Tour automatique L'objet de la présente invention est un tour auto matique comprenant une broche rotative, un dispositif d'entraînement à grande vitesse, un dispositif d'entraî nement à vitesse lente et un dispositif d'embrayage pour accoupler la broche à l'un ou l'autre des dispositifs d'entraînement.
Parmi les tours connus de ce type, on peut citer un genre de tour automatique qui comprend une pou pée mobile et qui permet d'usiner entièrement et d'une façon automatique des séries de pièces identiques prises dans une barre à usiner. Pendant chaque cycle d'opérations, la poupée entraîne la barre à usiner en rotation et lui fait subir un déplacement axial, qui amène l'extrémité de cette barre au-devant d'outils de tournage agissant radialement et au-devant d'outils de perçage, de taraudage ou de filetage, par exemple, qui peuvent être amenés dans l'axe de la barre et qui agissent en bout.
Pendant le travail de ces différents outils, la broche de la poupée est accouplée au dispo sitif d'entraînement à grande vitesse. En outre, ce tour connu permet d'effectuer sur chaque pièce une ou plusieurs opérations supplémentaires, telles que des fraisages ou des perçages, au moyen d'outils entraînés en rotation autour d'un axe différent de celui de la barre, ces outils supplémentaires étant montés de préfé rence en lieu et place de certains des outils habituels du tour. Pour permettre le travail de ces outils supplé mentaires, la broche est découplée du dispositif d'en traînement à grande vitesse, puis accouplée au dispo sitif d'entraînement à vitesse lente.
Ces dispositifs d'entraînement comprennent des poulies coaxiales à la broche et entraînées par des courroies. Lorsqu'on sépare la broche de la poulie entraînée à grande vitesse et l'accouple à la poulie à vitesse lente, la courroie d'entraînement de cette poulie, en patinant sur cette dernière, fait office de frein pour diminuer la vitesse de la broche. De plus, la broche est soumise à l'action d'un dispositif d'indexage, qui l'arrête successivement dans chacune des orientations néces saires au travail convenable des outils supplémentaires.
Ainsi, le dispositif d'indexage arrête la broche tout d'abord dans une première orientation pour permettre à l'un des outils supplémentaires d'effectuer une pre mière desdites opérations supplémentaires, puis le dispositif d'indexage libère momentanément la broche, qui tourne alors sous l'action du dispositif d'entraîne ment à vitesse lente jusque dans une deuxième position d'arrêt, déterminée et assurée par le dispositif d'inde- xage. Dans cette position, le même outil supplémen taire ou un autre outil peut effectuer une seconde opé ration d'usinage.
A la fin de cette opération, le dispo sitif d'indexage peut à nouveau libérer la broche, puis l'arrêter dans une troisième orientation et ainsi de suite.
Les tours connus du type mentionné présentent toutefois l'inconvénient que lorsqu'on découple la broche du premier dispositif d'entraînement pour l'accoupler immédiatement au second, elle continue à tourner pendant un certain temps à une vitesse supé rieure à celle du second dispositif d'entraînement. Il est vrai que dans ces tours, qui sont des tours de haute précision, les paliers sur lesquels la broche est montée sont ajustés avec des tolérances si précises qu'ils exercent d'eux-mêmes sur cette dernière un couple de freinage relativement grand, qui se super pose au couple de freinage dû au glissement de la courroie sur la poulie à vitesse lente.
Toutefois, même dans ces conditions, le temps mis par la broche pour passer de la vitesse rapide à la vitesse lente est encore trop long pour assurer de hautes productions. Comme dans les tours du type mentionné, le temps de passage de la broche de la vitesse rapide à la vitesse lente, puis à l'arrêt dans une orientation déterminée, est un temps mort, il importe de réduire ce dernier au maxi- muni si l'on veut augmenter la production du tour, ce temps mort comptant en fait depuis le moment où la dernière opération faite à vitesse rapide est terminée jusqu'au moment où la première opération supplémen taire faite sur la barre arrêtée peut commencer.
Avec des tours dont la vitesse rapide est de l'ordre de 5000 tours par minute, la durée totale des opérations faites en vitesse rapide n'excède pas quelques secondes et dans les tours, dont la broche peut tourner à 10 000 tours minute, la durée de ces opérations est alors encore plus courte. Pour que lesdites opérations sup plémentaires n'entraînent dès lors pas un allongement disproportionné de la durée du cycle, il faut donc que le dispositif d'indexage puisse être mis en action immédiatement après que la broche a été accouplée au dispositif d'entraînement à vitesse lente.
Si la courroie de ce dispositif est toutefois seule à faire office de frein, il peut arriver que le dispositif d'in- dexage arrête la broche avant que sa vitesse ne soit suffisamment ralentie. Il peut alors en résulter un choc capable de détériorer le dispositif d'indexage.
On connaît également des tours automatiques dans lesquels le dispositif d'embrayage comprend une position intermédiaire entre celle où la broche est accouplée au dispositif d'entraînement à grande vitesse et celle où elle est accouplée au dispositif à vitesse lente, position intermédiaire dans laquelle un frein agit sur la broche.
Toutefois, ces dispositifs de freinage présentent aussi l'inconvénient de ne pas agir assez rapidement. Comme le dispositif de freinage est à disques ou à tambour, il n'est pas instantané; de plus, le dispositif d'embrayage doit comprendre une position supplé mentaire, de sorte que le passage de la position grande vitesse à la position vitesse lente ne peut pas avoir lieu directement et représente un certain temps mort.
Enfin, ces dispositifs présentent l'inconvénient que lors du mouvement inverse, c'est-à-dire lorsqu'on découple le dispositif d'embrayage du dispositif d'entraînement à vitesse lente pour l'accoupler au dispositif d'entraînement à vitesse rapide, il se produit également un freinage qui est entièrement inutile.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de créer un tour du type mentionné dans lequel la broche puisse passer instantanément et sans dommage de la vitesse qui lui est imprimée par le premier dispositif d'entraînement à celle qui lui est imprimée par le second. Pour cela, le tour selon la présente invention comprend un dispositif d'arrêt, entrant immédiatement en action et provoquant une immobilisation instantanée de la broche lorsque le dispositif d'embrayage sépare la broche du dispositif d'entraînement à vitesse rapide et l'accouple au dis positif d'entraînement à vitesse lente.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du tour selon l'invention, ainsi qu'une variante de cette forme d'exécution.
La fig. 1 est une coupe axiale partielle de cette forme d'exécution; la fig. 2 en est une vue en plan partielle de dessus; la fig. 3 une vue partielle en élévation dans le sens de la flèche a de la fig. 1; la fig. 4 une coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 1; la fig. 5 une coupe partielle selon la ligne V-V de la fig. 1;
la fig. 6 une vue en élévation d'un organe de com mande de ladite variante, et la fig. 7 une vue en élévation d'un autre organe de commande de cette variante.
Le tour représenté au dessin est du type à poupée mobile avec dispositif d'indexage. Un bâti de poupée 1 est monté sur un banc 2 solidaire du bâti du tour et peut se déplacer axialëment dans une glissière longitu dinale 3 du banc 2. Les mouvements du bâti 1 sont commandés selon un programme préétabli, par des organes (non représentés) comprenant une came calée sur un arbre à cames 4 (fig. 2), à partir duquel toutes les autres fonctions du tour sont également comman dées. Un puissant ressort de rappel 5 (fig. 1) ramène le bâti 1 dans sa position arrière à la fin de chaque cycle d'opérations. La poupée du tour décrit comprend une broche 14, de forme tubulaire, dans laquelle peut être engagée une barre à usiner.
Un canon de guidage fixe 6, coaxial à la broche 14, est placé devant le bâti de la poupée 1. Il est tenu dans un manchon 8 fendu longi tudinalement en plusieurs endroits sur la plus grande partie de sa longueur, à partir de son extrémité anté rieure et engagé dans un anneau de serrage 7 fixé à un montant 2 a solidaire du banc 2. A son extrémité antérieure, le manchon 8 présente une face latérale externe de forme tronconique, qui peut s'appuyer contre une face interne correspondante de l'anneau 7. Un écrou 9, vissé sur l'extrémité postérieure du manchon 8, permet de régler la position axiale de ce dernier avec grande précision et de bloquer le canon 6 concentriquement de façon à le maintenir dans une position axiale déterminée.
L'ouverture du canon 6 est ajustée exactement au diamètre de la barre à usiner, de façon à guider cette barre sans jeu et à la maintenir exactement dans l'axe de la broche 14. Des burins 10 disposés radialement en étoile autour de l'axe du canon 6 et immédiatement devant ce dernier permet tent d'effectuer toutes les opérations de tournage désirées, au fur et à mesure que la barre sort du canon 6. Ces burins sont commandés par des cames portées par l'arbre 4.
