Procédé pour tailler sur un tour automatique un filet à l'intérieur d'une pièce et tour automatique pour la mise en aeuvre de ce procédé Le présent brevet comprend un procédé pour tailler sur un tour automatique un filet à l'intérieur d'une pièce entraînée en rotation par la broche du tour, au moyen d'un outil porté par un chariot à coulisses croisées commandé par les cames du tour, caractérisé par le fait qu'on introduit l'outil à l'inté rieur de la pièce à fileter en déplaçant les coulisseaux du chariot à partir d'une position de repos jusque dans une position de travail, puis taille le filet en déplaçant l'outil par rapport au chariot et provoque enfin, après finition de la dernière passe de l'opéra tion de filetage,
le retrait de l'outil hors de la pièce filetée en ramenant les coulisseaux du chariot jusque dans leur position de repos.
Le brevet comprend également un tour automa tique pour la mise en oeuvre du procédé. Ce tour comporte un chariot à coulisses croisées actionné par un arbre à cames et muni d'un outil à fileter, carac térisé par le fait que ledit outil est porté par un dispositif à fileter fixé sur le coulisseau supérieur déplaçable longitudinalement et qui comporte une première et une seconde cames d'usinage entraînées par la broche du tour à une vitesse égale à un mul tiple de la vitesse de l'arbre à cames du tour, la pre mière came d'usinage provoquant l'avance longitu dinale de coupe et le retour de l'outil avec une amplitude égale à la longueur du filet à usiner,
tandis que la seconde came d'usinage provoque l'engagement radial et le dégagement de l'outil respectivement au début et à la fin de chaque passe, de sorte que les déplacements des coulisseaux transversal et longi tudinal du chariot commandés par l'arbre à cames du tour assurent seulement les déplacements d'ap- proche et de retour en position de repos de l'outil au début et à la fin de l'opération de filetage.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un tour auto matique à fileter pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué. Dans ce dessin, seules les parties néces saires à la bonne compréhension du fonctionnement sont représentées.
La fig. 1 est une vue perspective partiellement en coupe de la partie gauche du tour.
La fig. 2 est une vue perspective partiellement en coupe de la partie droite du tour. Le tour comprend un bâti 1 sur lequel est montée rotativement une broche 2 entraînée par un moteur et une transmission mécanique non représentés. Une pièce à fileter 3 est serrée dans un mandrin 4 monté sur la broche 2. Une roue hélicoïdale 5 solidaire de la broche 2 engrène avec une roue hélicoïdale 6 fixée à une extrémité d'un arbre de commande 7 monté rotativement dans un palier 8 fixé au bâti 1. Cet arbre 7 commande, par l'intermédiaire d'une liaison cinématique décrite plus loin, un dispositif à fileter F portant un outil de coupe 9.
L'arbre de commande 7 est muni d'un embrayage E (par exemple à dents ou à clabots), qui présente une partie menante 10 et une partie menée 11 et permet d'établir ou d'interrompre la liaison cinéma tique reliant la broche 2 au dispositif à fileter F. L'engagement et le dégagement des deux parties 10 et 11 de l'embrayage sont commandés par une came à rainure 12 fixée sur un arbre à cames 13 monté rotativement sur le bâti 1 et entraîné par un train d'engrenages coniques 14, 15 actionnés par le moteur du tour. Cette came 12 commande, par l'intermé diaire de leviers 16, 17 et d'une tringle 18, un secteur 19 fixé sur un axe rotatif 20 porté par le bâti 1.
Ce secteur est susceptible d'occuper deux positions angulaires différentes, définies par deux encoches périphériques 21, 22 venant en prise avec un galet 23 monté rotativement sur le bâti 1 du tour et maintenu en contact avec le bord du secteur 19 par un ressort de rappel 24. Un levier 25, fixé à l'extrémité de l'axe 20, actionne la partie menée et coulissante 11 de l'embrayage E et la maintient soit en position embrayée avec la partie menante 10, soit en position débrayée, suivant la position occupée par le secteur 19.
Le tour comporte en outre un chariot à coulisses croisées constitué par un coulisseau inférieur 26 se déplaçant transversalement sur des glissières 27, 28 du bâti 1 et un coulisseau supérieur 29 se déplaçant longitudinalement sur une glissière 30 du coulisseau inférieur. Une première came plate 32 fixée sur l'arbre à cames 13 et un ressort de rappel 33 assurent le déplacement transversal aller et retour du coulis- seau 26 par l'intermédiaire d'un levier 34 muni d'un secteur denté 35 en prise avec une crémaillère 36 solidaire du coulisseau 26.
Une seconde came plate 37, fixée également sur l'arbre à cames 13, assure le déplacement longitu dinal aller et retour du coulisseau supérieur 29 par l'intermédiaire d'un levier 38, de deux secteurs dentés 39, 40 et d'un poussoir 41, solidaire du secteur denté 40 et muni d'un galet de contact 42 roulant sur la face arrière 43 du coulisseau. Celui-ci est maintenu en contact constant avec le galet 42 par l'action d'un ressort antagoniste 44 prenant appui sur le coulis- seau inférieur 26.
