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REVENDICATIONS
1. Machine-outil servant à usiner, par tournage, des surfaces non circulaires et non planes, comprenant un porte-piéce (3) sur lequel se fixe la pièce à usiner, à la fois rotatif et apte à se déplacer latéralement, dans toutes les directions, par rapport à son axe de rotation (4), en un mouvement de va-et-vient, et des moyens d'asservissement déterminant la position latérale dudit porte-pièce en fonclion de sa position angulaire, caractérisée par le fait que l'un des deux éléments - porte-pièce (3) et outil d'usinage (18)est monté de façon à pouvoir se déplacer longitudinalement, parallèlement à l'axe de rotation (4) du porte-pièce (3),
en un mouvement de va-etvient synchronisé avec la rotation dudit porte-pièce (3), de façon que la surface usinée soit à la fois non circulaire et non plane.
2. Machine-outil suivant la revendication 1, caractérisée par le t'ait que celui des deux éléments - porte-pièce (3) et outil d'usinage (18)-- qui est apte à effectuer un mouvement longitudinal de va-etvient est agencé de façon à effectuer un mouvement progressif transversal indépendant d'une part des déplacements latéraux du portepièce (3) fonction de sa position angulaire, et d'autre part de son mouvement longitudinal de va-et-vient.
3. Machine-outil suivant la revendication 2, caractérisée par le t'ait qu'elle comprend des moyens déterminant la position longitudinale. en fonction de sa position transversale, dudit élément (3 ou 18) agencé de façon à effectuer un mouvement progressif transversal.
4. Machine-outil suivant la revendication 3, caractérisée par le fait qu'elle comprend une coulisse transversale (9), un chariot trans versal ( 10) se déplaçant le long de ladite coulisse (9), une première coulisse longitudinale (12) ménagée sur ledit chariot transversal (10), un chariot longitudinal (13) se déplaçant sur ladite première coulisse longitudinale (12 > , une seconde coulisse longitudinale (15), ménagée rur ledit chariot longitudinal (13), et un coulisseau (16), portant un porte-outil (17). se déplaçant le long de ladite seconde coulisse longi tudinale (15).
5. Machine-outil suivant la revendication 4, caractérisée par le fait que ledit chariot transversal (10) est solidaire d'une touche (19) en appui longitudinal sur un gabarit fixe (20) déterminant la position du chariot longitudinal ( 13) en fonction de la position du chariot transversal (10).
6. Machine-outil suivant la revendication 4. caractérisée par le t'ait que le chariot longitudinal (13) porte deux cames superposées (30 et 31) tournant en synchronisme avec le porte-pièce (3), en contact chacune avec un galet (32, respectivement 33) monté rotativement sur le coulisseau (16), le tout de façon à produire les mouvements longitudinaux de va-et-vient de ce dernier.
La présente invention a pour objet une machine-outil servant à usiner. par tournage, des surfaces non circulaires et non planes, comprenant un porte-pièce sur lequel se fixe la pièce à usiner, à la fois rotatif et apte à se déplacer latéralement, dans toutes les directions. par rapport à son axe de rotation, en un mouvement de va-etvient. et des moyens d'asservissement déterminant la position laté rale dudit porte-pièce en fonction de sa position angulaire.
De telles machines-outils, comme aussi des appareils permettant d'effectuer de telles fonctions et qui se montent sur des machinesoutils. en particulier des tours, sont connus en soi (cf. par exemple le brevet suisse N0 604987 de la titulaire).
Dans de telles machines ou appareils, la trace de l'outil sur la pièce en travail est une ligne non circulaire inscrite dans un plan.
Une suite de ces lignes permet, par exemple, la réalisation des surfaces a'. a" et a"' de la pièce a des fig. 1 et 2 du dessin.
Le but de l'invention est de permettre la réalisation de surfaces telles que les surfaces b'. b' et b"' de la pièce b des fig. 3 et 4 du dessin. A cet effet. il t'aut que la trace de chaque passe de l'outil sur la pièce en travail soit une ligne non circulaire, mais inscrite dans une surface qui n'est pas plane, étant soit convexe soit concave.
Ce but est atteint grâce aux moyens définis dans la revendication 1.