La broche 14 est supportée par trois paliers montés respectivement dans une lunette antérieure 11, dans une lunette médiane 12 et dans une lunette postérieure 13, toutes trois solidaires du bâti de poupée 1. Des dispositifs, dont certaines pièces sont montées sur la broche 14, d'autres sur le bâti 1 et d'autres enfin directement sur le bâti du tour, permet tent à la broche 14 de remplir ses différentes fonctions.
Un premier dispositif, destiné à saisir la barre au moment où le bâti de la poupée 1 se trouve en position arrière et à la libérer à la fin du cycle d'opérations, avant que le bâti 1 ne commence à reculer sous l'action du ressort, est monté sur la partie antérieure de la broche 14. Ce dispositif comprend un manchon 15 mobile axialement à l'intérieur de la broche 14, un ressort 16 logé dans le manchon 15 et une pince 17 également logée dans le manchon 15 et s'appuyant contre le ressort 16. Une cape 18, vissée à l'extrémité antérieure de la broche 14 et des chiens 19 engagés dans des fentes de cette dernière, maintiennent nor malement le manchon 15 dans une position telle que le ressort 16 est comprimé et que l'extrémité antérieure de la pince 17 serre la barre à usiner.
Ces chiens s'appuyent contre la face antérieure d'un anneau 20 ajusté sur la broche 14 pour pivoter et libérer le manchon 15, lorsqu'une bague 21, mobile axialement sur l'anneau 20 et commandée par un étrier 23 qui est articulé sur la bague extérieure d'un roulement à bille 22, se déplace axialement en direction de l'avant du bâti 1. Le manchon 15, sollicité par le ressort 16, se déplace alors vers l'arrière, ce qui permet à la pince 17 de s'ouvrir. L'étrier 23, monté sur un tourillon vertical 24 (fig. 2), fixe par rapport au bâti de poupée 1, présente un bras 25 portant un patin 26.
Il est actionné par un levier 27 pivoté sur le bâti du tour et pré sentant une coulisse 28 servant à guider le patin 26. Des palpeurs 29, maintenus en contact avec des cames 30 montées sur l'arbre 4, commandent les mouvements du levier 27, et par conséquent, ceux de l'étrier 23. Un mouvement d'arrière en avant de cet étrier provoque donc l'ouverture de la pince 17 et un mouvement inverse la fermeture de cette dernière.
Deux poulies 31 et 32 et un dispositif d'embrayage, montés coaxialement à la broche 14, entre les lunettes 12 et 13, assurent l'entraînement de ladite broche en rotation. La poulie 31 est pivotée par deux roulements à billes 33 sur un manchon 34 vissé dans la lunette 12. Une courroie (non représentée) entraîne cette poulie 31 dans le sens horaire, lorsqu'on regarde la poupée depuis l'avant, à une vitesse permettant les opérations de tournage au moyen des outils 10, ainsi que les opérations exécutées au moyen d'outils axiaux dans la face antérieure de la barre à usiner. Comme l'effort latéral exercé sur la poulie 31 par cette courroie est supporté par le manchon 34, il se transmet directement à la lunette 11 sans que la broche 14 ait à le supporter.
La poulie 32 présente un prolongement tubulaire s'étendant à l'intérieur de la lunette 13. Cette poulie 32 peut tourner librement sur un canon 35 claveté sur la broche 14. Un roulement à billes 36, dont la bague extérieure est chassée dans la lunette 13 et la bague intérieure sur le prolongement tubulaire de la poulie 32, forme le palier postérieur de la poupée. La poupée 32 est entraînée par une courroie 37 à une vitesse beaucoup plus faible que la poulie 31, cette vitesse étant de l'ordre de 200 tours par minute. La courroie 37 entoure la poulie 32 et passe sur un galet 133 (fig. 3). Chacune des poulies 31 et 32 peut être accouplée à la broche 14 au moyen d'un dispositif d'embrayage logé entre ces poulies.
Ce dernier comprend un manchon baladeur 38 présentant à son extrémité postérieure un cône de friction 39. Il est pivoté librement sur la broche 14, mais porte un doigt 40 qui, quelle que soit la position du manchon baladeur 38, est engagé dans une encoche correspondante du canon 35, de sorte que ce dernier est constamment maintenu solidaire en rotation dudit manchon et par conséquent de la broche 14. Un second cône de friction 41, constitué par une bague indé pendante, est monté à l'extrémité antérieure du manchon 38, sur laquelle il est fixé rigidement par un écrou 42, vissé sur ce manchon 38, et assuré par des goupilles.
Lorsque le manchon 38 se déplace vers l'avant de la poupée, le cône 41 vient en contact avec une face cor respondante de la poulie 31, ce qui assure l'accouple ment de la broche 14 à cette poulie par l'intermédiaire du manchon 38, du doigt 40 et du canon 35, tandis que lorsque le manchon 38 est déplacé vers l'arrière, le cône 39 vient en contact avec la poulie 32 et assure de la même façon l'accouplement de cette poulie 32 à la broche 14, le cône 41 étant alors dégagé de la poulie 31.
Le dispositif de commande de l'embrayage décrit comprend tout d'abord un étrier 44 (fig. 1 et 2) articulé sur la bague extérieure d'un roulement 45 dont la bague intérieure est fixée par un écrou sur un manchon 43. Ce dernier est librement engagé sur le manchon 38, par rapport auquel il a un certain jeu axial, limité par les cônes 39 et 41. Des ressorts 47 tendent toutefois à le maintenir appuyé contre le cône 39. Les manchons 38 et 43 sont rendus solidaires l'un de l'autre en rotation par une clavette. L'étrier 44 est pivoté sur un barreau longitudinal 46 (fig. 4) que présente le bâti de poupée 1.
Il présente un bec 44 a (fig. 2) qui s'étend parrallèlement à l'axe de la poupée et porte un patin articulé 48. Une bascule 49 pivotée sur un axe longitudinal 50 monté sur le bâti du tour (fig. 4) présente une coulisse 51 dans laquelle le patin 48 est engagé. Cette bascule 49 porte en outre deux palpeurs 52 et 53 qui coopèrent avec une came 54 montée sur l'arbre 4, cette came 54 porte deux oreilles 55 et 56. Comme on le voit au dessin (fig. 2 et 4), lorsque le palpeur 52 est soulevé par l'oreille 55, il fait pivoter la bascule 49 et l'étrier 44, dans un sens tel que le manchon 38 se déplace vers l'avant.
Ce mouvement a lieu contre l'action d'un ressort de rappel 57 fixé, d'une part, au bâti 1, et, d'autre part, à l'étrier 44. Un levier d'encliquetage 58, tourillonné en 59 et soumis à l'action d'un ressort 60, amène alors un bec réglable 61 qu'il porte devant une butée 62 fixée à une extrémité de l'un des bras de l'étrier 44. Quand le palpeur 52 a passé sur le sommet de l'oreille 55 et lorsqu'il commence à plonger dans la came 54, entraîné par le ressort 57 qui actionne la bascule 49 en faisant pivoter l'étrier 44, cette butée 62 vient appuyer contre l'extrémité du bec 61 et retient tout le dispositif d'embrayage dans une position telle que le cône antérieur 41 reste engagé dans la poulie 31.
La broche 14 est alors entraînée à la vitesse de coupe. Pour découpler la broche 14 de cette poulie 31 et l'accoupler à la poulie 32, il suit de faire pivoter le levier 58 de façon à dégager le bec 61 de la butée 62. Sous l'action du ressort 57, l'étrier 44 déplace alors le manchon 38 vers l'arrière et amène le cône 39 en prise avec cette poulie 32. Toutefois, si le cône 41 était engagé dans la poulie 31 si fort que le ressort 57 ne puisse le dégager, l'oreille 56 de la came 54, en soule vant le palpeur 53, provoquerait un déplacement forcé du manchon 38 dans le sens voulu par l'intermédiaire de la bascule 49 et du patin 48, ce qui dégagerait le cône 41 de la poulie 32 et engagerait le cône 39 dans la poulie 31.
La poupée du tour décrit comprend en outre un dispositif d'indexage qui a pour fonctions de comman der le passage de la broche 14 de la vitesse rapide à la vitesse lente, de l'arrêter dans une orientation déter minée pendant le temps que dure la première opération effectuée au moyen d'un outil supplémentaire latéral, puis de lui faire effectuer successivement trois rota tions de 900 chacune, afin de permettre aux trois autres opérations supplémentaires de s'effectuer.
