CH630546A5 - Method and device for drilling workpieces - Google Patents

Description

La présente invention concerne un procédé pour le perçage de pièces à usiner, ainsi qu'un dispositif destiné à la mise en œuvre de ce procédé, et elle se rapporte aux opérations de perçage prises ici au sens le plus large, c'est-à-dire le perçage de part en part, l'alésage d'une pièce à ses extrémités, ou encore l'exécution de centres aux extrémités d'une pièce.

La méthode classique de forage au tour, utilisée dans de nombreux ateliers d'usinage pour le perçage profond d'une pièce cylindrique sur la totalité de sa longueur, consiste à serrer la pièce soit avec un mors et une lunette de guidage, soit avec des mors durs s ou des mors doux, et à retourner la pièce après forage d'une première moitié pour forer la deuxième moitié de la pièce. Cette méthode de forage par retournement nécessite un démontage et un remontage de la pièce pour effectuer son perçage du côté opposé au premier côté usiné. Les deux forages exécutés risquent de se chevaucher à leur io point de jonction. L'opérateur est obligé de desserrer la poupée supportant le foret de plus en plus fréquemment dès que ce dernier pénètre profondément dans la pièce, et de procéder à des débourrages de copeaux intensifs, les copeaux restants devant être refoulés en utilisant la pression du jet de liquide lubrificateur et refroidisseur 15 avant une nouvelle pénétration de l'outil pour enlèvement de métal. Il est souvent nécessaire de refroidir la pièce en cours de forage par le jet de liquide non seulement à l'intérieur du trou foré mais aussi à l'extérieur, pour éviter la déformation ou la perte partielle des qualités du métal, ce qui est difficile à réaliser dans le cas d'une pièce 20 tenue horizontalement. Enfin, la seule possibilité offerte par cette méthode de forage classique au tour est le perçage d'une pièce cylindrique suivant son axe.

La présente invention vise à remédier à l'ensemble des inconvénients de cette méthode.

25 A cet effet, elle a pour objet un procédé pour le perçage de pièces dans lequel la pièce à usiner est montée sur un support pouvant tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe du perçage, est d'abord percée à une de ses extrémités, et est retournée par rotation de son support de 180° autour de son axe, pour être percée à son autre 30 extrémité.

Le premier avantage de ce procédé de perçage par retournement est qu'il ne requiert aucun démontage de la pièce en cours d'opération, la pièce à forer ne devant être serrée qu'une seule fois, au début du cycle, d'où une simplification importante. On obtient aussi le 35 débourrage automatique des copeaux, dans le cas d'un forage d'axe vertical, en faisant pivoter le support de la pièce de 180°, pour opérer alors le perçage du côté opposé, dès qu'il y a résistance à la pénétration de l'outil de perçage par suite de l'afflux de copeaux dans les gorges du foret, en la faisant à nouveau pivoter de 180°, dès que 40 cela devient nécessaire, pour poursuivre le perçage sur le premier côté, et ainsi de suite. Toujours dans le cas d'un usinage de la pièce en position verticale, le liquide de lubrification et de refroidissement est efficace à la fois à l'intérieur et à l'extérieur de la pièce, cela par ruissellement. L'ensemble de ces particularités du procédé selon 45 l'invention permet des gains de temps de l'ordre de 20 à 30 % et, pour certains usinages, de 40 %. Par ailleurs, les risques de chevauchement des deux forages sont pratiquement nuls ou très limités. Enfin, le procédé selon l'invention donne des possibilités multiples: perçages de part en part suivant l'axe ou hors de l'axe, pour pièces cylindri-50 ques ou autres, alésages en ligne aux extrémités de pièces de forme allongée, ou alésages décalés obtenus par retournement.

La présente invention a aussi pour objet un dispositif spécialement destiné à la mise en œuvre de ce procédé.

Ce dispositif, se montant sur une machine-outil, est essentielle-55 ment constitué par une embase fixée sur la machine-outil, par un support monté tournant sur l'embase et comportant des moyens de serrage de la pièce à usiner, et par des moyens aptes à verrouiller le support tournant sur l'embase dans au moins deux positions séparées par une rotation de 180°.

60 Suivant une première forme de réalisation, l'axe de rotation du support sur l'embase est horizontal, et les deux positions de verrouillage du support tournant sont telles que la pièce à usiner soit en position verticale, de manière à pouvoir être percée suivant un axe vertical dans les deux positions du support tournant.

65 Suivant une autre forme de réalisation, correspondant à une application différente de l'invention, l'axe de rotation du support tournant sur l'embase est vertical, les deux positions de verrouillage du support étant telles que la pièce à usiner soit orientée suivant le

même axe horizontal, pour permettre l'exécution de centres à ses deux extrémités.

Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens aptes à verrouiller le support tournant sur l'embase dans une position telle que la pièce à usiner soit orientée transversalement à l'axe du perçage, par exemple orientée horizontalement dans le cas d'un perçage en position verticale. Cette disposition facilite le changement des pièces à usiner.

De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples non limitatifs, deux formes d'exécution de ce dispositif pour le perçage de pièces:

la fìg. 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une machine de perçage vertical équipée du dispositif selon l'invention;

la fig. 2 est une vue en perspective partielle avec coupes, à échelle agrandie, du dispositif équipant la machine de la fig. 1, notamment de ses moyens de verrouillage:

la fig. 3 est une vue en coupe transversale à travers ce dispositif; la fig. 4 est une vue d'ensemble, en perspective, d'une machine pour l'exécution de centres équipée du dispositif selon l'invention.

La fig. 1 représente une machine de perçage vertical d'un genre connu, dont le foret d'axe vertical est indiqué en 1. Le bâti de la machine est pourvu de glissières verticales 2, le long desquelles est monté coulissant un chariot 3, déplaçable à l'aide d'un système vis-écrou 4 commandé par une première manette 5.

Le chariot 3 porte une partie 6 dite embase, sur laquelle est montée une pièce tournante 7 appelée support, pivotant autour d'un axe horizontal 8 suivant la flèche 9. Sur le support tournant 7 est fixé un mandrin 10 de type connu, dont les mors permettent de tenir serrée la pièce allongée 11 à percer.

Des moyens sont prévus pour verrouiller le support tournant 7 dans la position de la fig. 1, pour laquelle la pièce 11 est orientée parallèlement à l'axe du foret 1, ainsi que dans une position retournée de 180°, de manière que la pièce 11 puisse être percée longitudinalement, suivant un axe vertical, dans ces deux positions de verrouillage du support tournant 7.

La commande de déverrouillage est effectuée au moyen d'une seconde manette 12 située sur le côté de l'embase 6, par l'intermédiaire d'un mécanisme représenté de manière détaillée sur les fig. 2 et 3. La manette 12 est calée sur un axe horizontal 13, monté tournant dans des paliers 14. A son extrémité opposée à la manette 12, l'axe 13 porte un excentrique 15 constituant came. Un premier levier 16, monté pivotant sur un axe vertical 17, prend appui par une de ses extrémités sur le profil de la came 15. L'autre extrémité du levier 16 agit sur une pièce 18 prenant appui sur les premières extrémités de deux leviers symétriques 19 et 20, dont les axes respectifs 21 et 22 sont horizontaux et parallèles à l'axe 13 portant la came 15. Les autres extrémités des deux leviers 19 et 20 sont conformés en fourchettes.

Sur l'embase 6 sont encore montés coulissants, dans deux bagues de guidage 23 et 24, deux doigts ou index de verrouillage 25 et 26 déplaçables parallèlement à l'axe de rotation 9 du support tournant 8, et ayant des positions diamétralement opposées par rapport à cet axe 9. Le doigt 25 présente un épaulement 27 contre lequel agit la

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partie en forme de fourchette du levier 19, un ressort de rappel 28 repoussant le doigt 25 contre ladite fourchette. De même, le doigt 26 présente un épaulement 29 contre lequel agit la partie en forme de fourchette du levier 20, à rencontre de l'action d'un ressort de rappel 30.

L'ensemble du mécanisme précédemment décrit est logé à l'intérieur d'un évidement 31 de l'embase 6. Les axes 21 et 22 des deux leviers 19 et 20 sont ici supportés par une pièce 32 de section en U,

tandis que les ressorts de rappel 28 et 30 prennent appui sous des plaquettes 33 et 34 vissées sur ladite pièce 32.

Comme le montre la fig. 3, le support tournant 7 est monté sur l'embase 6 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles avec butée à billes 35, d'un type connu. Dans le support tournant 7 sont insérées deux bagues 36 et 37, réalisant deux trous diamétralement opposés et aptes à venir en coïncidence avec les deux doigts de verrouillage 25 et 26.

En supposant que les doigts 25 et 26 sont initialement introduits dans ces deux trous, comme le montrent les fig. 2 et 3, on comprendra aisément qu'en tournant la manette de commande 12 suivant la flèche 38 on provoque le basculement du premier levier 16, qui, par l'intermédiaire de la pièce 18, fait pivoter les deux autres leviers 19 et 20 de manière que les doigts de verrouillage 25 et 26 sortent des trous du plateau tournant 7, les ressorts 28 et 30 étant comprimés. Le plateau 7 peut alors être librement tourné de 180°, et être à nouveau verrouillé par un mouvement inverse de la manette 12, les ressorts 28 et 30 assurant le retour des doigts 25 et 26 dans leur position de verrouillage.

