CH618371A5

CH618371A5 -

Info

Publication number: CH618371A5
Application number: CH8378A
Authority: CH
Inventors: Floyd Ralph Gladwin
Original assignee: Gladwin Corp
Priority date: 1977-01-06
Filing date: 1978-01-04
Publication date: 1980-07-31
Also published as: SE7714915L; SE427905B; IT1091515B; BE862606A; JPS5385762A; MX145511A; DE2800525A1; FR2376716B1; GB1550105A; JPS6110245B2; CA1037752A; ES465410A1; US4061077A; FR2376716A1

Description

La présente invention se rapporte plus particulièrement à une machine servant à usiner des courbes composées sur de grandes plaques, c'est-à-dire des surfaces qui sont incurvées à la fois dans le sens longitudinal et dans le sens transversal de la pièce.

A titre d'exemple d'une telle pièce, on indiquera que les moules de coulée en continu utilisés dans le procédé de coulée en continu de l'acier sous forme de brames ont généralement la forme d'une boîte de section transversale rectangulaire, à extrémités supérieure et inférieure ouvertes, le métal en fusion étant coulé dans l'extrémité supérieure ouverte, étant refroidi pendant qu'il traverse le moule et sortant du fond du moule au moins en partie solidifié. De tels moules sont revêtus de plaques en une matière du type cuivre. Dans certains types de moules de cette nature, les plaques sont incurvées vues en section transversale, tout en étant également incurvées de haut en bas. La courbure verticale ou longitudinale peut être formée autour d'un rayon de plusieurs mètres, par exemple de 6 à 12 m, et la courbure transversale, c'est-à-dire lorsqu'on regarde la plaque d'en haut, peut être formée autour d'un rayon totalement différent, par exemple de quelques dizaines de centimètres ou de quelques mètres. Dans tous les cas, la plaque, qui peut avoir par exemple environ 30 cm de large, environ 0,9 à 1,20 m de hauteur et environ 2,5 à 5 cm d'épaisseur, peut avoir une surface qui est incurvée aussi bien dans le sens transversal que dans le sens longitudinal avec un degré considérable de précision requis pour de telles courbures, par exemple avec une tolérance de l'ordre de 0,05 à 0,075 mm selon l'application particulière envisagée.

Si l'on considère le type d'exemple ci-dessus mentionné, on peut voir que l'usinage de courbes composées sur des plaques de ce type avec la précision relativement grande requise est difficile à effectuer dans une machine classique. Ainsi, la machine de la présente invention est destinée à exécuter ce type d'opération d'usinage.

La présente invention a donc pour objet une machine pour former une surface courbe composée telle que définie dans la revendication 1.

Selon une forme d'exécution, au-dessus de la table est en outre montée une traverse qui s'étend transversalement par rapport au banc et qui porte une plaque transversalement allongée disposée verticalement ayant un bord supérieur allongé et un bord inférieur allongé, chacun incurvé avec une courbure prédéterminée, et un chariot est monté sur la plaque de façon à être en appui contre elle de telle sorte que le chariot peut être déplacé transversalement par rapport au banc le long du trajet arqué défini par les bords de la plaque. La plaque elle-même est montée de façon à pouvoir être déplacée horizontalement sur la traverse. Sur le chariot est

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

618 371

monté un moteur portant un outil d'usinage, tel qu'une fraise du type à axe vertical.

Une plaque peut être fixée sur la table de façon à pouvoir être déplacée avec la table, dans la direction longitudinale du banc, le long du trajet incurvé et au-dessous de l'outil. L'outil est déplacé transversalement par rapport au banc le long d'un trajet incurvé et également le long d'un trajet transversal horizontal défini par le déplacement de la plaque-support horizontalement le long de la traverse.

Les éléments qui composent la machine de la présente invention peuvent être fixés sur une machine classique du type raboteuse de façon à permettre ainsi de la convertir d'une manière relativement peu onéreuse et temporairement en une fraiseuse-raboteuse pour produire les surfaces incurvées à grand rayon désirées.

