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Machine-outil La présente invention a pour objet une machine- outil permettant de fabriquer automatiquement des pièces de petites dimensions, telles que des pièces de montres, notamment des pignons coulants, à partir d'une barre.
Cette machine est caractérisée par le fait qu'elle comprend, montés sur un seul bâti, un appareil à décolleter, un premier appareil à fraiser possédant une broche porte-pièce et une première broche porte- outil disposées dans le prolongement l'une de l'autre et parallèlement à l'axe de l'appareil à décolleter, et une seconde broche porte-outil perpendiculaire à cet axe, un second appareil à fraiser possédant une broche porte-pièce parallèle à la broche porte-pièce du premier appareil à fraiser et une broche porte-outil parallèle à la seconde broche porte-outil du premier appareil à fraiser,
les deux broches de ce second appareil à fraiser étant disposées au-dessus des broches correspondantes du premier appareil à fraiser, un premier dispositif transporteur comprenant un bras, mobile dans un plan perpendiculaire audit axe, chargé de transporter la pièce de l'appareil à décolleter au premier appareil à fraiser, un second dispositif transporteur chargé de transporter la pièce du premier appareil à fraiser au second, au moins un arbre à cames, parallèle à l'axe de l'appareil à décolleter, commandant certains mouvements des outils des appareils à décolleter et à fraiser, certains mouvements axiaux de la pièce à fabriquer, les mouvements angulaires des broches porte-pièces des appareils.
à fraiser, les mouvements des dispositifs transporteurs, et co- ordonnant ces mouvements de manière que la pièce soit successivement décolletée, transportée de l'appareil à décolleter au premier appareil à fraiser, taillée d'un premier côté, transportée par le second dispo- sitif transporteur au second appareil à fraiser, retournée au cours de son transport, et taillée- d'un second côté sans subir aucune manipulation ou reprise de fabrication entre ses états brut et achevé.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en élévation ; la fig. 2 en est une vue en plan ; la fig. 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne III-III de la fig. 2 ; la fig. 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la fig. 5 ; la fig. 5 est une vue en coupe selon la ligne V-V de la fig. 1 ; la fig. 6 est une vue selon la flèche VI de la fig. 2 ; la fig. 7 est une vue de détail ; la fig. 8 est une vue à grande échelle de la partie supérieure de la fig. 4 ;
les fig. 9 et 10 sont des vues en élévation et de profil du pignon coulant destiné à être fabriqué par la machine représentée aux fig. 1 à 8.
Cette machine comprend, montés sur un socle 10 a) Un appareil à décolleter D (fig. 1 et 2) occupant approximativement la moitié postérieure de la machine ; b) deux appareils à fraiser Fl et F2 (fig. 1 et 2), disposés l'un au-dessus de l'autre, occupant
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approximativement la moitié antérieure de la machine; c) un premier dispositif transporteur Tl (fig. 2) destiné à transporter la pièce en ouvrage de l'appareil à décolleter D à l'appareil à fraiser Fi ;
d) un second dispositif transporteur T2 (fig. 4, 5 et 8) chargé de transporter la pièce en travail du premier au second appareil à fraiser.
Les trois appareils D, FI ,F2 et les deux disposi- tifs transporteurs Tl et T2 sont actionnés de manière que les diverses opérations d'usinage de la pièce à fabriquer (fig. 9 et 10), soit le décolletage des tron- çons de diamètre réduit, le tronçonnage de la pièce, le perçage des trous c et d, le fraisage du dégagement e et des dents f de la denture de champ, le fraisage de la denture Breguet g, soient réalisées successivement, de façon entièrement automatique, et sans aucune manipulation de la pièce entre ses états brut et achevé.
Les mouvements des organes mobiles des appareils à décolleter et à fraiser et des dispositifs transporteurs, ainsi que l'avance de la barre et son blocage, sont commandés par deux arbres à cames 11 et 12 entraînés par un .arbre moteur 13 par l'intermédiaire de deux engrenages à vis sans fin 14 et 15 (fig. 3).