Le dessin représente, à titre d'exemple, mises à part les fig. I et 2 qui illustrent les pièces réalisables à l'aide des machines connues et les fig. 3 et 4 qui illustrent les pièces réalisables à l'aide de la machine suivant l'invention, une forme d'exécution de l'objet de celle-ci.
La fig. 5 est une vue en perspective d'une partie d'une machineoutil.
La fig. 6 en est une coupe schématique, passant par la ligne VI
VI de la fig. 5, à plus grande échelle.
La fig. 7 est une vue latérale de devant de cette machine, à plus grande échelle.
La fig. 8 en est une vue latérale de derrière, à l'échelle de la fig. 7.
La fig. 9 en est une vue en plan, de dessus, à l'échelle des fig. 7 et 8.
La machine-outil représentée comprend un bâti 1 portant une poupée 2 munie d'un quill 3 à l'extrémité duquel se fixe la pièce à usiner, non représentée. Ce quill 3, dont l'axe, désigné par 4, est parallèle à la direction longitudinale de la machine, est agencé de façon à pouvoir effectuer à la fois un mouvement rotatif, indiqué par la flèche 5, et un déplacement latéral par rapport à son axe, dans toute direction, indiqué par la flèche ondulée 6; la position latérale de ce quill est fonction de sa position angulaire.
Les dispositions constructives qui permettent ce mode de fonctionnement ne seront pas exposées ici en détail, étant connues en soi et figurant de façon explicite par exemple dans le brevet suisse
No 604987.
La machine comprend un banc fixe 7 placé sur le bâti 1, dans le prolongement de la poupée 2, sur lequel vient se placer, réglable en position longitudinale, un bâti 8 présentant une coulisse 9 transversale par rapport à l'axe longitudinal 4 de la machine. Un chariot transversal 10 est porté par cette coulisse 9, ses déplacements transversaux étant commandés hydrauliquement par un cylindre pilote 11 (fig. 5).
Le chariot transversal 10 présente une première coulisse longitùdinale 12 sur laquelle est monté, en porte à faux, un chariot longitudinal 13 dont les déplacements sont commandés pneumatiquement par un cylindre pilote 14 (fig. 5). Le chariot longitudinal 13 présente une seconde coulisse longitudinale, désignée par 15, sur laquelle est monté un coulisseau 16 reposant sur une saillie 13a du chariot 13, et sur lequel est fixé un porte-outil 17 portant un burin de coupe 18 (fig. 7 et 9).
Le chariot longitudinal 13 porte une touche 19 (fig. 9) maintenue en contact; sous l'effet de la pression exercée sur ce chariot par le cylindre pilote 14, avec un gabarit fixe 20. Dans l'exemple repré senté. ce gabarit présente un simple plan incliné, désigné par 21, disposé transversalement par rapport à l'axe longitudinal 4 de la machine. Il résulte de cet agencement que la position longitudinale du chariot 13 est fonction de la position latérale du chariot 10 puisque, plus ce dernier se déplace latéralement dans la direction de la flèche 22 (fig. 9), plus le chariot longitudinal 13 recule longitudinalement dans la direction de la fléchie 23.
Quant au coulisseau 16, il est destiné à effectuer, sur le chariot 13, un mouvement longitudinal de va-et-vient indiqué par la flèche 24 de la fig. 9. Pour la commande de ce mouvement, synchronisé avec la rotation du quill 3, le chariot longitudinal 13 porte un axe vertical 25 muni, à son extrémité inférieure, d'une poulie 26 entraînée par une courroie crantée 27, par l'extrémité 28a, crantée également, d'un flexible 28, du type Bowden, traversant une gaine souple 29, et qui est entraîné par le quill 3.
L'arbre 25 porte, à son extrémité supérieure, deux cames superposées 30 et 31 dont la première est en contact avec un galet 32 monté rotativement sur une plaque 33 solidaire du coulisseau 16 et dont la seconde est en contact avec un galet 34 également monté rotativement sur la plaque 33, ces deux galets 32 et 34 étant diamétralement opposés par rapport à l'axe de l'arbre 25. Il est à remarquer que cet arbre traverse une ou
verdure allongée 35, représentée en pointillés à la fig. 9, ménagée dans la plaque 33, ce qui permet le mouvement de va-et-vient du coulisseau 16 commandé par la rotation des cames 30 et 31 en contact, respectivement, avec les galets 32 et 34.
