Tour automatique à poupée mobile L'objet de la présente invention est un tour automatique à poupée mobile, destiné à l'usinage de séries de pièces identiques à partir d'une barre entrainée rotativement et axialement par ladite poupée et comprenant un bras transporteur mobile entre une première position dans laquelle une extré mité libre dudit bras peut recevoir une pièce par tiellement usinée et sectionnée de ladite barre et une seconde position dans laquelle la pièce qui porte ladite extrémité libre se trouve dans une station d'usinage supplémentaire, ladite station comprenant un outil parallèle à ladite barre,
en traîné rotativement et axialement, et un dispositif destiné à tenir ladite pièce immobile, et coaxiale audit outil pendant ladite opération d'usinage sup plémentaire.
On sait que de tels tours automatiques connus permettent d'usiner entièrement et avec une très grande précision des pièces de petites dimensions prises dans une barre. Tous les outils destinés à usi ner les faces latérales et la face antérieure de la pièce sont groupés devant un canon de guidage d'où l'extrémité de la barre sort progressivement. Ils peuvent se mouvoir vers l'ouverture de ce canon pour effectuer chacun une opération particulière, ces opérations s'effectuant dans un ordre déterminé.
Pour obtenir la précision d'usinage requise, il est nécessaire que les porte-outils, ainsi que leurs organes de commande et de réglage soient massifs, afin de ne pas pouvoir fléchir sous l'effet des forces développées pendant l'usinage. De plus, il faut que ces porte-outils soient disposés aussi près que pos sible du canon de guidage, pour diminuer autant que possible le porte-à-faux des outils.
Comme ces derniers peuvent être en assez grand nombre et comprendre par exemple cinq ou six burins radiaux disposés en étoile autour du canon de guidage et trois à six outils axiaux tels que filières, tarauds, forets ou mèches de perçage, montés sur un tam bour rotatif d'axe parallèle à celui de la barre, la construction d'un tour du type mentionné, dans le quel tousi les outils sont disposés d'une façon judi cieuse, tout près de l'extrémité de la barre, pose des problèmes délicats. En particulier, la place dispo nible pour le bras transporteur est extrêmement res treinte.
Généralement ce dernier pivote autour d'un axe parallèle à celui de la barre, situé entre ladite barre et l'arbre à cames du tour, et il doit être relativement long, car l'outil supplémentaire est placé entre deux porte-outils radiaux, en dessous des organes de commande de ces porte-outils, mais néanmoins à une distance relativement grande de la barre, en raison des dimensions de ces porte-outils. L'outil supplémentaire peut se déplacer axialement, de façon que son extrémité vienne en avant de l'ou verture du canon de guidage.
La place disponible pour le dispositif destiné à tenir la pièce devant ledit outil supplémentaire est donc aussi très limitée. Comme ce dispositif doit par ailleurs être capable de maintenir fermement ladite pièce dans une position tout à fait précise, les dimensions de ses différents organes ne peuvent pas être réduites au-delà d'une certaine limite, ni les points d'attache de ces éléments au bâti éloignés à volonté du champ d'action dudit outil supplémen taire.
Dans certains cas, où ladite opération d'usinage supplémentaire est un contre-taraudage ou un contre-perçage, le dispositif destiné à tenir la pièce dans la station d'usinage supplémentaire comprend une lunette montée rigidement sur un élément du bâti, en regard et imédiatement devant ledit outil supplémentaire. Le bras mobile du transporteur comprend alors également une lunette dans laquelle la pièce sectionnée de la barre est engagée.
Parvenu dans sa seconde position, le transporteur appuie ladite pièce axialement contre la lunette fixe du dis positif de fixation, avec une force suffisante pour empêcher cette pièce de tourner. Avec un tel dis positif de fixation, dont le transporteur lui-même fait partie lorsqu'il se trouve dans sa seconde posi tion, il est nécessaire de prévoir des butées, fixes sur le bâti du tour pour délimiter exactement la seconde position du transporteur et éviter en parti culier qu'il ne fléchisse sous l'action de l'outil sup plémentaire.
