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REVENDICATIONS
1. Tour automatique à décolleter des pièces longues. caractérisé en ce qu'il comprend une poupée fixe (4) sur un banc (1) présentant une glissière (8). des outils (21) montés sur un traînard (9) mobile le long de cette glissière et un canon de guidage (24) entre la poupée (4) et les outils (21), et en ce que le canon de guidage (24) est monté dans une lunette (25). qui est guidée par la glissière (8) et qui est reliée au traînard (9) par un accouplement débrayable (26, 30).
2. Tour automatique selon la revendication I, caractérisé en ce qu'une glissière transversale (12) est formée sur le traînard (9) et en ce que deux chariots (13, 14) sont montés sur la glissière transversale (12), de part et d'autre de l'axe du canon de guidage (24).
3. Tour automatique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le traînard (9) et les deux chariots (13, 14) sont commandés par un ordinateur au moyen de moteurs (17. 18) entraînant des vis à billes (15, 16).
4. Tour automatique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que chaque chariot (13, 14) porte une tourelle (19,20) garnie d'un groupe d'outils (21) capables d'évoluer avec la tourelle autour d'un axe parallèle à celui du canon de guidage (24).
5. Tour automatique selon la revendication I. caractérisé par deux bras basculant autour d'axes parallèles à celui de la poupée (4) et tourillonnée sur le traînard (9), au voisinage du banc (1) du tour, respectivement au-devant et en arrière de l'axe de la poupée (4), chacun desdits bras portant une tourelle (19, 20) garnie d'un groupe d'outils (21) capables d'évoluer avec la tourelle autour d'un axe parallèle à celui du canon de guidage (24), et en ce que ces bras sont commandés par un ordinateur au-moyen de moteurs (17, 18) entraînant des cames.
6. Tour automatique selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par une contre-pointe (35) montée dans un bâti (32) ajustable le long de la glissière (8) du banc (1).
L'invention vise à créer un tour automatique à décolleter des pièces longues, qui permette d'effectuer des opérations d'usinage sur une partie déjà usinée de la pièce, avant de la séparer de la barre de matière, et cela, dans la mesure du possible, par commande numérique du tour. Il arrive, en effet, assez fréquemment que de telles opérations doivent être exécutées, plus spécialement sur des pièces dont le diamètre est supérieur à dix millimètres.
Depuis plusieurs décennies, les pièces longues sont usinées sur des tours à poupée mobile. Avant de tronçonner de la barre de matière la pièce en cours d'usinage,-ces tours ne permettent toutefois pas. par exemple, d'effectuer des perçages transversaux ou des tournages de finition. de tailler des gorges ou des rainures, de peigner des filets au burin avec la précision habituelle, dans des parties déjà usinées, relativement longues. La poupée ne peut, en effet, pas reculer avec la barre de matière, car la partie déjà usinée, qui rentrerait dans le canon de guidage, ne serait plus tenue par ce dernier.
D'autre part, une contre-pointe ne constituerait qu'une solution bancale. Il faudrait, en effet, éloigner de leur plaque de support les outils effectuant de telles opérations, ce qui entraînerait une nouvelle source d'imprécisions dues au porte-à-faux de ces outils.
Pour éviter un travail en reprise, occupant au moins une machine supplémentaire et requérant le nettoyage des pièces avant la reprise ainsi que leur chargement sur cette nouvelle machine, les tours à poupée mobile ont été équipés d'une seconde station d'usinage et d'un transporteur amenant les pièces tronçonnées de la barre de matière dans la station principale, depuis cette station jusque dans la station secondaire. Outre le fait que ces tours sont compliqués et que leur mise en train est laborieuse et délicate, la possibilité de remplacer leur commande mécanique par une commande numérique est aléatoire.
Dans le passé, un autre type de tour que celui à poupée mobile avait été créé pour usiner des pièces longues. celui du système d'Offenbach. Ce type de tour a toutefois été abandonné au profit des tours à poupée mobile. notablement plus précis, ainsi que le rappelle
Helmut Jigger dans l'ouvrage Drehautomaten , page 60, publié en 1967. aux Editions Carl Hanser à Munich.
Cet ancien tour n'aurait d'ailleurs pas non plus résolu le problème posé car. en reculant le traînard avec les outils. dans l'idée d'effectuer des opérations d'usinage sur une partie de la pièce tournée précédemment, on aurait aussi fait tomber le canon de guidage sur cette partie de diamètre plus petit que la barre de matière. puisque. dans les tours du système d'Offenbach, ce canon est monté sur le traînard.