Les avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre à titre d'exemple et à l'examen des dessins annexés dans lesquels :

la fig. 1 est une vue en perspective de la machine de l'invention;

la fig. 2 est une vue en bout et en élévation, avec coupe partielle, dans le sens des flèches 2-2 de la fig. 1 et à une échelle légèrement plus grande;

la fig. 3 est une vue fragmentaire, en coupe, du banc et de la table;

la fig. 4 est une vue en perspective de l'organe du type écrou; la fig. 5 est une vue en perspective, à l'état démonté, du banc-support, des parties de guidage et de la table;

la fig. 6 est une vue du banc et des organes de guidage de la table, à l'état démonté;

la fig. 7 est une vue en coupe, à plus grande échelle, dans le sens des flèches 7-7 de la fig. 2 ;

la fig. 8 est une vue en coupe, similaire à celle de la fig. 7, mais représentant les éléments à l'état démonté;

la fig. 9 est une vue en perspective, à l'état démonté, de la partie de montage de l'outil;

la fig. 10 est une vue fragmentaire, à plus grande échelle, de la vis et de l'écrou moteurs servant à déplacer la plaque-support d'outil;

la fig. 11 est une vue fragmentaire, en coupe, à plus grande échelle, d'une variante des dispositifs de guidage coopérants de la plaque-support et du chariot;

la fig. 12 est une vue similaire à celle de la fig. 11, mais qui représente le dispositif de guidage dans une seconde position;

la fig. 13 est une vue en perspective des parties de guidage modifiées de la variante représentée sur les fig. 11 et 12;

la fig. 14 est une vue en perspective représentant une plaque métallique plate typique constituant la pièce à usiner, et la fig. 15 est une vue en perspective représentant un exemple d'une pièce finie, après usinage, l'outil ayant en outre été représenté en traits interrompus dans différentes positions d'usinage.

La machine comporte un socle qui a été schématiquement représenté comme comprenant une plaque 10 support de banc munie de pieds 11. Des colonnes verticales 12 fixées à des plaques 13 supports de colonne sont montées approximativement au centre du socle pour porter entre elles une traverse 14. Un mécanisme de soulèvement et d'abaissement et un mécanisme de verrouillage peuvent être prévus pour soulever et abaisser la traverse par rapport au socle et pour la verrouiller en position. Ce type de structure est classique et les détails de construction ont été omis dans l'illustration.

Une plaque horizontale allongée 15 est fixée au socle ou plaque-support de banc, la plaque 15 étant montée sur des pieds 16 de façon à former une structure en forme de U retourné sur laquelle un banc 18 est fixé, par exemple par des vis (non représentées). Le banc comporte un bord incurvé concave 19 et un bord incurvé convexe 20 qui peuvent être formés par des bandes ou rails 19a et 20a soudés ou fixés de manière amovible, par exemple par des vis, aux bords du banc 18 proprement dit. Les bords incurvés sont formés autour d'un grand rayon, par exemple un rayon de 6 m ou davantage, et sont des segments de cercles parallèles. Une fente s'étendant longitudinalement 21 est formée dans le banc 18.

Une table 23 est portée par le banc, la table 23 comportant un plateau de table 24 comportant des rebords latéraux 25 formant des rainures dans lesquelles sont fixées les bandes de guidage, à savoir une bande de guidage convexe 26 et une bande de guidage concave 27. Les deux bandes de guidage ont des formes complémentaires de celles des bords incurvés du banc de façon à venir en contact avec eux, face entre face, sur toute la longueur des bandes de guidage pour guider la table le long de l'arc de courbure des bords du banc.

Une plaque porte-pièce 29 montée sur des pieds-supports 30 est fixée sur le dessus du plateau de table. La pièce 32 peut être fixée par des vis ou par d'autres moyens, tels que des brides de serrage ou analogues à la plaque porte-pièce.

Comme représenté sur la fig. 14, la pièce 32 peut être constituée par un élément métallique du type plaque ou panneau tel que, par exemple, une plaque en cuivre ou en alliage de cuivre ayant une épaisseur d'environ 5 cm, une largeur comprise entre 15 et 30 cm environ et une longueur comprise entre environ 0,9 et 1,2 m. A titre d'exemple, la pièce achevée, désignée par la référence 32a sur la fig. 15, peut avoir sa surface supérieure usinée en une surface supérieure incurvée composée 33 qui est limitée par des parties de bordure incurvées 34a et 34 et par des bords incurvés 35 et 35a.

