CH685378A5 - Dispositif de compensation des masses pour tête porte-outil rotative. - Google Patents

Dispositif de compensation des masses pour tête porte-outil rotative. Download PDF

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CH685378A5 CH2864/94A CH286494A CH685378A5 CH 685378 A5 CH685378 A5 CH 685378A5 CH 2864/94 A CH2864/94 A CH 2864/94A CH 286494 A CH286494 A CH 286494A CH 685378 A5 CH685378 A5 CH 685378A5
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Description

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Description
La présente invention concerne un dispositif de compensation des masses pour tête porte-outil rotative, notamment tête d'alésage comprenant un corps principal cylindrique, un flasque assemblé au corps cylindrique, des moyens de guidage et une traverse déplaçable pour le déplacement radial du porte-outil.
Sont connues des têtes d'alésage rotatives fixées sur la broche principale d'une machine-outil, pour lesquelles le centre de gravité du porte-outil déplaçable radialement coïncide avec l'axe de rotation de la tête d'alésage seulement à une seule position. Ainsi, il est connu que lorsque le porte-outil est déplacé radialement le centre de gravité se déplace par rapport à l'axe de rotation et la tête et l'outil se trouvent dans une position de déséquilibre. Ce déséquilibre augmente au fur et à mesure que le porte-outil se déplace radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe de rotation de la tête. Les vibrations qui en résultent par le manque d'équilibre, portent préjudice à la précision de la finition des alésages lors de l'usinage et ont amenés les techniciens à utiliser des dispositifs d'équilibrage.
Depuis que la précision de l'alésage est de l'ordre du micron et que la rotation des actuelles têtes d'alésages atteint des niveaux extrêmement élevés, tout déséquilibre même minuscule conduit à une perte de qualité du travail d'usinage qui est soumis à des tolérances de l'ordre de millièmes de mm.
On a essayé dans le passé de remédier à ce déséquilibre par l'utilisation des contrepoids. Néanmoins, les solutions retenues n'ont pas permis d'atteindre un niveau de précision suffisant.
La présente invention a pour objectif de proposer un dispositif pour la compensation des masses applicable spécialement à une tête rotative d'alésage éliminant complètement le problème dû à un déséquilibre des parties déplaçables d'une tête d'alésage, et permettant de faire face à chaque situation.
Un autre objectif de la présente invention est de proposer un dispositif de compensation des masses applicable à une tête d'alésage rotative permettant d'être incorporé dans une tête d'alésage indépendamment des moyens utilisés pour le déplacement radial du porte-outil.
Le dispositif selon l'invention est caractérisé par le fait qu'il comprend des contrepoids annulaires supportant des masses le long d'une partie de la couronne circulaire desdits contrepoids annulaires, des moyens pour le déplacement angulaire des contrepoids entre deux positions d'équilibre extrêmes pour les masses comprenant, d'une part, des moyens d'engrenage extérieur et des moyens d'engrenage intérieur et un anneau gradué rotatif extérieur destiné à être disposé sur la tête porte-outil.
Les avantages de l'invention seront mieux décrits à l'aide du dessin annexé représentant différentes exécutions selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en élévation d'une tête d'alésage avec le dispositif de compensation des masses.
La fig. 2 est une coupe selon la ligne A-A de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue partielle d'une section longitudinale simplifiée selon la ligne B-B de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue schématique frontale du dispositif selon l'invention installé sur une tête d'alésage.
La fig. 5 est une coupe longitudinale du dispositif de la fig. 4 selon la ligne C-C.
La fig. 6 est une variante d'exécution des contrepoids annulaires.
La fig. 7 est une vue en coupe selon la ligne D-D de la fig 6.
La fig. 8 est une autre variante en coupe, similaire aux fig. 5 et 7.
Les dessins utilisés montrent le dispositif assemblé à une tête d'alésage munie d'un élément déplaçable radialement comme décrit dans la demande de brevet brésilien PI 9 400 542-7 du même déposant. Néanmoins, le dispositif peut être utilisé avec d'autres têtes d'alésage.