La revendication I définit cependant un tour qui permet de résoudre le problème indiqué au début. Ainsi un tour du système d'Offenbach est aussi précis qu'un tour à poupée mobile et permet d'obtenir le résultat recherché, grâce à une modification aisée à réaliser.
Il suffit, en effet, que la lunette portant le canon de guidage soit indépendante et non plus une partie du bâti du traînard. Pour effectuer alors des opérations d'usinage en un endroit quelconque d'une partie qui a été tournée en faisant avancer le traînard et le canon de guidage contre la poupée du tour. l'accouplement reliant la lunette portant le canon de guidage au traînard est débrayé. Cela permet de faire reculer le traînard seul, jusque dans la ou les positions voulues le long de cette partie déjà décolletée. La lunette portant le canon de guidage reste, en effet, dans la position qu'elle a atteinte à la fin du décolletage de ladite partie, de sorte que le canon de guidage continue de tenir fermement la barre de matière. Quand les opérations d'usinage sur cette partie sont terminées, le traînard est avancé à nouveau.
Il rejoint alors la lunette portant le canon de guidage, au plus tard lors du tronçonnage, ce qui permet à l'accouplement aménagé entre ces deux organes de réembrayer.
Les formes spéciales d'exécution définies par la revendication 2 ont l'avantage de permettre à un outil de l'un des chariots de travailler en même temps qu'un outil de l'autre chariot, sans risque d'accrochage entre ces deux outils.
La commande du traînard et de ses deux chariots à l'aide de vis à billes, comme le définit la revendication 3, assure des déplacements très précis de ces organes. De plus, elle se prête très bien à une commande numérique.
Le tour défini par la revendication 4 a l'avantage de permettre un grand nombre d'opérations d'usinage différentes, c'est-à-dire de terminer des pièces relativement compliquées avant de les séparer de la barre de matière.
La contre-pointe définie par la revendication 5 permet, enfin, d'effectuer des opérations d'usinage sur des parties décolletées, relativement longues.
Une forme d'exécution du tour automatique selon l'invention est représentée schématiquement et à simple titre d'exemple non limitatif au dessin, dans lequel:
la fig. I en est une vue en élévation, avec certaines parties en coupe, et
la fig. 2 une vue en plan.
Le tour représenté comprend un banc 1. qui fait partie d'un bâti 2. monté lui-même sur un socle 3. Une poupée 4 est également fixée au socle 3. Elle est destinée à entraîner en rotation des barres de matière (non représentées) par l'intermédiaire d'une pince de serrage 5 se trouvant à l'extrémité d'une broche rotative 6. Cette dernière est elle-même entraînée en rotation au moyen d'une courroie 7, à partir d'un moteur à vitesse variable (non représenté), qui est logé de façon traditionnelle dans le socle 3. La pince 5 s'ouvre après le tronçonnage de chaque pièce, afin de laisser avancer la barre de matière d'une longueur suffisante pour l'usinage d'une nouvelle pièce.
Le banc 1 présente une saillie longitudinale de section en queue d'aronde. constituant une glissière 8, sur laquelle un traînard 9 est mobile sous l'action d'une vis à billes 10 entraînée par un moteur 11.
Une même saillie en queue d'aronde. perpendiculaire à l'axe de la poupée et constituant une glissière 12, est formée sur le traînard 9
pour guider deux chariots indépendants l'un de l'autre 13, 14 et disposés de part et d'autre de l'axe de la poupée 4. Les déplacements de ces chariots sont aussi engendrés par des vis à billes 15, 16, entrainées par des moteurs 17, 18. Les moteurs 11, 17, 18 peuvent être à courant continu ou triphasé, ou des moteurs pas à pas. Ils sont actionnés par un dispositif à commande numérique (non représenté) selon un programme déterminé en fonction de la pièce à produire.
Chacun des deux chariots 13. 14 porte une tourelle 19, 20, qui peut évoluer par quarts de tour autour d'un axe parallèle à celui de la poupée 4, afin d'amener successivement en position de travail chacun des quatre outils 21 dont elle est garnie. Ceux-ci peuvent être des burins, des mèches de centrage, des forets. des fraises, des tarauds, des alésoirs, etc., selon la forme de la pièce à produire. Certains de ces outils peuvent être entraînés en rotation par des moteurs. Un plus grand nombre d'outils pourrait naturellement être prévu sur ces tourelles. Celles-ci évolueraient alors à chaque pas d'une fraction de tour correspondant au nombre d'outils dont elles seraient garnies.