Ce dispositif d'indexage est commandé par deux cames 63 et 64 (fig. 4) également calées sur l'arbre 4 et dont le profil sera décrit plus loin. Deux culbuteurs 65 et 66 (fig. 3 et 4) pivotés sur un axe commun 96 monté sur le bâti du tour, sont actionnés chacun par l'une des cames 63 et 64. Chacun de ces culbuteurs présente un bras 126, 127 qui s'étend perpendiculaire ment à l'axe de la broche 14, et porte à son extrémité une vis de réglage verticale 128, 129. Une tige de butée 130, solidaire du bâti du tour, s'étend sous les vis 128 et 129.
Les culbuteurs 65 et 66 peuvent agir par l'intermédiaire de vis 67 et 68 chacun sur l'un de deux ponts basculants 69, 70, qui sont pivotés sur un axe 97 monté sur le bâti de poupée 1 et qui s'étendent au- dessus et sur le côté de la coulisse 51. Ces deux ports 69,70 présentent chacun, d'une part, une surface plane d'appui 71, 72, contre chacune desquelles appuie une des vis 67, 68, pour commander les mouvements de ces ponts, et, d'autre part, une oreille 73, 74, dans cha cune desquelles une vis réglable 75, 76, est engagée latéralement. L'extrémité de chacune de ces vis 75, 76 peut venir buter contre un goujon à face inclinée 77, 78, ces goujons étant fixés au levier d'encliquetage 58.
Chacun des ponts 69, 70, en pivotant autour de l'axe 97, peut amener l'une des vis 75, 76 contre un des goujons 77, 78 et faire pivoter le levier 58, de façon à dégager le bec 61 de la butée 62. Cette dernière s'en gage sur le côté du bec 61 lorsque l'étrier 44 pivote dans le sens anti-horaire <B>(fi-.</B> 2), sous l'action du ressort 57. Sous l'action du ressort 60, le levier d'encliquetage 58 maintient le bec 61 appuyé latéralement contre la butée 62 aussi longtemps que l'étrier 44 se trouve en position de vitesse lente.
Les ponts 69, 70 présentent enfin chacun un bras 79, 80 (fig. 2 et 3), qui s'étend au-dessus de la partie postérieure de la broche 14 et porte à son extrémité libre un verrou d'indexage 81, 82, engagé dans une ouverture allongée du bras cor respondant et réglable latéralement et longitudinale ment. Les verrous 81, 82 présentent chacun un bec de forme triangulaire à l'une de leurs extrémités, qui coopèrent respectivement avec des disques d'indexage 83, 84. Tandis que le disque antérieur 83 est claveté sur l'extrémité postérieure du canon 35 (fig. 1), le disque postérieur 84 est engagé librement sur cette extrémité et est serré par un écrou 85 vissé sur la broche 14.
Les disques 83 et 84 présentent chacun une denture 134 dans une de leurs faces latérales, de sorte que le disque 84 peut être placé dans une orientation choisie à volonté par rapport au disque 83 et maintenu ensuite dans cette orientation, grâce aux dentures 134 en prise, lorsque l'écrou 85 est serré. Chaque disque 83, 84 présente par son pourtour deux encoches 98, 99 diamétralement opposées, Les encoches 98, 99 sont de forme triangulaire correspondant à celle des becs des verrous 81, 82. Elles présentent chacune un flanc radial destiné à buter contre un des verrous 81, 82.
Le disque 84 est orienté par rapport au disque 83 de telle façon que ses encoches 99 soient orientées perpendiculairement aux encoches 98. Des ressorts 86 et 87 sollicitent les ponts basculants 69 et 70 dans une direction telle que les verrous 81 et 82 tendent à s'appuyer contre les disques d'indexage 83 et 84.
Normalement, c'est-à-dire tant que la broche 14 est entraînée à vitesse rapide, les cames 63 et 74 présen tent, chacune sous les palpeurs des culbuteurs 65 et 66, une portion de surface cylindrique, qui maintient ces culbuteurs et les ponts basculants 69, 70 dans des positions moyennes telles que les vis 75, 76 ne sont pas en contact avec les goujons 77, 78, et que les verrous 81, 82 ne sont pas en contact avec les disques d'in- dexage 83, 84.
Pour provoquer le passage de la broche 14 de vitesse rapide en vitesse lente, la corne 64 présente une oreille 88, de faible hauteur, qui fait basculer le culbu teur 66 et par conséquent le pont 70, en amenant la vis 75 contre le goujon 77, ce qui provoque le dégagement du bec 61 et le déplacement de l'étrier 44 comme expli qué ci-dessus. A ce moment, la came 63 présente sous le culbuteur 65 une rampe descendante 89, de sorte que ce culbuteur et le pont 69 basculent dans un sens tel que le verrou 81 vient appuyer contre le disque 83. Aussitôt que l'une des encoches 98 parvient sous le verrou 81, ce dernier s'y engage sous l'action du ressort 66, ce qui arrête la broche 14.
Lorsque le tour décrit est utilisé pour usiner des pièces qui ne nécessitent pas d'opérations supplémen taires sur la barre arrêtée, donc pas d'arrêt de la poupée, les culbuteurs 65 et 66 peuvent être mis hors service. Il suffit pour cela de visser à fond les vis 128 et 129. Ces dernières viennent alors appuyer contre la tige de butée 130 et maintiennent les culbuteurs 65 et 66 ainsi que les ponts 69, 70 dans des positions telles que les verrous 81 et 82 sont hors de portée des disques 83 et 84. Les cames 63 et 64 peuvent alors être enlevées.
Il résulte des explications ci-dessus qu'entre le moment où la broche 14 est découplée de la poulie 31 et le moment où le verrou 81 s'engage dans une des encoches 98, labroche 14 doit passer de la vitesse qu'elle avait pour les opérations de tournage à celle qui lui est imprimée par la poulie 32 et qui est choisie assez petite pour que le choc du verrou 81 contre le flanc radial de l'une des encoches 98 ne puisse pas endomma- ger le tour. D'autre part, le temps mort qui s'écoule entre ces deux moments doit être réduit au maximum, puisqu'il allonge inutilement la durée totale du cycle d'opérations. Pour cela, la poupée du tour décrit comprend un dispositif de freinage capable d'immo biliser la broche 14 instantanément.
Le dispositif de freinage instantané décrit ci- après (fig. 1 et 5) est logé dans la lunette 13. Il comprend tout d'abord un anneau 90 engagé à force dans l'ouver ture de cette lunette et assuré contre une rotation pos sible par une cheville radiale 91. A l'intérieur de cet anneau 90 s'étend un disque 92 claveté sur le prolonge ment tubulaire de la poulie 32. Ce disque 92 tourne donc avec la poulie 32 dans le sens où l'entraîne la courroie 37. Il présente également un prolongement tubulaire qui s'étend autour de celui de la poulie 32. Sur le prolongement tubulaire du disque 92 est chassée la bague intérieure d'un roulement à billes<B>131</B> dont la bague extérieure, fixé, est engagée dans la lunette 13.
A sa périphérie, le disque 92 présente des découpures 93 régulièrement espacées et identiques les unes aux autres. Ces découpures ont chacune une face radiale 100 et une autre face plane formant une rampe oblique 94. Un galet 95 est engagé librement dans chacune des découpures 93. Le diamètre de ces galets 95 est adapté à la profondeur des découpures 93, de façon que ces galets forment des éléments de blocage dudit dispositif.
Normalement, chacun des galets 95 est en contact avec la face radiale 100 de la découpure 93 du disque 92, dans laquelle il est engagé. Il glisse alors pratique ment sans frottement contre la face interne de l'anneau 90 si le disque 92 tourne dans le sens de la flèche b. En revanche, lorsque le disque 92 est sollicité dans le sens de la flèche c, chaque galet 95 est entraîné par le frottement et tend à rouler le long de la rampe 94. Toutefois, il se coince instantanément entre cette dernière et la face interne de l'anneau 90, en provo quant ainsi un blocage extrêmement rapide et efficace du disque 92.
Comme indiqué ci-dessus, le sens de rotation de la poulie 31 est le sens horaire lorsqu'on regarde la pou pée depuis l'avant. Autrement dit, la broche 14 tourne dans le sens de la flèche c (fig. 5) lorsqu'elle est en vitesse rapide. En revanche, la courroie 37 passe sur un contre-pivot (non représenté) qui tourne dans le sens inverse. Elle entraîne donc la poulie 32 dans le sens anti-horaire (flèche b, fig. 5). Comme le disque 92 est claveté sur la poulie 32, il tourne donc normalement aussi dans le sens de la flèche b.