La fig. 4 représente une machine pour l'exécution des centres aux extrémités d'une pièce allongée, également équipée du dispositif selon l'invention et pourvue d'un outil 1 d'axe horizontal. Le bâti de cette machine comporte des colonnes de guidage horizontales 2, le long desquelles est montée coulissante l'embase 6 du dispositif constituant elle-même le chariot et déplaçable à l'aide d'une première manette 5.

Sur l'embase 6 est monté le support tournant 7, dont l'axe de rotation 8 est ici vertical. Sur le support 7 est fixé le mandrin 10, dont les mors permettent de serrer la pièce 11 à usiner dans une position horizontale.

Des moyens pouvant être similaires à ceux précédemment décrits permettent, à partir d'une seconde manette 12, de verrouiller le support tournant 7 dans la position représentée et dans une position retournée de 180°, après rotation autour de l'axe 8 suivant la flèche 9. On réalise ainsi l'exécution des centres, dite aussi opération de pointage, aux deux extrémités d'une pièce 11 cylindrique dans l'exemple représenté, avant usinage au tour.

Ainsi, l'invention offre encore la possibilité de forage de plusieurs trous répartis sur la circonférence d'une pièce, ces trous étant rigoureusement en ligne grâce au procédé de retournement sans démontage de la pièce, et la possibilité d'alésage aux deux extrémités d'une pièce tabulaire, pour loger des roulements avec alignement parfait, toujours en retournant la pièce sans démontage. Enfin, dans le cas de l'application au pointage, l'invention permet d'exécuter des centres excentrés aux extrémités de pièces non seulement cylindriques, mais aussi de section carrée, rectangulaire, hexagonale ou autre, destinées à être usinées avec excentration, telles que des arbres à cames.

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2 feuilles dessins

Claims (9)

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1. Procédé pour le perçage de pièces à usiner, caractérisé en ce que la pièce à usiner est montée et serrée sur un support pouvant tourner autour d'un axe orthogonal à l'axe du perçage, est d'abord percée à une de ses extrémités, et est retournée par rotation de son support de 180° autour de son axe pour être percée à son autre extrémité, sans aucun démontage en cours d'opération.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce est percée suivant un axe vertical dans les deux positions du support tournant.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'on fait pivoter îe support de la pièce de 180° dès qu'il y a résistance à la pénétration de l'outil de perçage par suite de l'afflux de copeaux,

pour obtenir le débourrage automatique des copeaux, l'on opère alors le perçage du côté opposé et, dès que cela devient nécessaire, l'on fait à nouveau pivoter la pièce de 180°, pour poursuivre le perçage sur le premier côté, et ainsi de suite.

4. Dispositif destiné à la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, se montant sur une machine-outil, caractérisé en ce qu'il est constitué par une embase destinée à être fixée sur la machine-outil, par un support monté tournant sur l'embase et comportant des moyens de serrage de la pièce à usiner, et par des moyens aptes à verrouiller le support tournant sur l'embase dans au moins deux positions séparées par une rotation de 180°.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de rotation du support tournant sur l'embase est horizontal, et les deux positions de verrouillage du support tournant sont telles que la pièce à usiner soit en position verticale, de manière à pouvoir être percée suivant un axe vertical dans les deux positions du support tournant.

6. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'axe de rotation du support tournant sur l'embase est vertical, les deux positions de verrouillage du support étant telles que la pièce à usiner soit orientée suivant le même axe horizontal, pour permettre l'exécution de centres à ses deux extrémités.

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens aptes à verrouiller le support tournant sur l'embase dans une position telle que la pièce à usiner soit orientée transversalement à l'axe du perçage.

8. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que les moyens aptes à verrouiller le support tournant sur l'embase dans deux positions séparées par une rotation de 180° comprennent, montés sur l'embase, un axe portant une manette de commande et une came, un premier levier articulé autour d'un axe orthogonal au précédent, dont une extrémité est appuyée sur le profil de la came précitée et dont l'autre extrémité agit sur deux autres leviers symétriques en forme de fourchettes, d'axes parallèles à l'axe portant la came, et deux doigts de verrouillage déplaçables parallèlement à l'axe de rotation du support tournant, qui présentent chacun un épaulement contre lequel agit la fourchette correspondante, à l'encontre des moyens de rappel à ressort, ces deux doigts de verrouillage étant aptes à s'engager dans deux trous diamétralement opposés que présente le support tournant.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier levier agit sur les deux autres leviers en forme de fourchettes par l'intermédiaire d'une pièce prenant appui sur les extrémités de ces deux leviers.