Le dispositif selon l'invention est installé sur une tête d'alésage rotative comprenant un corps intérieur principal cylindrique 1 fixé à travers des moyens de fixation 4 à un flasque support 2 qui est muni d'une extrémité 3 pourvue d'un filet de vis pour la fixation à la broche d'une machine-outil.
Une traverse mobile 5 déplaçable radialement sur des moyens de guidage munis de roulement à billes 5a et 5b est montée dans une rainure de l'extrémité du corps cylindrique 1, enveloppée par une douille cylindrique 8 de protection de la traverse déplaçable 5. Un porteouti! 6 est fixé sur la traverse 5 par des moyens d'assemblage 6a.
A l'intérieur du corps cylindrique 1 est montée une vis micrométrique 12 (fig. 2), dont le déplacement angulaire dans cette construction, sans qu'il s'agisse là d'une limitation, est réalisé par un groupe d'éléments d'ajustage micrométriques consistant en un anneau 7 et une pluralité d'engrenages 7a, 7b, 7c, 7d (fig. 2), bien connu de l'état de la technique.
Entre le corps principal cylindrique 1 de la tête d'alésage et le groupe d'ajustage micrométrique 7, 7a 7b, 7c et 7d est prévu le dispositif de compensation des masses 20.
Le dispositif de compensation des masses 20 comprend un anneau rotatif gradué 21 contre la face intérieure duquel sont disposés des contrepoids annulaires 22a, 22b. Un premier rebord intérieur constitué par une projection d'une des extrémités dudit anneau 21 est formé par un premier engrenage intérieur 23. Un deuxième rebord s'étendant de l'extrémité adjacente du contrepoids annulaire 22b permet la formation d'un second engrenage intérieur 24. La fonction des deux engrenages 23 et 24 sera expliqué ultérieurement.
L'assemblage de l'anneau rotatif 21 au contrepoids 22a est réalisé au moyen d'une cheville 21a les rendant ainsi solidaires en rotation.
Des premiers moyens 25 et des seconds moyens 26 de déplacement angulaire des contrepoids annulaires 22a et 22b sont prévus dans une rainure 27 du corps cylindrique 1 faisant face à la surface intérieure de l'anneau rotatif 21.
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Aux fig. 1, 4 et 5, les masses d'équilibrage des contrepoids 22a et 22b sont désignées par m1, m2.
Les premiers moyens de déplacement angulaire 25 sont définis par un double engrenage formé par deux engrenages de même diamètre 25a, 25b tandis que les seconds moyens de déplacement consistent en un simple engrenage 26, engrenant simultanément avec les dents de l'engrenage intérieur 23 de l'anneau gradué 21 et avec les dents de l'engrenage 25a, tandis que l'engrenage 25b engrène avec les dents de l'engrenage intérieur 24 du contrepoids angulaire 22b comme ceci peut être vu sur les fig. 4 et 5.
Les contrepoids 22a, 22b sont montés côte à côte et ont des masses m1, m2 concentrées selon un segment annulaire d'une amplitude angulaire a légèrement inférieure à 180°. Le couple de ces masses d'équilibre m1, m2 mesuré en gram-mes.millimètres (g.mm) ou en livres pouces (Ib.in) est calculé pour contrebalancer le maximum de parties déplaçables de la tête d'alésage provoquant le déséquilibre. La position extrême lorsque les masses m1, m2 sont positionnées l'une à côté de l'autre, comme représenté aux fig. 4 et 5, est diamétralement opposée par rapport à la position du déplacement le plus éloigné desdites parties déplaçables, c'est-à-dire de la traverse déplaçable 5 et du porte-outil 6.