Le coulisseau supérieur 29 porte le dispositif à fileter F qui comporte un arbre hori zontal 45 monté rotativement sur le coulisseau 29 et constituant l'extrémité de la liaison cinématique reliant la broche 2 au dispositif à fileter F.
Cette liaison cinématique est formée des éléments suivants a) une tête de cheval 46 de type connu, solidaire du bâti 1 et comportant un arbre d'entrée, constitué par l'extrémité de l'arbre de com mande 7, un axe intermédiaire 47 et un arbre de sortie 48, sur lesquels sont montés respec tivement des roues dentées interchangeables 49, 50 et 51 qui sont choisis selon le pas du filet à exécuter ; b) un arbre 52 entraîné à une de ses extrémités par l'arbre de sortie 48 de la tête de cheval, par l'intermédiaire de deux pignons d'angle 53, 54.
L'autre extrémité de cet arbre 52 est montée rotativement dans un palier 55 soli daire du coulisseau supérieur 29 et est en traînée dans les déplacements longitudinaux et transversaux de celui-ci ; c) un arbre horizontal 56 monté rotativement sur le coulisseau 29 et entraîné par l'arbre 52 par l'intermédiaire de pignons d'angle 57, 58. Cet arbre 56 entraîne en rotation l'arbre hori zontal 45 du dispositif à fileter F par l'inter médiaire d'un engrenage à vis sans fin 59. 60.
Pour permettre à l'extrémité de l'arbre 52 montée dans le palier 55 de suivre les déplacements du cou- lisseau 29, cet arbre 52 comporte deux joints à cardan 61, 62 montés entre la tête de cheval 46 et le cou- lisseau 29 et deux parties cannelées 63, 64 coulissant l'une sur l'autre mais solidaires angulairement.
Sur l'arbre horizontal 45 du dispositif à fileter F sont calées deux cames d'usinage, soit une came-tam- bour 65 à rainure, dite patronne , et une came plate 66. La patronne 65 actionne, par l'intermé diaire d'un doigt 67 muni d'un galet 68, un coulisseau longitudinal auxiliaire 69 coulissant sur des glissières 70 solidaires du coulisseau supérieur 29. Un ressort antagoniste 71 prenant appui sur le coulisseau<B>29</B> exerce une poussée sur le coulisseau longitudinal auxiliaire 69, de façon à maintenir le galet 68 en contact avec la face arrière 72 de la rainure de la patronne 65.
Il est, en effet, indispensable pour réaliser un filet de précision de supprimer tout jeu qui pourrait se produire en fin de course entre le galet 68 et la rainure de la patronne 65, jeu qui se tradui rait par un décalage entre la rotation de la pièce à fileter 3 et le mouvement d'avance de l'outil de coupe 9.
Sur le coulisseau auxiliaire 69 est articulé un volet ou support rectangulaire 73 susceptible de pivoter sur un de ses côtés autour d'un axe horizontal X - X sous l'action d'un poussoir 74 porté par le coulisseau supérieur 29 et actionné par la came plate 66 par l'intermédiaire d'un levier coudé 75 pivoté sur le coulisseau 29. Le poussoir 74 comporte un galet 76 qui roule sur une face longitudinale 77 du support 73, avec laquelle il est maintenu en contact au moyen d'un ressort 78 prenant appui sur le cou- lisseau auxiliaire 69.
Le support 73 comporte un bras 79 dans lequel est fixé de façon réglable longitudi nalement un axe horizontal 80 à l'extrémité duquel, en regard de la broche 2, est monté l'outil de coupe 9. L'axe 80 est réglé de façon à présenter une lon gueur l en porte à faux au moins égale à la profon deur du trou à fileter, de façon que l'outil 9 puisse arriver à la fin de la passe sans que le bras 79 bute contre la pièce à fileter. La patronne 65, qui est interchangeable, est choisie de façon que la course qu'elle imprime à l'outil 9 soit égale à la longueur du filet à usiner, tandis que la came 66, qui est également interchangeable, est choisie en fonction de la profondeur radiale de passe désirée.
Le fonctionnement du tour à fileter décrit est le suivant le tour étant dans sa position de repos, repré sentée aux fig. 1 et 2, le coulisseau inférieur 26 est à fin de course en direction de la flèche R et le coulisseau supérieur 29 est à fin de course en direc tion de la flèche S, positions pour lesquelles l'outil 9 est entièrement dégagé longitudinalement et transver salement de la broche 2. D'autre part, le coulisseau auxiliaire 69 du dispositif à fileter F est à fond de course en direction de la flèche T, position corres pondant au début d'une passe de l'outil 9. Le support pivotant 73 occupe sa position extrême en direction de la flèche U, correspondant à la position dégagée de l'outil 9 et déterminée par la hauteur maximum de levée de la came plate 66 et la longueur des bras du levier coudé 75.