L'appareil à décolleter D comprend une poupée 16 animée d'un mouvement de va-et-vient axial commandé par un mécanisme 17. Ce mécanisme comporte notamment un levier 17a agissant sur une bascule 17b et une came 17c calée sur l'arbre 11 et coopérant avec un doigt non visible solidaire d'un bras du levier 17a.
La barre à décolleter B est entraînée en rotation continue par un moteur disposé dans le socle 10 et dont l'arbre est relié à la poulie d'entrainement 18 de la barre B par la courroie 18a. Elle est bloquée axia- lement dans la poupée 16, pendant qu'elle est en ouvrage, par une pince non visible actionnée par un levier 19 lié à une came 20 calée sur l'arbre 11.
Les burins 21 de l'appareil à décolleter sont portés par des chariots 22 (fig. 3) mus par des leviers 23 coopérant avec des cames 24. Sous l'action des cames 17c, 20 et 24, la barre B est soumise à un mouvement d'avance intermittent au cours duquel elle est décolletée et tronçonnée par les burins 21.
L'appareil à décolleter D comprend encore un dispositif P qui perce les trous c et d pendant le décolletage extérieur de la pièce. Ce dispositif comporte une poupée 25, bloquée axialement, dans laquelle tourne une broche 26 portant une mèche à deux étages 80. Cette mèche est entraînée en rotation par un moteur logé dans le socle 10 et relié à la broche 26 par une transmission à courroie 28. Le fourreau de cette broche est animé d'un mouvement de va- et-vient axial commandé par l'arbre 11 par l'intermédiaire du levier 29 et de la came 31 calée sur cet arbre au cours duquel la mèche 80 pratique simultanément les deux trous c et d.
La section carrée du trou c est donnée par une broche de forme, en épis, qui entre en action après la mèche pendant un arrêt relatif de la rotation de la broche 26 et de la pièce. Pour ne pas surcharger les dessins, ce détail n'a pas été représenté.
Le dispositif transporteur Tl est chargé de transporter la pièce, après décolletage, de l'appareil à décolleter au premier appareil à fraiser FI. Ce dispositif, représenté à la fig. 3, comprend d'une part un bras transporteur 34, articulé en 35 et portant une pince 36 à son extrémité libre, et d'autre part un bras 37, articulé en 38 et muni, à son extrémité libre, d'un crochet 39.
Ce crochet est destiné à maintenir les mâchoires de la pince 36 écartées l'une de l'autre pendant le décolletage de la pièce, puis à les abandonner à l'action d'un ressort non représenté, de manière qu'elles saisissent la pièce à l'instant précis où celle-ci est détachée de la barre B. Les mouvements des bras 34 et 37 sont réglés respectivement par deux cames 40 et 41 sur lesquelles glissent les doigts 42a et 43a de deux bras 42 et 43. Les bras 34 et 42 sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un engrenage 44, tandis que les bras 37 et 43 sont fixés rigidement l'un à l'autre.
Lorsque la pièce a été saisie par la pince 36, le bras 34 bascule d'arrière en avant (c'est-à-dire de gauche à droite sur la fig. 3) en amenant la pièce dans l'axe de l'appareil à fraiser FI.
Cet appareil et l'appareil à fraiser F2, qui sera décrit plus loin, comprennent deux poupées communes, la poupée 45 formée de deux parties 45a et 45b et la contrepoupée 46.
L'appareil FI comprend (fig. 5 et 8) une broche porte-pièce 47 montée dans la partie 45a de la poupée 45 et deux fraises 53 et 82 portées par deux broches distinctes 54 et 81. Cette dernière est montée dans un fourreau 46a, mobile axialement, de la contrepoupée 46, et est entraînée en rotation par un moteur 81a.
Au moment où la pièce arrive, transportée par le bras 34, dans l'axe des broches 47 et 81, le fourreau 46a se déplace axialement de droite à gauche et un poussoir tubulaire 83, soumis à l'action d'un ressort 83a, engage la pièce dans la pince 47a.
Le mouvement axial du fourreau 46a est commandé par une came 49 (fig. 1 et 2) calée sur l'arbre 12 et par un levier 50 coopérant avec cette came. Pendant que la pièce est introduite dans la pince 47a, elle comprime, avant d'être serrée par les mâchoires de cette pince, un ressort d'éjection 47c. Une fois la pièce saisie par la pince 47a, le fourreau 46a continue à se déplacer de droite à gauche (fig. 8) en entraînant la broche 81, et la fraise 82 pratique le dégagement e nécessaire au taillage de la denture f.