La machine décrite et représentée permet donc la réalisation de surfaces non circulaires et non planes puisque non seulement la pièce en travail se déplace latéralement, en un mouvement de va-et-vient, en même temps qu'elle tourne sur elle-même, ces deux mouvements étant synchronisés, mais encore l'outil de coupe effectue un mouvement longitudinal de va-et-vient, en synchronisme avec la rotation de la pièce en travail, tout en effectuant les déplacements continus transversaux qui doivent l'éloigner ou la rapprocher progressivement du centre de la pièce, au fur et à mesure de l'usinage, et longitudinaux qui doivent progressivement l'éloigner ou la rapprocher longitudinalement de la surface en travail.
Les déplacements continus longitudinaux de l'outil de coupe, commandés par le gabarit 20, déterminent le profil instantané de la surface réalisée, c'est-à-dire la forme de toute coupe radiale de la surface en travail, alors que les mouvements longitudinaux de va-etvient de l'outil réalisent les variations de ce profil selon la position angulaire du plan radial par lequel passe la coupe, variations dues au fait que la surface n'est pas de révolution.
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CLAIMS
1. Machine tool used to machine, by turning, non-circular and non-planar surfaces, comprising a workpiece holder (3) on which the workpiece is fixed, both rotary and able to move laterally, in all the directions, with respect to its axis of rotation (4), in a back-and-forth movement, and control means determining the lateral position of said workpiece in function of its angular position, characterized in that one of the two elements - workpiece carrier (3) and machining tool (18) is mounted so as to be able to move longitudinally, parallel to the axis of rotation (4) of the workpiece carrier (3),
in a reciprocating movement synchronized with the rotation of said workpiece carrier (3), so that the machined surface is both non-circular and non-planar.
2. Machine tool according to claim 1, characterized by the fact that that of the two elements - workpiece carrier (3) and machining tool (18) - which is capable of effecting a longitudinal reciprocating movement is arranged so as to carry out a transverse progressive movement independent on the one hand of the lateral displacements of the workpiece carrier (3) as a function of its angular position, and on the other hand of its longitudinal reciprocating movement.
3. Machine tool according to claim 2, characterized by the fact that it comprises means determining the longitudinal position. as a function of its transverse position, of said element (3 or 18) arranged so as to effect a transverse progressive movement.
4. Machine tool according to claim 3, characterized in that it comprises a transverse slide (9), a transverse carriage (10) moving along said slide (9), a first longitudinal slide (12) formed on said transverse carriage (10), a longitudinal carriage (13) moving on said first longitudinal slide (12>, a second longitudinal slide (15), arranged in rural said longitudinal carriage (13), and a slide (16), carrying a tool holder (17) moving along said second long tudinal slide (15).
5. Machine tool according to claim 4, characterized in that said transverse carriage (10) is integral with a key (19) in longitudinal support on a fixed template (20) determining the position of the longitudinal carriage (13) in depending on the position of the transverse carriage (10).
6. Machine tool according to claim 4. characterized in that the longitudinal carriage (13) carries two superimposed cams (30 and 31) rotating in synchronism with the workpiece carrier (3), each in contact with a roller (32, respectively 33) rotatably mounted on the slide (16), the whole so as to produce the longitudinal movements back and forth of the latter.
The present invention relates to a machine tool for machining. by turning, non-circular and non-planar surfaces, comprising a workpiece holder on which the workpiece is fixed, both rotatable and able to move laterally, in all directions. relative to its axis of rotation, in a reciprocating movement. and servo means determining the lateral position of said workpiece holder as a function of its angular position.
Such machine tools, as also devices allowing to perform such functions and which are mounted on machine tools. in particular towers, are known per se (cf. for example the Swiss patent N0 604987 of the holder).
In such machines or apparatus, the trace of the tool on the workpiece is a non-circular line inscribed in a plane.
A series of these lines allows, for example, the production of surfaces a '. a "and a" 'of the part has figs. 1 and 2 of the drawing.
The object of the invention is to allow the production of surfaces such as surfaces b '. b 'and b "' of the part b of figs. 3 and 4 of the drawing. For this purpose. you need that the trace of each pass of the tool on the work piece is a non-circular line, but inscribed in a surface that is not flat, being either convex or concave.
This object is achieved by the means defined in claim 1.