Des dispositifs de ce type ont déjà été utilisés pour l'usinage de pièces relativement courtes et dont la partie antérieure est cylindrique. Ils ont également été utilisés pour des pièces dont la partie antérieure est tronconique ; mais alors, comme la lunette du transporteur présente une ouverture tron conique correspondante, dont la face interne appuie la pièce contre la lunette fixe du dispositif de fixa tion, la pièce risque de rester coincée dans la lunette du transporteur après l'opération d'usinage supplémentaire. C'est pourquoi on a dû alors pour voir la lunette du transporteur d'un extracteur des tiné à éjecter la pièce après l'opération d'usinage supplémentaire.
La présence de cet extracteur aug mente naturellement les dimensions de l'extrémité libre du transporteur, de sorte que la course des porte-outils axiaux situés devant le canon de gui dage de la barre à usiner doit souvent être aug mentée, au détriment de la précision de ces outils axiaux.
Un tel dispositif ne convient cependant pas lorsque les pièces sont de longueur relativement grande ou présentent des parties tubulaires ayant une paroi mince, à cause du risque de flambage ou d'écrasement du métal de ces pièces sous l'effet de la pression axiale que la lunette du transporteur exerce sur elles.
Le but de la présente invention est de créer un tour automatique du type mentionné, avec lequel on puisse effectuer une opération d'usinage supplé mentaire, par exemple de contre-perçage ou de contre-taraudage sur des pièces de grande longueur, présentant une extrémité antérieure tronconique ou un forage axial ne laissant subsister de la pièce qu'une paroi mince, comme cela se présente par exemple dans le cas des poin tes de stylo à billes.
Pour cela, ledit dispositif est constitué par une pince montée sur un élément du bâti dudit tour, placée entre ladite seconde position du transporteur et ledit outil supplémentaire et agencée pour saisir la pièce radialement. Le tour comprend en outre des moyens de commande auto matiques pour maintenir ladite pince ouverte pen dant que ledit transporteur parvient dans ladite se conde position et pour la maintenir fermée sur ladite pièce pendant que ledit outil effectue ladite opération d'usinage supplémentaire. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du tour automatique, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique, en perspec tive, de certaines parties de ce tour.
La fig. 2 est une vue en élévation partiellement coupée d'une partie du tour, et la fig. 3 une vue en élévation de la partie de la fig. 2, dans le sens de la flèche a.
Le tour représenté au dessin comprend une poupée mobile 1 montée sur un élément du bâti dudit tour. Cette poupée 1 entraîne une barre 2 dont une extrémité passe à travers un canon de gui dage fixe 3. Des outils 4 sont disposés radialement par rapport à l'axe de la barre 2, leur extrémité se trouvant immédiatement devant le canon de guidage 3. Ces outils 4 sont montés sur des porte-outils (non représentés) réglables à volonté, mobiles radia- lement et commandés par des culbuteurs (non re présentés) eux-mêmes actionnés par des cames montées sur un arbre à cames 5 parallèle à l'axe longitudinal du tour.
Chaque outil 4 est destiné à effectuer une opération d'usinage particulière sur la barre 2 pendant que celle-ci, entraînée par la pou pée mobile 1, avance progressivement en passant à travers le canon de guidage 3. Lorsque la barre a ainsi avancé d'une longueur de pièce et que les ou tils placés devant le canon 3 ont terminé leurs opé rations d'usinage, l'un des outils 4 sectionne la pièce au ras du canon 3. La poupée 1 lâche alors la barre 2, puis recule d'une longueur de pièce et saisit à nouveau la barre 2, de sorte qu'un nouveau cycle d'opérations peut recommencer.
Outre les outils radiaux 4, le tour comprend en core plusieurs outils axiaux (non représentés), tels que mèches, tarauds, filières, forets, montés sur un tambour rotatif d'axe parallèle à celui de la barre 2. Ces outils sont également commandés par des ca mes montées sur l'arbre 5 et peuvent effectuer plu sieurs opérations d'usinage successives dans la par tie antérieure de l'extrémité de la barre 2.