De préférence, les tourelles 19, 20 sont montées de façon amovible sur les chariots 13, 14, de manière à pouvoir être remplacées au besoin par d'autres porte-outils, permettant par exemple d'orienter des outils dans une direction oblique par rapport à l'axe de la poupée. L'évolution des tourelles 19, 20 est assurée par des moteurs qui sont logés dans des cages 22, 23, et qui sont aussi actionnés par le dispositif de commande numérique associé au tour.
Dans une version simplifiée du tour, la glissière 12 et les chariots
13, 14 pourraient être supprimés. Dans ce cas, les tourelles 19, 20 seraient montées à l'extrémité de bras basculant chacun autour d'un axe tourillonné sur le traînard 9, les axes de ces bras, parallèles à celui de la poupée 4, étant disposés au-dessous de ce dernier, respectivement au-devant et en arrière de celui-ci, au voisinage du banc 1.
Le basculement des bras portant les tourelles 19, 20 serait alors commandé par des cames actionnées à l'instar des vis à billes 15, 16 par des moteurs semblables aux moteurs 17, 18.
La barre de matière en travail est tenue à proximité du champ de travail des outils par un canon de guidage 24, qui est rotatif et pourrait même, au besoin, être synchronisé avec la broche 6 ou, au contraire, être fixe. Une lunette 25 montée coulissante sur la glissière 8 porte le canon 24. Le bâti de la lunette 25 porte également un goujon 26 qui assure normalement la liaison du bâti de cette lunette à celui du traînard 9. A cet effet, l'extrémité du goujon 26 pénètre dans une forure 27 du bâti du traînard 9, où elle est retenue par l'extrémité d'une tige 28, dont l'extrémité est engagée dans une encoche 29 formée dans le goujon 26. La tige 28 est solidaire d'un piston 30 qui coulisse dans une forure 31 du bâti du traînard, qui fait office de cylindre pneumatique ou hydraulique.
D'autres mécanismes de liaison amovible pourraient évidemment être prévus entre les bâtis de la lunette 25 et du traînard 9.
Le dispositif d'encliquetage constitué par le goujon 26 et la tige 28 permet de déconnecter le bâti de la lunette 25 de celui du traînard 9. Il suffit pour cela d'injecter un fluide sous pression dans la forure 31, au-dessus du piston 30. Cette opération est aussi déclenchée par le dispositif de commande numérique du tour. Après ce déclenchement, le traînard 9 peut être éloigné de la poupée 4 sans entraîner le bâti de la lunette 25 et par conséquent le canon 24 avec lui. Les outils 21 peuvent alors effectuer des opérations d'usinage en n'importe quel endroit voulu, situé le long d'une partie de la pièce en cours d'usinage, qui a été tournée précédemment. Quant au canon 24, il reste dans la position où il était parvenu à la fin dudit tournage: il se trouve donc sur une partie de la barre de matière qui n'a pas encore été soumise à des opérations d'usinage.
Il tient par conséquent cette barre normalement.
Le tour représenté comprend encore un bâti 32, qui peut être déplacé le long du banc 1 et immobilisé en n'importe quel endroit de celui-ci à l'aide d'une manette 33. Une broche coulissante 34, située dans l'axe de la poupée 4, est montée dans le bâti 32; elle porte une contre-pointe 35. Cette dernière peut être amenée contre l'extrémité de la pièce en cours d'usinage afin de la soutenir, si la partie tournée, le long de laquelle des opérations d'usinage doivent être effectuées, est relativement longue par rapport à son diamètre et risquerait par conséquent de fléchir sous une pression transversale exercée par les outils.
Lorsque les opérations d'usinage le long de ladite partie tournée de la pièce en cours d'usinage sont terminées, celles des parties suivantes de cette pièce sont entreprises. A cet effet, le traînard 9 doit naturellement être rapproché de la poupée 4. Au cours de ce déplacement, il rejoint d'abord le bâti de la lunette 25, de sorte que l'encliquetage 26, 28 peut à nouveau être enclenché. A partir de ce moment-là, le canon 24 accompagne derechef le traînard dans ses déplacements.
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CLAIMS
1. Automatic lathe for turning long pieces. characterized in that it comprises a fixed headstock (4) on a bench (1) having a slide (8). tools (21) mounted on a slider (9) movable along this slide and a guide gun (24) between the headstock (4) and the tools (21), and in that the guide gun (24) is mounted in a telescope (25). which is guided by the slide (8) and which is connected to the carrier (9) by a disengageable coupling (26, 30).
2. Automatic lathe according to claim I, characterized in that a transverse slide (12) is formed on the carrier (9) and in that two carriages (13, 14) are mounted on the transverse slide (12), on either side of the axis of the guide barrel (24).