Ce dégagement opéré, le taillage de cette denture est effectué par la seconde fraise, c'est-à-dire la fraise 53, de l'appareil FI. Cette fraise 53 est portée par
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une broche 54 qui est disposée perpendiculairement à l'axe de la poupée 45 et qui tourne dans un palier 54a.
Deux mécanismes, qui seront décrits plus loin, impriment à cette broche 54 un mouvement de va-et- vient parallèle à l'axe de la broche 47, et à cette dernière un mouvement angulaire intermittent, de manière que la fraise 53 attaque la pièce serrée dans la pince 47a, dans des positions angulaires successives correspondant au pas de la denture f à tailler.
Lorsque cette denture est taillée, la pièce est prise en charge par le dispositif transporteur T- Ce dispositif comprend un bras 90 susceptible d'osciller autour d'un pivot 90a dans le plan vertical passant par les axes des broches 47 et 81. Les mouvements de ce bras 90 sont commandés (fig. 4 et 5) par une came 91 calée sur l'arbre 12. Ils sont transmis à ce bras par l'intermédiaire d'un train cinématique formé d'un palpeur 91a monté sur un bras de levier 91b, d'une tige 92, d'un levier 93 dont un bras est constitué par un secteur denté 94 et d'un pignon 95 accouplé au bras 90.
Les rapports cinématiques entre ces divers organes sont tels que le bras 90, après avoir saisi la pièce, bascule de 180(l, présente la pièce à l'appareil F,, puis revient, l'espace d'un instant, dans la position qu'il occupe à la fig. 8.
L'appareil F,, qui effectue alors le taillage de la denture Breguet, comprend (fig. 5 et 8) une broche porte-pièce 97, un poussoir 98 monté dans la partie supérieure de la contrepoupée 4'6, et une seule fraise 111. La broche 97, qui tourne dans la partie 45b de la poupée 45, est dotée d'une pince 97a de serrage de la pièce et d'un éjecteur à ressort 96a.
Le poussoir 98 est assujetti cinématiquement au levier 50 qui lui imprime un mouvement de va-et- vient axial. Il comporte une tige 99, soumise à l'action d'un ressort 98b, chargée d'introduire la pièce dans la pince 97a au moment où cette pièce lui est présentée par le bras transporteur 90.
La fraise 111 (fig. 5), qui est portée par une broche 112 montée dans un palier 111a, est animée d'un mouvement de va-et-vient parallèle à la broche 97 en même temps que cette dernière décrit un mouvement angulaire intermittent de manière à attaquer la pièce, serrée dans la pince 97a, dans des positions angulaires successives correspondant au pas de la denture g à tailler.
Les paliers 54a et l l la ainsi que le moteur d7en- traînement 55 des broches 54 et 111 sont montés sur un chariot commun 85. Une came 56, calée sur l'arbre 12, imprime à ce chariot, par l'intermédiaire d'un levier 57, le mouvement de va-et-vient que les fraises 53 et 111 doivent décrire pour tailler les dentures f et g.
Pour pouvoir régler la position transversale de ces fraises dont les mouvements de va-et-vient sont donc synchronisés et identiques, en fonction de la forme des dentures à tailler, les deux paliers 54a et 111a sont agencés de manière à pouvoir, dans les limites permises par la transmission à courroie 55a, d'une part coulisser transversalement et d'autre part pivoter horizontalement sur le chariot 85.
Le dispositif d'actionnement automatique des pinces 47a et 97a est illustré à la fig. 4. Il comprend un levier 100 articulé à un pivot 101 de la partie inférieure 45a de la poupée 45. Le bras 102 de ce levier porte un galet 102a coopérant avec une came 103 calée sur l'arbre 12, tandis que son bras 104 est articule à une biellette 105 pivotée en 106 à la partie supérieure 45b de la poupée 45. Le bras 104 et la biellette 105 portent deux doigts engagés dans deux gorges annulaires 107a et 108a de deux manchons 107 et 108 montés de façon coulissante sur les broches 47 et 97.
