disposés de façon que l'on obtienne un- équilibrage déterminé, pratiquement constant, dans,toutes les positions du dispositif dans ledit trajet determi- né. <Desc/Clms Page number 5>

   2. - Des formes de réalisation de la machine-outil-spéci- fiée sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivan- tes, prises séparément ou en combinaison: a) ledit équilibrage comporte des moyens par lesquels une force constante est exercée sur une came, afin de provoquer la ro- tation de celle-ci autour d'un pivot, alors que ledit dispositif est relié par un accouplement à la position de fonctionnement de ladite came et que la came présente un profil tel qu'une force d' équilibrage pratiquement constante soit exercée sur le dispositif le long du trajet de celui-ci;

   b) la force de rotation constante est fournie par un ou plusieurs ressorts qui sont fixés d'une manière appropriée, à une extrémité, à une vis servant à régler la tension des ressorts et montée sur le châssis de la machine-outil, tandis que l'autre ex- trémité est fixée à la came; c) l'accouplement est constitué par une bande métallique flexible, qui est fixée à la surface active de la came et peut suivre le profil de la came, tandis que l'autre extrémité de cette bande est fixée au dispositif ; d) le dispositif constitué par un convertisseur électro- mécanique et l'outil est monté sur un axe vertical qui peut se dé- placer librement dans un boîtier de guidage, alors que ledit axe et le boîtier comportent au moins deux canaux de réglage corres- pondants pouvant être munis de surfaces de portée ;

   e) ledib axe comporte au moins une' surface sur laquelle est prévue une échelle.