3. Automatic lathe according to claim 2, characterized in that the laggard (9) and the two carriages (13, 14) are controlled by a computer by means of motors (17. 18) driving ball screws (15, 16 ).
4. Automatic lathe according to claim 2 or 3, characterized in that each carriage (13, 14) carries a turret (19,20) furnished with a group of tools (21) capable of moving with the turret around d 'an axis parallel to that of the guide barrel (24).
5. Automatic lathe according to claim I. characterized by two arms rocking about axes parallel to that of the headstock (4) and journalled on the stroller (9), in the vicinity of the bench (1) of the lathe, respectively in front and behind the axis of the headstock (4), each of said arms carrying a turret (19, 20) furnished with a group of tools (21) capable of moving with the turret around an axis parallel to that of the guide barrel (24), and in that these arms are controlled by a computer by means of motors (17, 18) driving cams.
6. Automatic lathe according to one of the preceding claims, characterized by a tailstock (35) mounted in a frame (32) adjustable along the slide (8) of the bench (1).
The invention aims to create an automatic lathe for turning long parts, which makes it possible to carry out machining operations on an already machined part of the part, before separating it from the bar of material, and this, to the extent possible, by numerical control of the tour. It happens, indeed, quite frequently that such operations must be carried out, more especially on parts whose diameter is greater than ten millimeters.
For several decades, long parts have been machined on sliding headstock lathes. Before cutting the workpiece from the material bar, these turns do not, however. for example, to carry out transverse holes or to finish turning. to cut grooves or grooves, to comb nets with a chisel with the usual precision, in already machined, relatively long parts. The doll cannot, in fact, move back with the material bar, because the already machined part, which would enter the guide barrel, would no longer be held by the latter.
On the other hand, a tailstock would only be a flawed solution. Tools carrying out such operations should be moved away from their support plate, which would lead to a new source of inaccuracies due to the overhang of these tools.
To avoid rework work, occupying at least one additional machine and requiring parts to be cleaned before reworking and their loading onto this new machine, the mobile headstock lathes were equipped with a second machining station and a conveyor bringing the cut pieces of the material bar into the main station, from this station to the secondary station. Besides the fact that these towers are complicated and that their start-up is laborious and delicate, the possibility of replacing their mechanical control by a numerical control is random.
In the past, a different type of lathe than that with movable head had been created to machine long parts. that of the Offenbach system. This type of tower has however been abandoned in favor of sliding headstock towers. significantly more precise, as recalled
Helmut Jigger in the book Drehautomaten, page 60, published in 1967. at the Editions Carl Hanser in Munich.
This old tower would also not have solved the problem posed because. pulling back the stroller with the tools. in the idea of carrying out machining operations on a part of the part previously turned, one would also have dropped the guide barrel on this part of diameter smaller than the bar of material. since. in the towers of the Offenbach system, this gun is mounted on the laggard.
Claim I however defines a trick which makes it possible to solve the problem indicated at the beginning. Thus a tour of the Offenbach system is as precise as a traveling headstock lathe and allows the desired result to be obtained, thanks to an easy modification to be carried out.
It suffices, in fact, that the telescope carrying the guide barrel is independent and no longer a part of the frame of the straggler. To then carry out machining operations at any location on a part which has been turned by advancing the strut and the guide barrel against the headstock of the lathe. the coupling connecting the telescope carrying the guide barrel to the laggard is disengaged. This allows the stroller to be rolled back alone, to the desired position or positions along this already turned part. The telescope carrying the guide barrel remains, in fact, in the position it has reached at the end of the turning of said part, so that the guide barrel continues to hold the material bar firmly. When the machining operations on this part are finished, the laggard is advanced again.
It then joins the telescope carrying the guide barrel, at the latest during cutting-off, which allows the coupling arranged between these two members to re-engage.
The special embodiments defined by claim 2 have the advantage of allowing a tool from one of the carriages to work at the same time as a tool from the other carriage, without risk of catching between these two tools. .
The control of the stroller and its two carriages using ball screws, as defined in claim 3, ensures very precise movements of these members. In addition, it lends itself very well to digital control.
The lathe defined by claim 4 has the advantage of allowing a large number of different machining operations, that is to say of finishing relatively complicated parts before separating them from the material bar.
The tailstock defined by claim 5 makes it possible, finally, to carry out machining operations on relatively long, turned parts.
An embodiment of the automatic lathe according to the invention is shown schematically and simply by way of non-limiting example in the drawing, in which:
fig. I is a view in elevation, with certain parts in section, and
fig. 2 a plan view.