Le tour comprend encore, dans une station d'usinage supplémentaire, un appareil à percer 6 monté sur le bâti du tour, entre deux des porte- outils auxquels sont fixés les outils 4. L'axe de cet appareil est parallèle à celui de la barre 2. Il est décalé vers le haut et latéralement par rapport à cet axe. Il comprend une broche 9 mobile axialement et portant à son extrémité antérieure une pince de serrage 10 servant à assujettir une mèche 11. Un moteur électrique 7 entraîne la broche 9 en rotation au moyen d'une courroie 8.
Une tige 12 solidaire de la broche 9 et coaxiale à cette dernière présente à son extrémité postérieure une gorge annulaire 13 dans laquelle est engagé un doigt 14 porté par un levier 15. Ce dernier, qui est soumis à l'action d'une came (non représentée) montée sur l'arbre 5, com mande les déplacements axiaux de la broche 9. Pour amener une pièce partiellement usinée et sec tionnée de la barre 2 dans une position telle que l'appareil 6 puisse pratiquer un trou coaxial à cette pièce dans sa face postérieure, le tour comprend un bras transporteur 16 solidaire d'un manchon 17 et mobile rotativement et axialement par rapport à un arbre fixe 18. Cet arbre est parallèle à l'axe de la barre 2.
Il est décalé par rapport à ce dernier en direction de l'arbre à cames 5. Par une denture 19 pratiquée à une de ses extrémités, le manchon 17 est en prise avec un secteur denté 20 que présente un levier 21. Actionné par une came 22 montée sur l'arbre 5, le levier 21 fait pivoter le bras 16 autour de l'arbre 18. Un levier 23, pivotant autour d'un axe perpendiculaire à celui de la barre 2 et com mandé par une came 24, également montée sur l'arbre 5, présente à son extrémité opposée à la ca me 24 un doigt 25 engagé dans une gorge 26 du manchon 17. A son extrémité libre, le bras 16 porte une lunette 27 dont l'axe est parallèle à celui de la barre 2.
Le profil des cames 22 et 24 est établi de façon qu'à chaque cycle d'opérations, au moment où l'outil 4, destiné à sectionner une pièce partiel lement usinée dans la barre 2, coupe cette pièce de ladite barre, la lunette 27 se trouve dans une posi tion coaxiale à la barre 2, le manchon 17 étant avancé axialement dans sa position la plus rappro chée du canon de guidage 3. L'extrémité libre de la pièce usinée est alors engagée dans la lunette 27, de sorte qu'au lieu de tomber dans un récipient situé au-dessous des outils 4, cette pièce est sup portée entièrement par la lunette 27. Le levier 23 déplace alors le manchon 17 sous l'action de la came 24 et écarte de ce fait la lunette 27 du canon 3.
La came 22 provoque alors une rotation du bras 16, qui amène la lunette 27 dans une position co axiale à la mèche 11. Enfin, un second déplace ment du levier 23, rapproche le manchon 17 de l'appareil 6. Le bras transporteur 16 se trouve alors dans sa seconde position de travail. Dans cette positron, la pièce portée par la lunette 27 est alors saisie par un dispositif destiné à la tenir immobile pendant l'opération de perçage supplémentaire. Ce dispositif comprend une pince composée d'une mâchoire fixe 28 et d'une mâchoire mobile 29, articulée sur la mâchoire fixe 28.
Comme on le voit à la fig. 2, la mâchoire fixe 28 est solidaire d'un coulisseau 30 engagé dans une glisière 31. La position du coulisseau 30 par rap port à la glissière 31 peut être réglée exactement par une vis 32. La glissière 31 est elle-même ajus- table par rapport à un support 33 vissé sur une par tie du bâti du tour. Elle présente à cet effet un tourillon 34 engagé dans une ouverture correspon dante du support 33 et maintenu par une vis 35. Ainsi la glissière 31 peut pivoter autour de l'axe du tourillon 34.
On peut régler sa position angu laire au moyen de deux vis 36, qui se font face et sont engagées dans des oreilles 37 du support 33. Les extrémités des vis 36 appuient sur un tenon 38 chassé dans une ouverture de la glissière 31 qui est parallèle à l'axe du tourillon 34.