Toutefois, lorsque l'étrier 44, aussitôt après avoir dégagé le cône 41 de la poulie 31, engage le cône 39 dans la poulie 32, la broche 14, du fait de l'inertie des masses tournantes, est encore animée, dans le sens horaire, d'une vitesse très grande. La poulie 32 tend par conséquent à être entraînée dans le sens de la broche 14, en patinant sous la courroie 37. Toutefois, dès qu'un déplacement de cette poulie et par conséquent du disque 92 dans ledit sens horaire s'amorce, les galets 95 bloquent le disque 92 et par conséquent la poulie 32 et la broche 14. Après que ces organes aient été immobilisés, la courroie 37 commence aussitôt à entraîner la poulie 32 et la broche 14 dans le sens anti-horaire.
Le fonctionnement de la poupée du tour décrit au cours d'un cycle complet est donc le suivant: Le cycle commence au moment où le bâti 1, rappelé par le ressort 5, se trouve en position arrière. La bague 21 est alors encore en position avancée, de sorte que la pince 17 est ouverte. D'autre part, le manchon baladeur 38 est maintenu en position avan cée par le levier d'encliquetage 58, contre l'action du ressort 57, de sorte que la broche 14, accouplée à la poulie 31, tourne à grande vitesse dans le sens de la flèche c (fig. 5). Les eux verrous 81 et 82 sont main tenus éloignés des disques d'indexage 83 et 84.
Une des cames 30 provoque alors un déplacement vers l'arrière de la bague 21, ce qui serre la pince 17 sur la barre à usiner engagée dans la broche 14 et dont l'extrémité se trouve au droit de l'ouverture antérieure du canon 6. Le bâti de poupée 1 commence à avancer pendant que s'effectuent les opérations d'usinage faites en vitesse rapide.
A un certain moment du cycle, qui dépend de la forme des pièces à usiner, l'oreille 88 de la came 64 soulève le culbuteur 66 qui fait basculer le pont 70, de sorte que la vis 75 fait pivoter le levier d'encli quetage 58. L'étrier 44, sous l'action du ressort 57, découple la broche 14 de la poulie 31 et l'accouple brusquement à la poulie 32, entraînée dans le sens de la flèche b (fig. 5) par la courroie 37. Le dispositif de freinage instantané entre aussitôt en action et arrête la broche 14 instantanément, après quoi la cour roie 37, qui a patiné un instant sur la poulie 32, entraîne cette dernière dans le sens de la flèche b à vitesse réduite.
Pendant cette opération de blocage, la rampe 89 de la came 63 arrive sous le culbuteur 65, qui pivote alors autour de son axe 96, en faisant basculer le pont 69 et en amenant ainsi le verrou 81 sur le disque 83. Aussitôt que ce verrou 81 entre dans l'une des encoches 98, il arrête la broche 14 dans une orientation qui est exactement déterminée, pour per mettre la première opération supplémentaire d'usi nage au moyen d'un outil monté latéralement devant le canon 6. Pendant ce temps, un creux 101 de la came 64 qui suit l'oreille 88, passe sous le culbuteur 66. Ce dernier pivote, ce qui amène le verrou 82 en contact avec le disque 84. Une fois que ladite opération est terminée, une oreille 102 de la came 63 vient sou lever le culbuteur 65, de façon à dégager le verrou 81 du disque 83.
La courroie 37, qui pendant que la broche 14 est arrêtée, patine sur la poulie 32, entraîne cette dernière jusqu'à ce que le verrou 82 plonge dans la première des encoches 99 du disque 84, qui suit immédiatement celle des encoches 98 dans laquelle le verrou 81 était engagé (position représentée à la fig. 3). La broche 14 s'arrête alors dans une orientation située à 900 de celle da la première opération. La se conde opération supplémentaire peut alors s'effectuer. Pendant ce temps, le culbuteur 65, après que l'oreille 102 de la came 63 a -cessé de la maintenir, pivote en permettant au verrou 81 d'appuyer à nouveau contre le disque 83.
Ainsi, lorsqu'après la fin de cette seconde opération, une oreille 103 de la came 64 soulève le culbuteur 66, la broche 14, libérée, fait de nouveau un quart de tour jusqu'à ce que le verrou 81 l'arrête pour la troisième opération supplémentaire.
Pendant cette troisième opération, l'oreille 103 passe sous le culbuteur 66 qui retombe dans un creux 135, amenant ainsi le verrou 82 en contact avec le disque 84. Une rampe 104 de la came 63 dégage le verrou 81 à la fin de cette troisième opération et le verrou 82 arrête la broche 14 pour la quatrième opération. A la fin de celle-ci, une rampe 136 de la came 64 libère la broche 14.
Les rampes 136 et 104 limitent avec l'oreille 88 et la rampe descendante 89 des portions cylindriques du profil des deux cames 63, 64, qui servent à mainte nir les verrous 81 et 82 en position dégagée pendant le reste du cycle. En effet, une fois la quatrième opération terminée, les deux culbuteurs 64 et 66 reposent chacun sur ladite portion cylindrique de la came correspon dante, de sorte que les deux verrous 81 et 82 sont dégagés des disques 83 et 84. La broche tourne à vitesse réduite, entraînée par la poulie 32.
Mais l'oreille 55 de la came 54 vient alors déplacer la bascule 49, ce qui découple la broche 14 de la poulie 32 et l'accouple à la poulie 31, qui recommence à l'entraîner à grande vitesse, pour permettre d'effectuer une ou plusieurs opérations à la vitesse de coupe, ces opérations com prenant au moins le sectionnement de la pièce usinée de la barre. Après cette dernière opération, le cycle est terminé. La came 30 provoque alors l'ouverture de la pince 17 et la poupée recule sous l'action du ressort 5.
On remarque que les disques 83 et 84, tels qu'ils sont représentés à la fig. 3, ne permettent de comman der qu'un nombre pair d'opérations supplémentaires effectuées sur une barre ronde selon des axes orientés symétriquement autour de l'axe de la barre. En effet, la forme des cames 63 et 64 (fig. 4) et des disques 83 et 84 impose une alternance régulière dans le fonc tionnement des verrous 81 et 82 (fig. 2 et 3).
Comme un verrou une fois dégagé de l'une des encoches du disque avec lequel il coopère ne peut pas être libéré immédiatement pour appuyer contre ce disque, ce qui exigerait, dans la came correspondante, une oreille de largeur pratiquement nulle, il faut qu'au moment où un des verrous est dégagé, l'autre appuie déjà contre le disque correspondant. Si le nombre des opérations supplémentaires n'est pas pair, si les axes de ces opé rations ne sont pas orientés symétriquement ou s'ils doivent être orientés d'une façon déterminée par rapport au profil de la barre, il importe que le verrou qui arrête la broche pour la première de ces opérations le fasse en entrant dans une encoche déterminée. Il faut donc que le disque qui coopère avec ce verrou ne comprenne qu'une seule encoche, toutes les autres étant pratiquées dans le second disque.
Pour cela, on peut utiliser en variante au lieu des disques 83 et 84 et des cames 63 et 64 des disques 105 et 106 (fig. 6) et des cames 107 et 108 (fig. 7). Le disque 106 présente un pourtour en forme de spirale, dont les deux extrémités sont séparées par une encoche 109 présentant une face radiale s'étendant depuis l'extré mité de ladite spirale qui est la plus éloignée du centre du disque. Ce disque 106 est destiné à coopérer avec celui des deux verrous du tour qui est commandé par la came 108.
En effet, cette came présente un pour tour en arc de cercle, un seul creux 110, qui parvient sous le culbuteur correspondant au moment où le passage en vitesse lente vient d'être commandé, et une rampe 111 qui fait sortir le verrou de blocage du disque 106, de l'encoche 109, au moment où la pre mière opération supplémentaire est terminée. Le disque 105, de son côté, présente à sa périphérie quatre por tions en arc de cercle 112, 114, 116, 125 de rayon croissant, séparées par des faces de butées 113, 115, 117. Alors que la face radiale de l'encoche 109 détermine l'arrêt de la broche 14 dans une orientation de réfé rence pour la première opération supplémentaire, les faces de butée 113, 115 et 117 sont orientées par rapport à l'encoche 109 selon les axes des autres opérations supplémentaires à effectuer.