Après avoir serré la pièce à fileter 3 dans le mandrin 4 et fixé sur la tête de cheval 46 le train d'engrenages 49, 50 et 51 corres pondant au pas du filet à exécuter, on monte sur l'arbre 45 du dispositif à fileter F une patronne 65 dont la course correspond à la longueur de ce filet et une came 66 correspondant à la profondeur de passe désirée. On met ensuite en marche le moteur entraînant, d'une part, la broche 2 à grande vitesse et, d'autre part, l'arbre à cames 13 qui accomplit une seule révolution pendant l'opération complète de file tage de la pièce 3.
Les carnes plates 32 et 37 action nent les coulisseaux inférieur 26 et supérieur 29 par l'intermédiaire des organes mécaniques 34 à 36, respectivement 38 à 43, provoquant les déplacements d'approche rapide transversale et longitudinale, en direction inverse des flèches R et S, qui amènent les coulisseaux 26 et 29 et donc le dispositif à fileter F en position de travail. Pour cette position, l'axe 80 portant l'outil à fileter est centré sur l'axe de la broche 2.
D'autre part, la longueur l de l'axe 80 est prévue de façon que dans cette position de travail l'arête de coupe de l'outil 9 se trouve placée dans un plan perpendiculaire à l'axe de la broche passant par le début du filet à exécuter, ce plan pouvant être situé, par exemple, comme représenté au dessin, à une distance d à l'intérieur de la pièce à fileter.
Aussitôt que l'outil à fileter occupe cette position de début de travail, la came à rainure 12 actionne l'embrayage E de l'arbre de commande 7 pour établir la liaison cinématique reliant la broche 2 au dispo sitif à fileter F, provoquant ainsi la rotation de l'arbre horizontal 45 et des cames 65 et 66, dont la vitesse est un multiple de la vitesse de rotation de l'arbre à cames 13. La came 66 imprime à l'outil 9, par l'intermédiaire du support 73 et de sa face longitu dinale 77, un déplacement transversal d'engagement jusqu'à la profondeur radiale de passe choisie par l'opérateur, puis la patronne 65 imprime à l'outil un déplacement d'avance de coupe par l'intermédiaire des organes 67 à 70.
Aussitôt que l'outil a terminé la première passe, la came 66 provoque le dégagement radial de l'outil, par l'intermédiaire des organes 73 à 77 et du res sort 78, tandis que la patronne 65, dont l'action est conjuguée avec la poussée du ressort 71 sur le cou- lisseau auxiliaire 69, provoque le retour rapide de l'outil à sa position de début de travail. Les passes de l'outil 9 se succèdent de la même façon jusqu'au moment où la came à rainure 12 de l'arbre à cames 13 actionne l'embrayage E en sens inverse et inter rompt l'entraînement des cames 65 et 66 du dispo sitif à fileter F. Le réglage des cames 12, 65 et 66 est tel que les cames 65 et 66 s'arrêtent dans leur position angulaire de repos représentée au dessin, pour laquelle l'outil 9 est en position de début de travail.
A ce moment, les cames plates 32, 37 de l'arbre à cames 13 provoquent le retour jusqu'en position de repos des coulisseaux 26 et 29 en direc tion des flèches R et S, par l'intermédiaire des organes 33 à 36, respectivement 38 à 43 et des ressorts 33 et 44. L'entraînement de la broche 2 et de l'arbre à cames 13 est alors interrompu pour permettre de monter une nouvelle pièce à fileter 3 sur la machine.
Dans les tours automatiques à fileter habituels, l'outil de coupe est solidaire d'un des coulisseaux du chariot à coulisses croisées et les mouvements d'avance et de retour, d'engagement et de dégage ment de l'outil, pour chaque passe, sont réalisés par des déplacements longitudinaux et transversaux de ces coulisseaux. Cette façon de procéder présente l'inconvénient de mettre en jeu pour chacun de ces mouvements une masse relativement importante, car le poids de ces coulisseaux est relativement élevé. Il en résulte une dépense d'énergie excessive, ùne usure exagérée des organes mobiles en jeu, tels que cames, axes et glissières, et une grande difficulté à obtenir des mouvements très précis, sans jeu et suffisamment rapides pour satisfaire aux exigences actuelles.
En outre, entre chaque passe successive de l'opération de filetage, l'outil 9 doit être ramené chaque fois jusque dans sa position de repos, ce qui est la cause de temps morts très longs qui s'ajoutent aux temps d'usinage effectifs, de sorte que le temps d'usinage total est prohibitif.
Par contre, dans le tour décrit, les coulisseaux relativement lourds du chariot ne sont utilisés que pour amener l'outil en position de travail, puis en position de repos après la dernière passe, tandis que les déplacements de l'outil nécessaires à l'opération de filetage sont commandés par les organes du dispo sitif à fileter F fixé sur le coulisseau supérieur et dont la masse est suffisamment faible pour permettre une grande rapidité de déplacement et une grande précision de travail. Ainsi, pendant l'opération de filetage proprement dite, les coulisseaux du chariot restent immobiles, tandis que l'outil à fileter est déplacé longitudinalement et transversalement par rapport à ceux-ci.