La mâchoire mobile 29 est pivotée sur la mâ choire fixe 28 au moyen d'une goupille 39. Ces mâchoires s'étendent au-dessous dé la goupille 39, immédiatement devant la mèche 11. Elles se font face et présentent chacune une échancrure 40 (fig. 3) en arc de cercle, d'un rayon correspondant à ce= lui d'une portée cylindrique d'une pièce 41 partiel lement usinée et sectionnée de la barre 2. Lorsque la pince (28, 29) est fermée, ces échancrures sont situées en regard l'une de l'autre et délimitent entre elles un espace cylindrique de faible longueur axiale, coaxial à la mèche 11.
La mâchoire 29 pré sente encore un prolongement 42 qui s'étend paral lèlement au coulisseau 30, devant ce dernier et au- dessus de la goupille 39.
Un ressort à boudin 43, armé entre le prolon gement 42 et le coulisseau 30, tend à faire pivoter la mâchoire 29 pour écarter les échancrures 40 l'une de l'autre et ouvrir la pince (28, 29).
La mâchoire 29 est en outre reliée à un méca nisme de transmission capable de provoquer la fer meture de la pince (28, 29). Ce mécanisme com prend un câble flexible 44 engagé dans une gaine 45. Une extrémité de la gaine 45 est fixée par l'in termédiaire d'une viii de réglage 52 et d'un écrou de blocage 53, à un bras 46 assujetti au moyen de vis au support 33. Quant au câble 44, son extrémité correspondante est reliée à une extrémité d'un res sort à boudin 47 dont l'autre extrémité est reliée par une vis 48 au prolongement 42 de la mâchoire 29. Le ressort 47 est plus fort que le ressort 43. Il s'ensuit qu'une traction exercée sur le Gable 44 fait pivoter la mâchoire 29 en armant le ressort 43.
La pièce 41 engagée dans les échancrures 40 est alors pressée radialement avec une force corres pondant à la différence des forces des ressorts 43 et 47 et est maintenue serrée entre ces échancrures.
Pour que la fermeture de la pince (28, 29) se produise automatiquement, au moment convenable, l'autre extrémité du câble 44 est attachée à un cul buteur 49 (fig. 1), qui est actionné par une came 50 montée sur l'arbre 5. L'extrémité correspondante de la gaine 45 est reliée à un support 51 fixée au bâti du tour et sur lequel le culbuteur 49 est pivoté.
La came 50 est agencée et réglée de façon que le culbuteur 49 pivote et provoque la fermeture de la pince (28, 29) au moment précis où la lu nette 27 parvient dans la seconde position du trans porteur, de sorte que la pince (28, 29) se referme alors sur ladite portée cylindrique de la pièce 41, qui est ainsi maintenue immobile, coaxiale à la mèche 11, sa face postérieure se trouvant devant l'extrémité de la mèche 11, elle-même en position de recul. Le levier 15 fait alors avancer la mèche 11 axialement de façon à pratiquer un forage dans la face postérieure de la pièce 41.
Pendant ce temps, le bras mobile 16, commandé par les cames 22 et 24 revient vers sa première position de tra- vail, où la lunette 27, coaxiale à la barre 2, est prête à recevoir une nouvelle pièce sectionnée de la barre 2 par l'un des outils 4.
Une fois que l'opération de contre-perçage ef fectuée par la mèche 11 est terminée, la came 50 permet au culbuteur 49 de basculer sous l'action du ressort de rappel 43, qui fait alors pivoter la mâchoire 29 de telle façon que la pince (28, 29) s'ouvre et que la pièce 41, dont l'usinage est ter miné, tombe dans un bac placé au-dessous de cette pince et distinct de celui qui recueille les copeaux produits dans la première station du tour.