La came 107, qui commande le verrou correspon dant au disque 105, présente, comme la came 64, une oreille 118 destinée à provoquer le passage de la poupée en vitesse lente. Elle est orientée par rapport à la came 108 de telle façon que le creux 110 n'arrive sous le culbuteur correspondant qu'immédiatement après que l'oreille 118 ait commandé ledit passage. Elle présente ensuite à sa périphérie quatre paliers successifs 119, 120, 121 et 132 en arcs de cercle de rayons croissants et séparés par des rampes 122, 123 et 124. Le dernier de ces paliers s'étend de la rampe 124 à l'oreille 118 et forme la portion cylindrique de la came 107 qui maintient le verrou correspondant dégagé pendant les opérations en vitesse rapide.
Lors que le culbuteur correspondant à cette came 107 appuie contre le palier 119, il maintient le verrou du disque 105 à la hauteur de la portion 112 de ce disque, de sorte qu'au moment où la première opération supplémentaire est terminée, la face de butée 113 vient heurter ce verrou et arrêter la broche dans l'orientation correspondant à la seconde opération. Une fois que cette seconde opération est terminée, la rampe 122 soulève le culbuteur, ce qui amène le verrou à la hauteur de la portion en arc de cercle 114. Le disque 105 et la broche 14 tournent alors jusqu'à ce que la face de butée 115 vienne heurter le verrou et ainsi de suite pour toutes les opérations supplémentaires à effectuer.
Comme le disque d'indexage 106, qui détermine l'arrêt de la broche pour la première opération sup plémentaire, ne présente qu'une seule encoche, cet arrêt se fera toujours pour une orientation déterminée de la broche. La broche sera donc également orientée convenablement pour les opérations suivantes, quelle que soit l'orientation des axes sous lesquels ces opé rations doivent s'effectuer. Dans le cas où la barre à usiner est une barre profilée, il est nécessaire que les axes selon lesquels ces opérations supplémentaires s'effectuent soient orientés convenablement non seule ment les uns par rapport aux autres, mais encore par rapport au profil de la barre. Dans ce cas, la pince qui est destinée à saisir la barre présente des mâchoires profilées, correspondant au profil de cette barre.
En position ouverte, elle peut reculer avec la broche sans entraîner la barre axialement, mais en l'entraînant en rotation, de sorte que la barre reste constamment dans une orientation déterminée par rapport à la broche.
Des opérations supplémentaires peuvent ainsi être effectuées en assez grand nombre. Toutefois, dans la pratique, le nombre maximum de ces opérations supplémentaires ne dépasse guère quatre.
L'avantage principal du tour décrit est qu'il per met de réduire au maximum la durée du cycle, dans le cas où une ou plusieurs opérations d'usinage supplémentaires doivent être effectuées, sous divers angles, dans la barre arrêtée. Même si la vitesse de coupe est très grande et dépasse par exemple 10 000 tours par minute, le dispositif de freinage dont est pourvu la poupée du tour décrit permet de passer instantanément de la dernière opération à vitesse de coupe à la première opération supplémentaire faite sur la barre arrêtée. D'autre part, aucun organe du tour ne risque de recevoir des chocs inattendus. En effet, c'est le dispositif de blocage seul qui absorbe l'énergie de rotation de la broche, sans chocs, ni effets secon daires tels que vibrations ou mouvement de recul de la broche.
Le fait que la poulie à vitesse lente 32 tourne dans le sens contraire à celui de la poulie à vitesse rapide permet en outre de construire le dispositif de blocage d'une façon particulièrement simple et peu. encombrante. De plus, même si par suite d'une irrégularité de réglage par exemple, l'un des verrous 81, 82 appuie contre un des disques d'indexage 83, 84 avant que la broche 14 ait été bloquée, aucun choc ne se produit. En effet, comme la broche tourne alors dans un sens tel que les disques d'indexage présentent sous les verrous correspondants d'abord la face radiale de leurs encoches, des verrous ne peuvent venir en contact qu'avec l'autre face de ces encoches qui est oblique. Ils sont alors rejetés vers l'extérieur.
Pour éviter que la courroie entraînant la poulie à vitesse réduite ne patine sur cette poulie pendant que la broche est arrêtée, on pourrait aussi monter le contre-renvoi qui entraîne cette courroie dans le sens inverse de celui de la poulie à vitesse rapide sur un accouplement à couple limite, de sorte que ledit contre- renvoi, la courroie et la poulie à vitesse réduite seraient aussi immobilisés pendant que les opérations supplé mentaires faites sur la barre arrêtée s'effectuent.
Dans une autre variante encore, la came de com mande de l'étrier d'embrayage 44 pourrait présenter un profil tel que le manchon baladeur 38 soit ramené dans une position médiane après l'arrêt de la broche, découplant ainsi cette dernière aussi bien de la poulie 31 que de la poulie 32.
Automatic lathe The object of the present invention is an automatic lathe comprising a rotating spindle, a high speed drive device, a slow speed drive device and a clutch device for coupling the spindle to the spindle. one or the other of the training devices.
Among the known lathes of this type, there may be mentioned a type of automatic lathe which comprises a mobile spur and which makes it possible to machine entirely and automatically series of identical parts taken from a bar to be machined. During each cycle of operations, the headstock drives the bar to be machined in rotation and causes it to undergo an axial displacement, which brings the end of this bar in front of turning tools acting radially and in front of cutting tools. drilling, tapping or threading, for example, which can be brought in the axis of the bar and which act at the end.
While these various tools are working, the headstock spindle is coupled to the high speed drive device. In addition, this known lathe makes it possible to carry out on each part one or more additional operations, such as milling or drilling, by means of tools driven in rotation about an axis different from that of the bar, these additional tools being mounted preferably in place of some of the usual lathe tools. To allow the work of these additional tools, the spindle is decoupled from the high-speed driving device, then coupled to the low-speed driving device.
These drives include pulleys coaxial with the spindle and driven by belts. When the spindle is separated from the pulley driven at high speed and coupled to the pulley at low speed, the drive belt of this pulley, by slipping on the latter, acts as a brake to decrease the speed of the spindle. . In addition, the spindle is subjected to the action of an indexing device, which stops it successively in each of the orientations necessary for the proper work of the additional tools.
Thus, the indexing device stops the spindle firstly in a first orientation to allow one of the additional tools to perform a first of said additional operations, then the indexing device momentarily releases the spindle, which turns. then under the action of the drive device at slow speed to a second stop position, determined and ensured by the indexing device. In this position, the same additional tool or another tool can perform a second machining operation.
At the end of this operation, the indexing device can again release the spindle, then stop it in a third orientation and so on.
Known lathes of the type mentioned have the drawback, however, that when the spindle is disconnected from the first drive device in order to couple it immediately to the second, it continues to rotate for a certain time at a speed greater than that of the second device. training. It is true that in these lathes, which are high precision lathes, the bearings on which the spindle is mounted are adjusted with tolerances so precise that they themselves exert a relatively large braking torque on the latter, which is superimposed on the braking torque due to the slipping of the belt on the pulley at slow speed.
However, even under these conditions, the time taken by the spindle to switch from high speed to low speed is still too long to ensure high productions. As in the lathes of the type mentioned, the time taken by the spindle to change from high speed to low speed, then to stop in a determined orientation, is a dead time, it is important to reduce the latter to the maximum if we want to increase the production of the lathe, this dead time in fact counting from the moment when the last operation performed at high speed is completed until the moment when the first additional operation performed on the stopped bar can begin.
With revolutions of which the rapid speed is of the order of 5000 revolutions per minute, the total duration of the operations carried out at rapid speed does not exceed a few seconds and in the revolutions, the spindle of which can turn at 10,000 revolutions per minute, the duration of these operations is then even shorter. So that said additional operations do not therefore lead to a disproportionate lengthening of the cycle time, it is therefore necessary that the indexing device can be put into action immediately after the spindle has been coupled to the speed drive device. slow.
If, however, the belt of this device is the only brake, it may happen that the indexing device stops the spindle before its speed is sufficiently slowed down. This may then result in a shock capable of damaging the indexing device.
Automatic lathes are also known in which the clutch device comprises an intermediate position between that where the spindle is coupled to the drive device at high speed and that where it is coupled to the device at slow speed, an intermediate position in which a brake acts on the spindle.
However, these braking devices also have the drawback of not acting quickly enough. As the braking device is disc or drum, it is not instantaneous; moreover, the clutch device must include an additional position, so that the passage from the high speed position to the low speed position cannot take place directly and represents a certain idle time.
Finally, these devices have the drawback that during the reverse movement, that is to say when the clutch device is disconnected from the low speed drive device to couple it to the high speed drive device. braking also occurs which is entirely unnecessary.