Pour déplacer la table 23 sur laquelle la pièce est montée, une vis motrice 38 est montée au-dessous de la plaque allongée 25 et est raccordée, par l'intermédiaire d'une boîte d'engrenage ou transmission 39, à un moteur électrique 40 de sorte que la vis peut être entraînée en rotation dans un sens ou dans l'autre. Un organe 41 du type écrou comporte une ouverture filetée 42 qui est vissée sur la vis 38 et comporte une partie supérieure rainurée 43 qui s'adapte dans une fente allongée 43a formée dans la plaque allongée 15 et est guidée par elle. L'écrou comprend une partie de goujon 44 qui s'étend vers le haut à travers la fente 21 formée dans le banc 18 et pénètre dans une fente transversale formée dans le plateau 24 de la table.

Au cours du fonctionnement, la rotation de la vis 38 dans un sens provoque le déplacement de l'écrou 41 dans une direction longitudinale du socle de façon à déplacer le plateau 24 de la table le long du banc. L'inversion du sens de rotation de la vis provoque le déplacement de la plaque dans le sens opposé. Du fait de la coopération entre les bandes de guidage incurvées 26, 27 et les bords incurvés 19, 20 du banc, la table se déplace suivant un trajet arqué. Le goujon 44 de l'écrou 41 se déplace dans la direction longitudinale de la plaque 15 du fait que l'écrou est guidé par la fente longitudinale 43a. Cependant, par rapport au plateau 24 de la table, le goujon 44 se déplace également dans la fente transversale 45 formée dans le plateau 24 de façon à permettre le déplacement suivant un arc du plateau pendant qu'il se déplace dans la direction longitudinale du socle.

La traverse 14 disposée au-dessus du socle et portée par les colonnes comporte des ouvertures verticales 46 à travers lesquelles les colonnes peuvent passer et dans lesquelles ces colonnes peuvent être fixées. En outre, la traverse comporte une fente 47 dans laquelle s'étend une vis motrice 48. Une extrémité de la vis est montée dans une douille 49 et son autre extrémité s'étend axialement à l'extérieur de la traverse par une ouverture 50.

Un écrou d'entraînement 51 (fig. 8 et 10) reçoit la vis motrice 48 dans son ouverture filetée 52. L'écrou comporte des rebords latéraux saillants 53 pour guider son déplacement à l'intérieur des parties 54 de bord élargies de la fente 47. Un goujon 55 formé sur l'écrou pénètre dans une ouverture 56 formée dans une plaque-support 57. Cette plaque-support est montée coulissante sur la traverse 14 au moyen d'un rebord 58 formant

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

618 371

4

une rainure reçue sur un rail supérieur 59 disposé de chant sur la traverse et au moyen d'un rail incliné inférieur 60 formé sur la plaque et engagé dans une rainure inférieure 61 formée dans la traverse.

La vis 48 est entraînée en rotation au moyen d'un moteur réversible 63 raccordé à l'extrémité de la vis par l'intermédiaire d'un accouplement 64. Ainsi, la rotation de la vis provoque le déplacement de l'écrou 51 de la manière appropriée dans la fente 47 de façon à déplacer la plaque-support 57 dans une direction horizontale le long de la traverse.

Sur la plaque-support 57 est montée une plaque-support ou de guidage plate, verticalement disposée, désignée par la référence 65 et munie de rebords supérieur et inférieur 66 et 67 formant des rainures pour recevoir respectivement l'extrémité supérieure et l'extrémité inférieure de la plaque 57. Ainsi, la plaque de guidage 65 peut être montée de façon à pouvoir être déplacée horizontalement par rapport à la plaque 57 puis fixée dans une position appropriée sur cette plaque soit en serrant les rebords 66 et 67 soit au moyen de vis appropriées (non représentées).

Les bords supérieur et inférieur de la plaque 65 sont incurvés pour former un rail de guidage supérieur incurvé ou bord 68 et un rail de guidage inférieur incurvé ou bord 69. Ces bords incurvés sont formés suivant des arcs de grand rayon, par exemple de plusieurs dizaines de centimètres ou de plusieurs mètres et sont des segments de cercles parallèles.