The drawing represents, by way of example, apart from FIGS. I and 2 which illustrate the parts which can be produced using known machines and FIGS. 3 and 4 which illustrate the parts that can be produced using the machine according to the invention, an embodiment of the object thereof.
Fig. 5 is a perspective view of part of a machine tool.
Fig. 6 is a schematic section thereof, passing through line VI
VI of fig. 5, on a larger scale.
Fig. 7 is a side front view of this machine, on a larger scale.
Fig. 8 is a side view from behind, on the scale of FIG. 7.
Fig. 9 is a plan view, from above, on the scale of FIGS. 7 and 8.
The machine tool shown comprises a frame 1 carrying a headstock 2 provided with a keel 3 at the end of which the workpiece is fixed, not shown. This quill 3, the axis of which, designated by 4, is parallel to the longitudinal direction of the machine, is arranged so as to be able to carry out both a rotary movement, indicated by arrow 5, and a lateral movement relative to its axis, in any direction, indicated by the wavy arrow 6; the lateral position of this quill is a function of its angular position.
The constructive provisions which allow this mode of operation will not be explained here in detail, being known per se and appearing explicitly for example in the Swiss patent.
No 604987.
The machine comprises a fixed bench 7 placed on the frame 1, in the extension of the headstock 2, on which is placed, adjustable in longitudinal position, a frame 8 having a slide 9 transverse to the longitudinal axis 4 of the machine. A transverse carriage 10 is carried by this slide 9, its transverse movements being hydraulically controlled by a pilot cylinder 11 (fig. 5).
The transverse carriage 10 has a first longitudinal slide 12 on which is mounted, cantilevered, a longitudinal carriage 13 whose movements are pneumatically controlled by a pilot cylinder 14 (fig. 5). The longitudinal carriage 13 has a second longitudinal slide, designated by 15, on which is mounted a slide 16 resting on a projection 13a of the carriage 13, and on which is fixed a tool holder 17 carrying a cutting chisel 18 (fig. 7 and 9).
The longitudinal carriage 13 carries a button 19 (fig. 9) held in contact; under the effect of the pressure exerted on this carriage by the pilot cylinder 14, with a fixed template 20. In the example shown. this template has a simple inclined plane, designated by 21, arranged transversely to the longitudinal axis 4 of the machine. It follows from this arrangement that the longitudinal position of the carriage 13 is a function of the lateral position of the carriage 10 since, the more the latter moves laterally in the direction of the arrow 22 (fig. 9), the more the longitudinal carriage 13 moves longitudinally in the direction of the inflected 23.
As for the slide 16, it is intended to perform, on the carriage 13, a longitudinal back-and-forth movement indicated by the arrow 24 of FIG. 9. For controlling this movement, synchronized with the rotation of the keel 3, the longitudinal carriage 13 carries a vertical axis 25 provided, at its lower end, with a pulley 26 driven by a toothed belt 27, by the end 28a , also notched, with a flexible 28, of the Bowden type, passing through a flexible sheath 29, and which is driven by the keel 3.
The shaft 25 carries, at its upper end, two superimposed cams 30 and 31, the first of which is in contact with a roller 32 rotatably mounted on a plate 33 integral with the slide 16 and the second of which is in contact with a roller 34 also mounted rotating on the plate 33, these two rollers 32 and 34 being diametrically opposite with respect to the axis of the shaft 25. It should be noted that this shaft passes through one or
elongated green 35, shown in dotted lines in FIG. 9, formed in the plate 33, which allows the back and forth movement of the slide 16 controlled by the rotation of the cams 30 and 31 in contact, respectively, with the rollers 32 and 34.
The machine described and shown therefore allows the realization of non-circular and non-planar surfaces since not only the workpiece moves laterally, in a back and forth movement, at the same time as it rotates on itself, these two movements being synchronized, but still the cutting tool performs a longitudinal movement back and forth, in synchronism with the rotation of the workpiece, while performing continuous transverse movements which must move it away or bring it gradually from the center of the workpiece, as and when machining, and longitudinal ones which must gradually move it away or bring it longitudinally closer to the working surface.
The continuous longitudinal movements of the cutting tool, controlled by the template 20, determine the instantaneous profile of the surface produced, that is to say the shape of any radial cut of the surface in work, while the longitudinal movements back and forth from the tool carry out the variations of this profile according to the angular position of the radial plane through which the cut passes, variations due to the fact that the surface is not of revolution.