The object of the present invention is to overcome these drawbacks and to create a lathe of the type mentioned in which the spindle can pass instantly and without damage from the speed which is imparted to it by the first driving device to that which is printed on it. by the second. For this, the lathe according to the present invention comprises a stop device, immediately coming into action and causing instant immobilization of the spindle when the clutch device separates the spindle from the drive device at high speed and couples it to the spindle. say positive slow speed drive.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the lathe according to the invention, as well as a variant of this embodiment.
Fig. 1 is a partial axial section of this embodiment; fig. 2 is a partial plan view from above; fig. 3 a partial elevational view in the direction of arrow a in FIG. 1; fig. 4 a section along the line IV-IV of FIG. 1; fig. 5 a partial section along the line V-V of FIG. 1;
fig. 6 is an elevational view of a control member of said variant, and FIG. 7 is an elevational view of another control member of this variant.
The lathe shown in the drawing is of the sliding headstock type with indexing device. A doll frame 1 is mounted on a bench 2 integral with the frame of the lathe and can move axially in a longitudinal slide 3 of the bed 2. The movements of the frame 1 are controlled according to a pre-established program, by members (not shown) comprising a cam mounted on a camshaft 4 (fig. 2), from which all the other functions of the lathe are also controlled. A powerful return spring 5 (fig. 1) returns the frame 1 to its rear position at the end of each cycle of operations. The headstock of the lathe described comprises a spindle 14, of tubular shape, in which a bar to be machined can be engaged.
A fixed guide bush 6, coaxial with the pin 14, is placed in front of the frame of the headstock 1. It is held in a sleeve 8 slit lengthwise in several places over most of its length, starting from its end front and engaged in a clamping ring 7 fixed to an upright 2 a integral with the bench 2. At its anterior end, the sleeve 8 has an external lateral face of frustoconical shape, which can rest against a corresponding internal face of the 'Ring 7. A nut 9, screwed onto the rear end of the sleeve 8, allows the axial position of the latter to be adjusted with great precision and the barrel 6 to be locked concentrically so as to maintain it in a determined axial position.
The opening of the barrel 6 is adjusted exactly to the diameter of the bar to be machined, so as to guide this bar without play and to maintain it exactly in the axis of the spindle 14. Chisels 10 arranged radially in a star around the axis of the barrel 6 and immediately in front of the latter makes it possible to carry out all the desired turning operations, as the bar comes out of the barrel 6. These chisels are controlled by cams carried by the shaft 4.
The spindle 14 is supported by three bearings mounted respectively in a front bezel 11, in a middle bezel 12 and in a posterior bezel 13, all three integral with the headstock frame 1. Devices, some of which are mounted on the spindle 14, others on the frame 1 and finally others directly on the frame of the lathe, allow the spindle 14 to fulfill its various functions.
A first device, intended to grip the bar when the frame of the doll 1 is in the rear position and to release it at the end of the cycle of operations, before the frame 1 begins to move back under the action of the spring, is mounted on the front part of the pin 14. This device comprises a sleeve 15 movable axially inside the pin 14, a spring 16 housed in the sleeve 15 and a clamp 17 also housed in the sleeve 15 and s 'pressing against the spring 16. A cap 18, screwed to the anterior end of the pin 14 and dogs 19 engaged in slots in the latter, normally maintain the sleeve 15 in a position such that the spring 16 is compressed and that the front end of the clamp 17 grips the bar to be machined.
These dogs lean against the front face of a ring 20 fitted on the pin 14 to pivot and release the sleeve 15, when a ring 21, movable axially on the ring 20 and controlled by a yoke 23 which is articulated on the outer ring of a ball bearing 22, moves axially in the direction of the front of the frame 1. The sleeve 15, biased by the spring 16, then moves backwards, which allows the clamp 17 to open up. The bracket 23, mounted on a vertical journal 24 (FIG. 2), fixed relative to the headstock frame 1, has an arm 25 carrying a shoe 26.
It is actuated by a lever 27 pivoted on the frame of the lathe and having a slide 28 serving to guide the pad 26. Sensors 29, maintained in contact with cams 30 mounted on the shaft 4, control the movements of the lever 27. , and consequently, those of the caliper 23. A rearward forward movement of this caliper therefore causes the opening of the clamp 17 and a movement reverses the closing of the latter.
Two pulleys 31 and 32 and a clutch device, mounted coaxially with spindle 14, between bezels 12 and 13, drive said spindle in rotation. The pulley 31 is pivoted by two ball bearings 33 on a sleeve 34 screwed into the bezel 12. A belt (not shown) drives this pulley 31 clockwise, when looking at the doll from the front, at a speed allowing the turning operations by means of the tools 10, as well as the operations carried out by means of axial tools in the anterior face of the bar to be machined. As the lateral force exerted on the pulley 31 by this belt is supported by the sleeve 34, it is transmitted directly to the bezel 11 without the pin 14 having to support it.
The pulley 32 has a tubular extension extending inside the bezel 13. This pulley 32 can rotate freely on a barrel 35 keyed on the spindle 14. A ball bearing 36, the outer ring of which is driven into the bezel. 13 and the inner ring on the tubular extension of the pulley 32, forms the rear bearing of the headstock. The doll 32 is driven by a belt 37 at a much slower speed than the pulley 31, this speed being of the order of 200 revolutions per minute. The belt 37 surrounds the pulley 32 and passes over a roller 133 (fig. 3). Each of the pulleys 31 and 32 can be coupled to the spindle 14 by means of a clutch device housed between these pulleys.
The latter comprises a sliding sleeve 38 having at its rear end a friction cone 39. It is freely pivoted on the spindle 14, but carries a finger 40 which, regardless of the position of the sliding sleeve 38, is engaged in a corresponding notch. of the barrel 35, so that the latter is constantly kept integral in rotation with said sleeve and consequently with the spindle 14. A second friction cone 41, consisting of an independent ring, is mounted at the front end of the sleeve 38, on which it is rigidly fixed by a nut 42, screwed onto this sleeve 38, and secured by pins.
When the sleeve 38 moves towards the front of the headstock, the cone 41 comes into contact with a corresponding face of the pulley 31, which ensures the coupling of the pin 14 to this pulley via the sleeve. 38, the finger 40 and the barrel 35, while when the sleeve 38 is moved rearwardly, the cone 39 comes into contact with the pulley 32 and similarly ensures the coupling of this pulley 32 to the spindle 14 , the cone 41 then being released from the pulley 31.
The clutch control device described firstly comprises a caliper 44 (fig. 1 and 2) articulated on the outer ring of a bearing 45, the inner ring of which is fixed by a nut on a sleeve 43. The latter is freely engaged on the sleeve 38, with respect to which it has a certain axial play, limited by the cones 39 and 41. Springs 47 however tend to keep it pressed against the cone 39. The sleeves 38 and 43 are made integral with the one from the other in rotation by a key. The stirrup 44 is pivoted on a longitudinal bar 46 (FIG. 4) which the headstock frame 1 presents.
It has a spout 44a (fig. 2) which extends parallel to the axis of the headstock and carries an articulated shoe 48. A rocker 49 pivoted on a longitudinal axis 50 mounted on the frame of the lathe (fig. 4) has a slide 51 in which the pad 48 is engaged. This rocker 49 also carries two feelers 52 and 53 which cooperate with a cam 54 mounted on the shaft 4, this cam 54 carries two lugs 55 and 56. As can be seen in the drawing (FIGS. 2 and 4), when the feeler 52 is lifted by lug 55, it rotates lever 49 and caliper 44, in a direction such that sleeve 38 moves forward.
This movement takes place against the action of a return spring 57 fixed, on the one hand, to the frame 1, and, on the other hand, to the caliper 44. A latching lever 58, journaled at 59 and subjected to the action of a spring 60, then brings an adjustable nose 61 which it carries in front of a stop 62 fixed to one end of one of the arms of the caliper 44. When the feeler 52 has passed over the top of the lug 55 and when it begins to plunge into the cam 54, driven by the spring 57 which actuates the lever 49 by causing the caliper 44 to pivot, this stop 62 presses against the end of the spout 61 and retains everything the clutch device in a position such that the front cone 41 remains engaged in the pulley 31.
Spindle 14 is then driven at cutting speed. To decouple the spindle 14 from this pulley 31 and couple it to the pulley 32, it follows to pivot the lever 58 so as to release the spout 61 from the stop 62. Under the action of the spring 57, the caliper 44 then moves the sleeve 38 backwards and brings the cone 39 into engagement with this pulley 32. However, if the cone 41 was engaged in the pulley 31 so strongly that the spring 57 cannot release it, the lug 56 of the cam 54, by lifting the feeler 53, would cause a forced displacement of the sleeve 38 in the desired direction via the lever 49 and the pad 48, which would release the cone 41 from the pulley 32 and engage the cone 39 in the pulley 31.