Au lieu que la position d'ouverture de la pince (28, 29) soit déterminée par la came 50, contre la quelle le ressort de rappel 43 maintient le palpeur du culbuteur 49, cette position pourrait aussi être déterminée par une butée réglable, délimitant la course du culbuteur 49 sous l'action du ressort 43. Cette butée pourrait alors avantageusement être constituée par une vis engagée dans le support 51 au voisinage du point d'attache de la gaine 45 et dirigée vers l'extrémité du culbuteur 49 à laquelle est attaché le câble 44, la position de cette vis de réglage pouvant être assurée par une vis de blo cage engagée dans l'extrémité du support 51, per pendiculairement à la vis, de réglage.
Il convient de remarquer que les outils placés devant le canon de guidage 3 peuvent entreprendre un nouveau cycle d'usinage sur l'extrémité de la barre 2, aussitôt que le bras 16 a quitté sa pre mière position de travail pour amener la pièce qu'il a saisie dans la seconde station du tour.
Le tour décrit permet l'usinage de pièces relati vement longues ou présentant un forage axial ne laissant subsister, par endroits, qu'une paroi de fai ble épaisseur. Il se prête donc à la fabrication de pièces telles, par exemple, que des pointes de stylo à billes. En effet, alors que le logement de la bille et le canal capillaire de distribution d'encre sur la bille que présentent ces pièces sont pratiqués dans la face antérieure de la barre par des outils axiaux, avant le sectionnement de la pièce et son transport dans la station d'usinage supplémentaire, le canal reliant le réservoir d'encre audit canal capillaire, un peu plus grand que ce dernier, est obtenu par une opération de contre-perçage effectuée par un outil supplémentaire dans la face postérieure de la pièce.
D'autre part, on sait que l'extrémité anté rieure d'une pointe de stylo à bille est de forme tronconique et que la pièce présente, en arrière de ladite partie tronconique, une portée cylindrique de petit diamètre, de sorte que le percement du canal de liaison ne laisse subsister, dans cette partie, qu'une paroi de faible épaisseur. Comme la pince (28, 29) tient la pièce radialement, cette dernière ne risque pas de fléchir, ni de s'écraser.
D'autre part, il n'est pas nécessaire de pourvoir la lunette du transporteur d'un extracteur, de sorte que cette dernière peut être de dimensions minimums. On peut ainsi réduire le porte-à-faux de tous les outils à une valeur minimum, de façon à augmenter la précision du tour.
Enfin, comme le transporteur ne forme plus une partie du dispositif destiné à tenir la pièce dans la station d'usinage supplémentaire, ce dernier peut commencer son mouvement de recul immédiate ment après que la pièce a été prise dans la pince (28, 29) de sorte que le transporteur ne retarde pas la production du tour, même si la durée de l'opé ration d'usinage supplémentaire est à peu près égale à celle des opérations qui se font devant le canon 3.
La pince (28, 29) est un élément de faible épaisseur, qui peut être facilement placé devant l'appareil à percer 6, entre ce dernier et la seconde position du transporteur, sans que la mise en place des outils 4 ou le fonctionnement du transporteur 16 en soient perturbés.
Dans une autre forme d'exécution, la pince (28, 29) pourrait aussi avoir une autre forme. Elle pour rait, par exemple, comprendre deux mâchoires mo biles au lieu d'une seule. D'autre part, on pourrait aussi, dans des variantes, intercaler, entre la pince (28, 29) et la came 50, un mécanisme de trans mission différent du câble gainé (44, 45). C'est ainsi, par exemple, que ce mécanisme de transmis sion pourrait être constitué par un système de cul buteurs et de biellettes.
Il pourrait aussi actionner la pince (28, 29) par des moyens hydrauliques, pneumatiques ou pneumo-hydrauliques, la came 50 commandant l'ouverture ou la fermeture d'une vanne de réglage, tandis que l'une des mâchoires de la pince ou toutes les deux seraient actionnées par un piston coulissant dans un cylindre sous l'ac tion d'une pression d'air ou d'huile. Enfin, ce méca nisme de transmission pourrait aussi être électroma gnétique. La came 50 actionnerait alors un contact électrique, tandis que les mouvements d'ouverture et de fermeture de la pince (28, 29) seraient pro voqués par un électro-aimant.