Une rainure ou fente 70 formée dans la plaque 65 reçoit un écrou 71 similaire à l'écrou 51. Une vis motrice 72 montée dans la rainure 70 de façon à pouvoir y tourner est vissée dans l'écrou 71, une extrémité de la vis traversant la plaque 65 de façon à pouvoir être raccordé à un moteur 73 ou, alternativement, à manivelle (non représentée). Ainsi, le fonctionnement du moteur 73 ou de la manivelle correspondante fait tourner la vis 72 de façon à déplacer l'écrou 71 de sorte que son goujon 74 s'étendant vers l'extérieur qui est adopté dans une fente verticalement allongée 75' formée dans une plaque 76 support de moteur provoque le déplacement de la plaque 76 par rapport à la plaque de guidage 65. La plaque-support de moteur est munie de bandes de guidage supérieure et inférieure 77 et 78 qui ont des surfaces incurvées en appui contre les parties formant rails incurvés 68 et 69 de la plaque 65 contre lesquelles elles sont maintenues par des bandes de fermeture extérieures 79 et des vis appropriées 80. Ainsi, le déplacement de la plaque 76 support de moteur sur la plaque de guidage 65 provoque le déplacement de cette plaque-support de moteur suivant un arc de cercle à axe horizontal.

Un moteur 83 est monté sur la plaque 76 support de moteur au moyen d'un support 82 et au moyen de vis ou boulons (non représentés), le moteur 83 entraînant un arbre 84 à axe vertical sur lequel un outil 85 est fixé. L'outil peut être une fraise formée avec des dents sur son extrémité pour effectuer un fraisage en bout ou sur sa périphérie pour effectuer un fraisage de côté, ou les deux, s comme représenté schématiquement sur la fig. 15.

Au cours du fonctionnement, l'entraînement en rotation de la vis 48 par le moteur 63 provoque le déplacement de la plaque-support 57 dans une direction horizontale dans le sens de la longueur de la traverse. La rotation du moteur 73 provoque le io déplacement de l'écrou 71 et, par conséquent, le déplacement de la plaque 76 support de moteur le long d'un arc. De préférence, la plaque de guidage 65 est fixée de façon à ne pas se déplacer par rapport à la plaque 57 de sorte qu'elle se déplace horizontalement avec cette dernière. Ainsi, l'outil peut être déplacé le long d'un arc 15 de cercle ainsi qu'horizontalement, c'est-à-dire dans la direction longitudinale de la traverse. Pendant ce temps, la pièce se déplace également sur un arc (voir les flèches sur la fig. 15).

Les fig. 11 à 13 représentent une variante de l'accouplement entre la plaque-support du moteur et la plaque de guidage. Dans 20 ce mode de réalisation, la plaque-support 57 est fixée à la plaque de guidage 65a par des vis 89. La plaque 67a support de moteur est munie de rebords supérieur et inférieur 90 (dont un seul a été représenté aux fins de l'illustration) formant des rainures dans chacune desquelles est montée une barre d'inversion mobile 91. 25 La barre d'inversion comporte une partie à surface concave 92 et une partie à surface convexe 93. Sur les bords supérieur et inférieur de la plaque de guidage 65a sont fixés des rails de guidage 94 qui comportent chacun une partie de bord concave 95, une partie de bord convexe 96 et un espace 97 entre elles. Une 30 vis 98 provoque le déplacement de la barre d'inversion 91 dans la rainure 90 de sorte que sa partie concave 92 vient en appui contre la partie convexe 95 du rail 94 ou bien, alternativement, sa partie convexe 93 vient en appui contre la partie concave 96 du rail 94. Ainsi, le déplacement de la plaque 76 support de moteur peut 35 s'effectuer soit le long d'un arc dont la concavité est orientée vers le bas, soit alternativement, le long d'un arc convexe par rapport au banc de la machine. En dehors de cette caractéristique, le fonctionnement est le même que celui décrit ci-dessus.

En commandant de la manière appropriée les moteurs 63 et 73 40 à l'aide de commandes classiques, de même que le moteur d'entraînement principal 41 pour déplacer la table, la plaque à usiner est déplacée dans un plan horizontal mais suivant un arc, tandis que l'outil d'usinage est déplacé transversalement par rapport à la plaque à usiner suivant un trajet arqué ou un trajet rectiligne, ou « généralement les deux, de façon à produire une courbe et des parties de courbe comme représenté par exemple sur la fig. 15.