The headstock of the lathe described further comprises an indexing device which has the functions of controlling the passage of the spindle 14 from high speed to low speed, to stop it in a determined orientation during the time that the spindle lasts. first operation carried out by means of an additional lateral tool, then to make it carry out successively three rotations of 900 each, in order to allow the other three additional operations to be carried out.
This indexing device is controlled by two cams 63 and 64 (FIG. 4) also wedged on the shaft 4 and the profile of which will be described later. Two rocker arms 65 and 66 (fig. 3 and 4) pivoted on a common axis 96 mounted on the frame of the lathe, are each actuated by one of the cams 63 and 64. Each of these rocker arms has an arm 126, 127 which s 'extends perpendicular to the axis of the spindle 14, and carries at its end a vertical adjustment screw 128, 129. A stop rod 130, integral with the frame of the lathe, extends under the screws 128 and 129.
The rocker arms 65 and 66 can act by means of screws 67 and 68 each on one of two rocker bridges 69, 70, which are pivoted on a pin 97 mounted on the headstock frame 1 and which extend beyond- above and on the side of the slide 51. These two ports 69, 70 each have, on the one hand, a flat bearing surface 71, 72, against each of which bears one of the screws 67, 68, to control the movements of these bridges, and, on the other hand, an ear 73, 74, in each of which an adjustable screw 75, 76, is engaged laterally. The end of each of these screws 75, 76 can abut against an inclined face stud 77, 78, these studs being fixed to the ratchet lever 58.
Each of the bridges 69, 70, by pivoting around the axis 97, can bring one of the screws 75, 76 against one of the studs 77, 78 and rotate the lever 58, so as to release the spout 61 from the stop 62. The latter engages on the side of the spout 61 when the caliper 44 pivots in an anti-clockwise direction <B> (fi. </B> 2), under the action of the spring 57. Under the The action of the spring 60, the ratchet lever 58 keeps the spout 61 pressed laterally against the stop 62 as long as the caliper 44 is in the low speed position.
The bridges 69, 70 finally each have an arm 79, 80 (fig. 2 and 3), which extends above the rear part of the spindle 14 and carries at its free end an indexing lock 81, 82 , engaged in an elongated opening of the corresponding arm and adjustable laterally and longitudinally. The bolts 81, 82 each have a triangular shaped beak at one of their ends, which respectively cooperate with indexing discs 83, 84. While the anterior disc 83 is keyed on the posterior end of the barrel 35 ( fig. 1), the rear disc 84 is freely engaged on this end and is tightened by a nut 85 screwed on the spindle 14.
The discs 83 and 84 each have a toothing 134 in one of their lateral faces, so that the disc 84 can be placed in an orientation chosen at will relative to the disc 83 and then maintained in this orientation, thanks to the teeth 134 in engagement. , when the nut 85 is tight. Each disc 83, 84 has two diametrically opposed notches 98, 99 at its periphery. The notches 98, 99 are triangular in shape corresponding to that of the beaks of the bolts 81, 82. They each have a radial flank intended to abut against one of the bolts 81, 82.
The disc 84 is oriented relative to the disc 83 such that its notches 99 are oriented perpendicular to the notches 98. Springs 86 and 87 urge the rocker bridges 69 and 70 in a direction such that the latches 81 and 82 tend to s' press against index discs 83 and 84.
Normally, that is to say as long as the spindle 14 is driven at high speed, the cams 63 and 74 present, each under the feelers of the rocker arms 65 and 66, a portion of cylindrical surface, which holds these rocker arms and tilting bridges 69, 70 in medium positions such that the screws 75, 76 are not in contact with the studs 77, 78, and that the latches 81, 82 are not in contact with the indexing discs 83, 84.
To cause the passage of the spindle 14 from high speed to slow speed, the horn 64 has a lug 88, of low height, which tilts the rocker 66 and consequently the bridge 70, by bringing the screw 75 against the stud 77 , which causes the release of the spout 61 and the displacement of the caliper 44 as explained above. At this moment, the cam 63 has under the rocker arm 65 a descending ramp 89, so that this rocker arm and the bridge 69 rock in a direction such that the latch 81 comes to rest against the disc 83. As soon as one of the notches 98 reaches under the lock 81, the latter engages there under the action of the spring 66, which stops the pin 14.
When the lathe described is used to machine parts which do not require additional operations on the stopped bar, therefore no stopping of the headstock, the rocker arms 65 and 66 can be put out of service. To do this, it suffices to fully tighten the screws 128 and 129. The latter then press against the stop rod 130 and hold the rocker arms 65 and 66 as well as the bridges 69, 70 in positions such that the bolts 81 and 82 are out of reach of the discs 83 and 84. The cams 63 and 64 can then be removed.
It follows from the above explanations that between the moment when the pin 14 is decoupled from the pulley 31 and the moment when the latch 81 engages in one of the notches 98, the pin 14 must pass from the speed that it had for turning operations to that imparted to it by pulley 32 and which is chosen small enough so that the impact of latch 81 against the radial flank of one of the notches 98 cannot damage the lathe. On the other hand, the dead time which passes between these two moments must be reduced as much as possible, since it unnecessarily lengthens the total duration of the operating cycle. For this, the doll of the lathe described comprises a braking device capable of immobilizing the spindle 14 instantly.
The instantaneous braking device described below (fig. 1 and 5) is housed in the bezel 13. It firstly comprises a ring 90 forcibly engaged in the opening of this bezel and secured against possible rotation. by a radial pin 91. Inside this ring 90 extends a keyed disc 92 on the tubular extension of the pulley 32. This disc 92 therefore rotates with the pulley 32 in the direction in which the belt 37 drives it. It also has a tubular extension which extends around that of the pulley 32. On the tubular extension of the disc 92 is driven out the inner ring of a ball bearing <B> 131 </B> whose outer ring, fixed, is engaged in the bezel 13.
At its periphery, the disc 92 has cutouts 93 regularly spaced and identical to each other. These cutouts each have a radial face 100 and another flat face forming an oblique ramp 94. A roller 95 is freely engaged in each of the cutouts 93. The diameter of these rollers 95 is adapted to the depth of the cutouts 93, so that these rollers form locking elements of said device.
Normally, each of the rollers 95 is in contact with the radial face 100 of the cutout 93 of the disc 92, in which it is engaged. It then slides practically without friction against the internal face of the ring 90 if the disc 92 rotates in the direction of arrow b. On the other hand, when the disc 92 is urged in the direction of arrow c, each roller 95 is driven by friction and tends to roll along the ramp 94. However, it instantly gets stuck between the latter and the internal face of the ramp. ring 90, thereby causing extremely rapid and efficient locking of disc 92.
As indicated above, the direction of rotation of the pulley 31 is clockwise when looking at the spool from the front. In other words, the spindle 14 turns in the direction of the arrow c (fig. 5) when it is in high speed. On the other hand, the belt 37 passes over a counter-pivot (not shown) which rotates in the opposite direction. It therefore drives the pulley 32 in an anti-clockwise direction (arrow b, FIG. 5). As the disc 92 is keyed on the pulley 32, it therefore normally rotates also in the direction of arrow b.
However, when the caliper 44, immediately after having released the cone 41 from the pulley 31, engages the cone 39 in the pulley 32, the spindle 14, due to the inertia of the rotating masses, is still animated, in the direction hourly, at a very high speed. The pulley 32 therefore tends to be driven in the direction of the spindle 14, slipping under the belt 37. However, as soon as a movement of this pulley and therefore of the disc 92 in said clockwise direction begins, the rollers 95 block the disc 92 and therefore the pulley 32 and the spindle 14. After these members have been immobilized, the belt 37 immediately begins to drive the pulley 32 and the spindle 14 in a counterclockwise direction.
The operation of the headstock of the lathe described during a complete cycle is therefore as follows: The cycle begins when the frame 1, biased by the spring 5, is in the rear position. The ring 21 is then still in the advanced position, so that the clamp 17 is open. On the other hand, the sliding sleeve 38 is held in the forward position by the latching lever 58, against the action of the spring 57, so that the spindle 14, coupled to the pulley 31, rotates at high speed in the direction of arrow c (fig. 5). The themselves locks 81 and 82 are kept away from the indexing discs 83 and 84.
One of the cams 30 then causes a rearward displacement of the ring 21, which clamps the clamp 17 on the bar to be machined engaged in the spindle 14 and whose end is located to the right of the front opening of the barrel 6 The headstock frame 1 begins to advance while the machining operations carried out at high speed are carried out.