Dans la position de déplacement zéro (fig. 1 ) des parties déplaçables, le centre de gravité de toutes les masses est localisé sur l'axe géométrique de rotation de la tête d'alésage ou près de celui-ci, et les masses m1, m2 des contrepoids 22a, 22b sont disposées l'une à côté de l'autre mais à une distance de 180° par rapport à la position représentée: aux fig. 4 et 5 qui correspond à Péloignement le plus grand des parties mobiles.
Les masses m1, m2 des contrepoids 22a, 22b, sont déterminées par les rayons R1, R2, R3, l'épaisseur des contrepoids et l'amplitude angulaire a desdites masses comme représenté aux fig. 1, 4 et 5 et évidemment par leur poids spécifique.
Un affichage rotatif gradué sur l'anneau 21 affiche une échelle métrique ou en pouces E (fig. 1) montrant des diamètres correspondant à la position précise de la partie coupante de l'outil ou également indiquant en g.mm le couple des masses déplaçables m1, m2 de la tête d'alésage correspondant au déplacement du centre de gravité desdites masses par rapport à l'axe de rotation de la tête d'alésage.
L'échelle peut également être graduée en pouces pour indiquer le diamètre et en livres.pouces pour indiquer le couple des masses.
La compensation de tout déséquilibre du dispositif selon l'invention est réalisée en tournant l'anneau gradué 21, qui déplace les contrepoids 22a, 22b dans des directions opposées à travers les engrenages 25, 26 en combinaison avec les engrenages internes 23, 24 de sorte que les masses des contrepoids m1, m2 compensent le déplacement du centre de gravité des masses déplaçables de la traverse 5 du porte-outil 6 et de l'outil 6b.
Bien que dans la configuration préférée, les masses font partie intégrale des contrepoids, dans une autre configuration les masses peuvent être indépendantes m1', m2' disposées à l'intérieur des parties annulaires 122c, 122d desdits contrepoids 122a, 122b comme représenté aux fig. 6 et 7. L'un des contrepoids 122b est muni d'un rebord denté formant l'engrenage intérieur 124 engrenant avec un engrenage 125b d'un double engrenage 125 (125a, 125b). L'engrenage 125a, du double engrenage 125a, 125b engrène avec un engrenage extérieur simple 126 qui de son côté engrène avec l'engrenage intérieur 123 construit sur l'extrémité de l'anneau gradué 121. Cette construction est spécialement avantageuse dans le sens que le poids spécifique des masses peut être sélectionné de manière adéquate pour chaque situation ainsi on pourra choisir dans une gamme de poids spécifiques allant de 2,5 à 20 kg/dm3.
Les masses m1', m2' des contrepoids 122a, 122b sont déterminées par les différences de rayons R1, R2 en combinaison avec l'épaisseur et l'amplitude angulaire a desdites masses m1', m2' comme représenté aux fig. 6 et 7, ainsi que de leur poids spécifique.
Selon une autre configuration, les moyens angulaires de déplacement, les contrepoids annulaires 222a, 222b présentent des couronnes dentées 223, 224 reliées par un engrenage droit 225 supporté rotativement par une cheville 226 supportée par des moyens de fixation 227 (fig. 8). La cheville 226 se trouve entre deux contrepoids 222a, 222b. Dans ce cas, les contrepoids sont enveloppés par l'anneau 221, une cheville 221a assurant l'assemblage de l'anneau 221 au contrepoids annulaire 222a.