The lathe shown comprises a bench 1. which is part of a frame 2. itself mounted on a base 3. A headstock 4 is also fixed to the base 3. It is intended to drive in rotation bars of material (not shown ) by means of a collet 5 located at the end of a rotary spindle 6. The latter is itself driven in rotation by means of a belt 7, from a speed motor variable (not shown), which is traditionally housed in the base 3. The clamp 5 opens after the cutting of each piece, in order to allow the material bar to advance sufficiently for the machining of a new room.
The bench 1 has a longitudinal projection of dovetail section. constituting a slide 8, on which a slider 9 is movable under the action of a ball screw 10 driven by a motor 11.
The same dovetail projection. perpendicular to the axis of the headstock and constituting a slide 12, is formed on the stringer 9
to guide two carriages independent of each other 13, 14 and arranged on either side of the axis of the headstock 4. The displacements of these carriages are also generated by ball screws 15, 16, driven by motors 17, 18. The motors 11, 17, 18 can be direct current or three-phase, or stepping motors. They are actuated by a numerically controlled device (not shown) according to a program determined according to the part to be produced.
Each of the two carriages 13. 14 carries a turret 19, 20, which can move in quarter turns around an axis parallel to that of the headstock 4, in order to bring successively into the working position each of the four tools 21 of which it is stocked. These can be chisels, centering bits, drills. milling cutters, taps, reamers, etc., depending on the shape of the workpiece. Some of these tools can be rotated by motors. More tools could naturally be provided on these turrets. These would then evolve at each step by a fraction of a turn corresponding to the number of tools with which they would be fitted.
Preferably, the turrets 19, 20 are removably mounted on the carriages 13, 14, so that they can be replaced if necessary by other tool holders, allowing for example to orient tools in an oblique direction relative to to the axis of the doll. The evolution of the turrets 19, 20 is ensured by motors which are housed in cages 22, 23, and which are also actuated by the digital control device associated with the lathe.
In a simplified version of the lathe, the slide 12 and the carriages
13, 14 could be deleted. In this case, the turrets 19, 20 would be mounted at the end of the arms each rocking around an axis journalled on the strut 9, the axes of these arms, parallel to that of the headstock 4, being arranged below the latter, respectively in front of and behind it, in the vicinity of the bench 1.
The tilting of the arms carrying the turrets 19, 20 would then be controlled by cams actuated like ball screws 15, 16 by motors similar to the motors 17, 18.
The working material bar is held near the working field of the tools by a guide barrel 24, which is rotary and could even, if necessary, be synchronized with the spindle 6 or, on the contrary, be fixed. A telescope 25 mounted sliding on the slide 8 carries the barrel 24. The frame of the telescope 25 also carries a stud 26 which normally ensures the connection of the frame of this telescope to that of the strut 9. For this purpose, the end of the stud 26 enters a hole 27 in the frame of the stringer 9, where it is retained by the end of a rod 28, the end of which is engaged in a notch 29 formed in the stud 26. The rod 28 is integral with a piston 30 which slides in a bore 31 of the frame of the stringer, which acts as a pneumatic or hydraulic cylinder.
Other removable connection mechanisms could obviously be provided between the frames of the telescope 25 and the stringer 9.
The latching device constituted by the stud 26 and the rod 28 enables the frame of the bezel 25 to be disconnected from that of the strut 9. It is sufficient for this to inject a pressurized fluid into the bore 31, above the piston 30. This operation is also triggered by the digital lathe control device. After this triggering, the stringer 9 can be moved away from the headstock 4 without driving the frame of the telescope 25 and consequently the barrel 24 with it. The tools 21 can then carry out machining operations at any desired location, situated along a part of the part being machined, which has been previously turned. As for the barrel 24, it remains in the position where it had reached the end of said turning: it is therefore on a part of the material bar which has not yet been subjected to machining operations.
He therefore holds this bar normally.
The tower shown also includes a frame 32, which can be moved along the bench 1 and immobilized at any point thereof using a lever 33. A sliding spindle 34, located in the axis of the headstock 4, is mounted in the frame 32; it carries a tailstock 35. The latter can be brought against the end of the part being machined in order to support it, if the turned part, along which machining operations must be carried out, is relatively long in relation to its diameter and would therefore risk bending under transverse pressure exerted by the tools.
When the machining operations along said turned part of the part being machined are completed, those of the following parts of this part are undertaken. For this purpose, the stringer 9 must naturally be brought closer to the headstock 4. During this movement, it first joins the frame of the telescope 25, so that the snap-fastening 26, 28 can again be engaged. From this moment, the barrel 24 again accompanies the laggard in its movements.