At a certain point in the cycle, which depends on the shape of the workpieces, the lug 88 of the cam 64 lifts the rocker arm 66 which tilts the bridge 70, so that the screw 75 rotates the locking lever. 58. The caliper 44, under the action of the spring 57, decouples the pin 14 from the pulley 31 and abruptly couples it to the pulley 32, driven in the direction of the arrow b (fig. 5) by the belt 37 The instantaneous braking device immediately kicks in and stops the spindle 14 instantly, after which the belt 37, which has skated for an instant on the pulley 32, drives the latter in the direction of the arrow b at reduced speed.
During this locking operation, the ramp 89 of the cam 63 arrives under the rocker arm 65, which then pivots about its axis 96, causing the bridge 69 to tilt and thus bringing the latch 81 onto the disc 83. As soon as this latch 81 enters one of the notches 98, it stops the spindle 14 in an orientation which is exactly determined, to allow the first additional machining operation by means of a tool mounted laterally in front of the barrel 6. During this time , a hollow 101 of the cam 64 which follows the lug 88, passes under the rocker arm 66. The latter pivots, which brings the latch 82 into contact with the disc 84. Once said operation is completed, a lug 102 of the cam 63 raises the rocker arm 65, so as to release the latch 81 from the disc 83.
The belt 37, which while the spindle 14 is stopped, slips on the pulley 32, drives the latter until the latch 82 dives into the first of the notches 99 of the disc 84, which immediately follows that of the notches 98 in which the lock 81 was engaged (position shown in FIG. 3). Spindle 14 then stops in an orientation 900 from that of the first operation. The second additional operation can then be carried out. During this time, the rocker arm 65, after the lug 102 of the cam 63 has ceased to hold it, pivots allowing the latch 81 to press again against the disc 83.
Thus, when after the end of this second operation, an ear 103 of the cam 64 lifts the rocker arm 66, the spindle 14, released, again makes a quarter turn until the latch 81 stops it for the third additional operation.
During this third operation, the lug 103 passes under the rocker arm 66 which falls back into a hollow 135, thus bringing the latch 82 into contact with the disc 84. A ramp 104 of the cam 63 releases the latch 81 at the end of this third. operation and latch 82 stops pin 14 for the fourth operation. At the end of this, a ramp 136 of the cam 64 releases the spindle 14.
The ramps 136 and 104, together with the lug 88 and the descending ramp 89, limit cylindrical portions of the profile of the two cams 63, 64, which serve to keep the locks 81 and 82 in the released position during the remainder of the cycle. Indeed, once the fourth operation is completed, the two rocker arms 64 and 66 each rest on said cylindrical portion of the corresponding cam, so that the two locks 81 and 82 are released from the discs 83 and 84. The spindle rotates at high speed. reduced, driven by pulley 32.
But the lug 55 of the cam 54 then moves the lever 49, which decouples the pin 14 from the pulley 32 and couples it to the pulley 31, which begins to drive it again at high speed, to allow one or more operations at cutting speed, these operations comprising at least the cutting of the workpiece from the bar. After this last operation, the cycle is finished. The cam 30 then causes the opening of the clamp 17 and the doll moves back under the action of the spring 5.
Note that the discs 83 and 84, as shown in FIG. 3, allow to order only an even number of additional operations carried out on a round bar along axes oriented symmetrically around the axis of the bar. In fact, the shape of the cams 63 and 64 (FIG. 4) and of the discs 83 and 84 requires regular alternation in the operation of the bolts 81 and 82 (FIGS. 2 and 3).
As a lock once released from one of the notches of the disc with which it cooperates cannot be released immediately to press against this disc, which would require, in the corresponding cam, an ear of practically zero width, it is necessary that ' when one of the bolts is released, the other is already pressing against the corresponding disc. If the number of additional operations is not even, if the axes of these operations are not oriented symmetrically or if they must be oriented in a determined way with respect to the profile of the bar, it is important that the lock which stops the spindle for the first of these operations does it by entering a determined notch. It is therefore necessary that the disc which cooperates with this lock comprises only one notch, all the others being made in the second disc.
For this, it is possible to use, as a variant, instead of the disks 83 and 84 and the cams 63 and 64, disks 105 and 106 (fig. 6) and cams 107 and 108 (fig. 7). The disc 106 has a periphery in the form of a spiral, the two ends of which are separated by a notch 109 having a radial face extending from the end of said spiral which is furthest from the center of the disc. This disc 106 is intended to cooperate with that of the two lathe latches which is controlled by the cam 108.
Indeed, this cam has a circular arc turn, a single hollow 110, which reaches under the rocker arm corresponding to the moment when the change to slow speed has just been commanded, and a ramp 111 which brings out the locking bolt. of the disc 106, of the notch 109, when the first additional operation is completed. The disc 105, for its part, has at its periphery four portions in an arc 112, 114, 116, 125 of increasing radius, separated by stop faces 113, 115, 117. While the radial face of the notch 109 determines the stopping of the spindle 14 in a reference orientation for the first additional operation, the stop faces 113, 115 and 117 are oriented relative to the notch 109 along the axes of the other additional operations to be performed.
The cam 107, which controls the lock corresponding to the disc 105, has, like the cam 64, a lug 118 intended to cause the doll to pass into slow speed. It is oriented with respect to the cam 108 such that the hollow 110 does not arrive under the corresponding rocker arm until immediately after the lug 118 has commanded said passage. It then presents at its periphery four successive stages 119, 120, 121 and 132 in circular arcs of increasing radii and separated by ramps 122, 123 and 124. The last of these stages extends from the ramp 124 to the ear 118 and forms the cylindrical portion of the cam 107 which keeps the corresponding latch released during high speed operations.
When the rocker arm corresponding to this cam 107 presses against the bearing 119, it maintains the lock of the disc 105 at the height of the portion 112 of this disc, so that when the first additional operation is completed, the face of stop 113 strikes this lock and stops the spindle in the orientation corresponding to the second operation. Once this second operation is complete, the ramp 122 lifts the rocker arm, which brings the latch to the height of the arcuate portion 114. The disc 105 and the spindle 14 then rotate until the face of the stopper 115 strikes the lock and so on for all the additional operations to be carried out.
As the indexing disc 106, which determines the stopping of the spindle for the first additional operation, has only one notch, this stopping will always be done for a determined orientation of the spindle. The spindle will therefore also be suitably oriented for the following operations, whatever the orientation of the axes under which these operations must be carried out. In the case where the bar to be machined is a profiled bar, it is necessary that the axes along which these additional operations are carried out are properly oriented not only with respect to each other, but also with respect to the profile of the bar. In this case, the clamp which is intended to grip the bar has profiled jaws, corresponding to the profile of this bar.
In the open position, it can move back with the spindle without driving the bar axially, but by driving it in rotation, so that the bar constantly remains in a determined orientation with respect to the spindle.
Quite a number of additional operations can thus be carried out. However, in practice, the maximum number of these additional operations hardly exceeds four.
The main advantage of the lathe described is that it makes it possible to reduce the duration of the cycle as much as possible, in the event that one or more additional machining operations have to be carried out, from various angles, in the stopped bar. Even if the cutting speed is very high and exceeds, for example, 10,000 revolutions per minute, the braking device with which the headstock of the lathe described is provided makes it possible to switch instantly from the last operation at cutting speed to the first additional operation performed on the machine. the bar stopped. On the other hand, no member of the lathe runs the risk of receiving unexpected shocks. In fact, it is the blocking device alone which absorbs the energy of rotation of the spindle, without shocks or secondary effects such as vibrations or backward movement of the spindle.
The fact that the slow-speed pulley 32 rotates in the opposite direction to that of the high-speed pulley further enables the blocking device to be constructed in a particularly simple and inexpensive manner. bulky. In addition, even if due to an irregularity of adjustment for example, one of the locks 81, 82 presses against one of the indexing discs 83, 84 before the spindle 14 has been blocked, no shock occurs. In fact, as the spindle then turns in a direction such that the indexing discs present under the corresponding locks first of all the radial face of their notches, the locks can only come into contact with the other face of these notches. which is oblique. They are then thrown outwards.
To prevent the belt driving the pulley at reduced speed from slipping on this pulley while the spindle is stopped, we could also mount the counter-return which drives this belt in the opposite direction to that of the pulley at high speed on a coupling at limit torque, so that said counter-return, the belt and the pulley at reduced speed would also be immobilized while the additional operations carried out on the stopped bar are carried out.
In yet another variant, the control cam of the clutch caliper 44 could have a profile such that the sliding sleeve 38 is returned to a middle position after the stop of the spindle, thus decoupling the latter as well from pulley 31 and pulley 32.