Claims (13)

Revendications
1. Dispositif de compensation des masses pour tête porte-outil rotative, notamment tête d'alésage comprenant un corps principal cylindrique (1), un flasque (2) assemblé au corps cylindrique (1), des moyens de guidage (5a, 5b) et une traverse (5) déplaçable pour le déplacement radial du porte-outil (6), caractérisé par le fait qu'il comprend des contrepoids annulaires (22a, 22b; 122a, 122b; 222a, 222b) supportant des masses (m1, m2; m1', m2') le long d'une partie de la couronne circulaire desdits contrepoids annulaires, des moyens (25, 26; 125, 126; 225) pour le déplacement angulaire des contrepoids (22a, 22b; 122a, 122b; 222a, 222b) entre deux positions d'équilibre extrêmes pour les masses (m1, m2; m1', m2') comprenant, d'une part, des moyens d'engrenage extérieur (25a, 25b, 26; 125a, 125b, 126, 225) et des moyens d'engrenage intérieur (23, 24; 123, 124) et un anneau gradué rotatif extérieur (21, 121, 221) destiné à être disposé sur la tête porte-outil. -
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérise par le fait que lesdits moyens d'engrenage intérieur comprennent un premier (23; 123) et un second (24; 124) engrenage intérieur, déterminés respectivement par un premier rebord intérieur de l'anneau rotatif extérieur (21; 121) et par un second rebord intérieur s'étendant vers l'intérieur à partir de l'extrémité adjacente à l'anneau extérieur d'un autre an5
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neau (22b, 122b) d'un des contrepoids annulaires (22a, 22b; 122a, 122b).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens d'engrenage extérieur comprennent un double engrenage formé par deux engrenages extérieurs (25a, 25b) de diamètres extérieurs égaux et un simple engrenage extérieur (26), l'un des engrenages (25b) du double engrenage (25) engrenant avec le second engrenage intérieur (24), l'autre engrenage (25a) du double engrenage engrenant avec le simple engrenage extérieur (26) qui à sont tour engrène avec le premier engrenage intérieur (23) de l'anneau rotatif extérieur (21).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les moyens d'engrenage extérieur (25, 26) sont destinés à être disposés dans une rainure (27) prévue sur le corps cylindrique principal (1 ) d'une tête porte-outil faisant face à la surface cylindrique intérieure de l'anneau rotatif extérieur (21) qui est destiné à être monté concentrique par rapport à l'axe de rotation de la tête porte-outil.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lesdites masses (m1, m2; m1', m2') sont déterminées par les rayons (R1, R2, R3) définis entre le centre de rotation et les parois annulaires intérieures des contrepoids annulaires en combinaison avec l'épaisseur desdites masses, leur étendue angulaire (a) ainsi que leur poids spécifique.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le poids spécifique de chaque masse (m1, m2; m1', m2') est compris entre 2,5 et 20 kg/dm3, lesdites masses (m1, m2) faisant partie intégrante de leur contrepoids annulaire respectif (22a, 22b; 222a, 222b).
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que lesdites masses (m1', m2") et les contrepoids correspondants (122c, 122d) sont fabriqués avec des matériaux différents.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que les moyens de déplacement angulaire desdits contrepoids (22a, 22b; 122a, 122b; 222a, 222b) sont conçus pour les déplacer en rotation dans des directions opposées l'un de l'autre par rapport à l'axe de rotation d'une tête porte-outil.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les contrepoids annulaires (22a, 22b; 122a, 122b; 222a, 222b) sont montés côte à côte et que l'anneau rotatif extérieur (21 ; 121; 221) est muni d'une échelle graduée (E).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que lesdites masses (m1, m2; m1', m2') sont concentrées le long d'un segment annulaire d'amplitude angulaire inférieure ou égale à 180°.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que les contrepoids annulaires (22a, 22b; 122a, 122b; 222a, 222b) sont conçus pour atteindre la capacité maximum d'équilibre lorsque les masses (m1, m2; m1', m2') se trouvent superposées à une position diamétralement opposée par rapport à la position la plus éloignée d'un porte-outil déplaçable.
12. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé par le fait que l'anneau de rotation extérieur (21; 121; 221) est assemblé à un des contrepoids (22a; 122a; 222a) au moyen d'une cheville (21a; 121a; 221a).
13. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les contrepoids annulaires (222a, 222b) comprennent des couronnes dentées (223, 224) constituant les moyens d'engrenage intérieur disposées sur leurs faces internes et reliées aux moyens d'engrenage extérieur constitués par un engrenage avec une denture latérale (225) supporté rotativement par une cheville (226) fixée par des moyens de fixation adéquats (227).
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