R

2 feuilles dessins

Claims

618 371

1. Machine pour former une surface courbe composée sur une plaque, caractérisée en ce qu'elle comprend :

— un banc allongé comportant des bords latéraux longitudinaux opposés, chacun de ces bords étant incurvé suivant un arc de rayon à axe vertical, les bords incurvés étant parallèles entre eux sur toute leur longueur;

— une table portée par le banc et chevauchant les bords latéraux incurvés et une bande de guidage montée sur chacun des bords latéraux de la table et incurvés d'une manière complémentaire de celle du bord de banc respectif pour coopérer avec lui, la table étant mobile suivant un trajet horizontal arqué dans le sens longitudinal du banc par suite de la coopération des bandes de guidage avec les bords latéraux;

— des moyens moteurs montés sur le banc et raccordés à la table pour déplacer la table en va-et-vient le long du banc, une plaque étant fixée à la surface supérieure de la table, et

— un outil actionné par un moteur monté au-dessus du banc et disposé de façon à pouvoir venir en appui contre la plaque à usiner pour usiner sa surface supérieure pendant que cette dernière se déplace en va-et-vient au-dessous de l'outil.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte;

— une traverse disposée transversalement au-dessus du banc et de la table;

— une plaque-support horizontalement allongée montée en va-et-vient sur la traverse de façon à pouvoir se déplacer en va-et-vient transversalement par rapport au banc, la plaque-support comportant des parties de bord supérieur et de bord inférieur qui sont incurvées, ces parties de bord étant parallèles entre elles sur toute leur longueur;

— un chariot monté sur la plaque-support et comportant deux parties de bande de guidage incurvées espacées l'une de l'autre, chacune de ces parties étant complémentaires d'une des parties de bord incurvées qui en est adjacente et contre laquelle elle est en appui et des moyens pour déplacer le chariot le long du trajet arqué défini par les parties de bord et les parties de bande de guidage en appui les unes contre les autres, transversalement par rapport au banc et suivant un trajet rectiligne, non incurvé, de déplacement de la plaque-support le long de la traverse, et en ce que l'outil est monté sur le chariot et fait saillie vers le bas au-dessous du chariot.

2

REVENDICATIONS

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'outil comprend un moteur monté sur le chariot et un outil tranchant rotatif entraîné en rotation par le moteur.

4. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le banc comprend une plaque allongée disposée horizontalement ayant des parties de bord latéral incurvées le long de sa direction longitudinale et en ce que les bandes de guidage de la table sont montées respectivement en contact bord contre bord avec lesdites parties de bord latéral incurvées de façon à guider la table suivant un trajet arqué défini par la courbure des bords du banc et des bandes lorsque la table se déplace dans la direction longitudinale de la plaque.

5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les moyens servant à déplacer la table en va-et-vient comprennent une vis, entraînée par un moteur, montée de façon à être orientée dans la direction longitudinale du banc et au-dessous du banc et un écrou vissé sur la vis et comportant un prolongement qui s'étend à travers une fente longitudinale formée dans la plaque constituant le banc et qui coopère avec la table de façon à déplacer la table en va-et-vient du fait du déplacement de l'écrou le long de la vis lorsque la vis est entraînée en rotation tout d'abord dans un sens, puis dans le sens opposé.

6. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens servant à déplacer le chariot comprennent une vis, entraînée par un moteur, montée sur la plaque-support de façon à être orientée dans la direction longitudinale de cette dernière et un écrou vissé sur la vis et comportant un prolongement coopérant avec le chariot pour déplacer le chariot en va-et-vient du fait du déplacement de l'écrou le long de la vis, lorsque la vis est entraînée en rotation tout d'abord dans un sens, puis dans l'autre.

7. Machine selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une vis, entraînée par un moteur, montée sur la traverse de façon à être orientée dans la direction longitudinale de cette dernière et comportant un prolongement raccordé à la plaque-support de façon à déplacer ainsi la plaque-support en va-et-vient dans le sens de la longueur de la traverse lorsque la vis est entraînée en rotation.

La machine décrite ici est, dans son ensemble, une machine du type décrit dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3464314, N° 3800660 etN° 3910159. Une telle machine est, d'une manière générale, destinée à être utilisée pour usiner des surfaces courbes sur de grandes plaques métalliques.