Lorsque le bras 102 est déplacé vers la gauche par la came 103, ces deux manchons écartent les mâchoires de deux leviers 109 et 110 qui déplacent vers la droite deux tubes 47b et 97b provoquant le serrage des pinces 47a et 97a. Ce dispositif de serrage des pinces 47a et 97a est réglé de manière que ces dernières se ferment et s'ouvrent simultanément.
Les mouvements angulaires intermittents des broches 47 et 97 sont engendrés par un mécanisme représenté en détail aux fig. 4, 6 et 7. Ce mécanisme comprend deux accouplements à roue libre 52 et 115, reliés l'un à l'autre par une biellette 11.6, une bielle 60, un levier 61 et une came 64. L'élément mené 59 de l'accouplement 52 est rotativement solidaire de la broche 47, tandis que son élément menant 58 présente une chape 58a à laquelle sont articulées deux extrémités des bielles 60 et 116, cette dernière de façon réglable.
La seconde extrémité de la bielle 60 est articulée sur le levier 61 qui est pivoté en 62 et qui porte un galet 63 roulant sur la came 64. La seconde extrémité de la biellette 116 est reliée, elle, à une chape 117a que présente l'élément menant 117 de l'accouplement 115.
Les. éléments menés 59 et 118 des deux accouplements sont rotativement solidaires de deux roues à rochets 66, respectivement 119. Ces deux roues, qui comportent chacune des nombres de dents égaux à ceux des deux dentures à tailler, en l'occurrence huit dents, coopèrent avec deux sautoirs 67 et 120 pivo- tés respectivement en 68 et 121 et chargés de fixer avec précision et stabilité les positions angulaires successives de la pièce à tailler.
Ces sautoirs, qui sont du même type, sont formés d'un premier bras portant un galet 67a (120a) et d'un second bras soumis à l'action d'un poussoir à ressort 70 (122) appliquant les galets 67a et 120a contre la périphérie des rochets 66 et 119.
La came 64 est calée sur l'arbre 12 et présente un pourtour divisé en deux secteurs 64a et 64b qui s'étendent respectivement sur des arcs d'environ 300 et 60o. Le secteur 64a présente des dents, en nombre égal à celui de la denture à tailler, c'est-à-dire huit, uniformément réparties, tandis que le secteur 64b est lisse.
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Lorsque le galet 63 roule sur le secteur 64a entre deux rayons limitant angulairement une dent, les broches 47 et 97 tournent d'abord simultanément d'un huitième de tour, puis marquent un temps d'arrêt, qui commence au moment où le galet 63 atteint le point culminant de la dent et se termine à l'instant où il prend contact avec la dent suivante. Pendant cet arrêt, les fraises 53 et 111 effectuent leur travail. Chaque fois que la came 64 tourne d'un pas, ces fraises taillent une dent. Lorsque le galet 63 atteint le secteur 64b, les broches 47 et 97 s'immobilisent jusqu'au moment où le galet 63 atteint la première dent du secteur 64a.
Au cours de l'intervalle de temps qui marque cette immobilisation prolongée des broches, les pinces 47a et 97a s'ouvrent, la pièce terminée est éjectée dans la trémie 51 par le ressort 96a, tandis que celle dont il reste à tailler la denture Breguet est introduite, sous l'action du ressort 45a dans le canon 90b du bras 90.
Cette dernière explication montre que plusieurs pièces sont simultanément en travail sur la machine. Pendant qu'une première pièce est décolletée, une seconde est taillée par l'appareil FI, tandis qu'une troisième subit sa dernière opération dans l'appareil F.,. On voit que la machine décrite est non seulement capable de fabriquer, avec une grande précision, des pièces de très petites dimensions relativement compliquées, sans que ces pièces subissent aucune manipulation, mais encore de débiter ces pièces à une cadence rapide.
Dans une variante de la machine décrite, on pourrait effectuer le perçage des trous c et d non pas au moyen d'une mèche à deux étages, mais à l'aide de deux outils amenés successivement en oeuvre au moyen d'une tourelle revolver.