CH686563A5

CH686563A5 - Automatic lathe or screw cutter spindle

Info

Publication number: CH686563A5
Application number: CH123491A
Authority: CH
Inventors: Gerard Varin
Original assignee: Gerard Varin
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1996-04-30

Abstract

The spindle, rotated via a pulley (3) or directly by a motor, consists of an axle (1) in bearings (4), with a clamp (7) in between the bearings. The clamp is actuated by a ring (11) which is itself controlled by a pressure fluid so as to prevent any friction between high-speed components. The ring (11), which turns at the same speed as the axle, is located concentrically with the axle and is able to move axially relative to it. The clamp jaws are made from tempered or case-hardened steel, hard metal or steel with a hard outer coating, and the ring (11) holds them in a centred position by means of four pegs (12).

Description

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CH 686 563 A5 CH 686 563 A5

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Description Description

Cette broche est principalement destinée au blocage des barres de matière première destinées à être usinées sur les décolleteuses, tours automatiques, unités d'usinages, etc. This spindle is mainly intended for blocking raw material bars intended to be machined on bar turning machines, automatic lathes, machining units, etc.

Une broche de tour est généralement constituée d'un axe percé de part en part, permettant à la barre de matière à usiner de le traverser avec une léger jeu. A lathe spindle generally consists of an axis drilled right through, allowing the bar of material to be machined to pass through it with a slight clearance.

Le dispositif le plus connu permettant l'entraînement synchrone de la barre est une pince comportant un cône mâle s'ajustant dans un cône femelle à l'extrémité de l'axe, pince connue sous le nom de «chuck». The most well-known device allowing the synchronous drive of the bar is a clamp comprising a male cone fitting in a female cone at the end of the axis, clamp known under the name of "chuck".

Pour serrer cette pince, soit la broche doit être arrêtée, soit un dispositif comportant une fourche doit permettre le serrage en rotation. To tighten this clamp, either the spindle must be stopped, or a device comprising a fork must allow tightening in rotation.

Les systèmes connus ont des frottements, avec une usure importante, ou comportant des roule-ment-butées, ce qui ne permet pas de très grandes vitesses de rotation. Known systems have friction, with significant wear, or comprising rolling bearings, which does not allow very high speeds of rotation.

D'autre part, la masse des éléments de commande, donc l'inertie, est relativement importante, ce qui provoque des temps morts, notamment pour les pièces dont le temps utile d'usinage est court, rapport temps mort/temps utile important. On the other hand, the mass of the control elements, and therefore the inertia, is relatively large, which causes dead times, in particular for parts whose useful working time is short, significant dead time / useful time ratio.

La broche selon l'invention définie à la revendication 1 permet de pallier à ces inconvénients par le fait qu'elle comporte un strict minimum de pièces en mouvement et que la commande se fait, dans une forme d'exécution préférée, par un fluide sous pressions, sans aucun frottement mécanique entre les pièces statiques et les pièces en rotation. The spindle according to the invention defined in claim 1 overcomes these drawbacks by the fact that it comprises a strict minimum of moving parts and that the control is done, in a preferred embodiment, by a fluid under pressures, without any mechanical friction between static parts and rotating parts.

Une forme d'exécution de l'invention donnée à titre d'exemple est une broche qui permet de pincer des barres pour les entraîner, soit en rotation, soit en translation. An embodiment of the invention given by way of example is a pin which makes it possible to pinch bars to drive them, either in rotation or in translation.

- La fig. 1 est une coupe d'une broche de tour ou de décolleteuse comportant ce dispositif. - Fig. 1 is a section through a lathe or lathe spindle comprising this device.

- La fig. 2 représente l'axe intérieur. - Fig. 2 represents the interior axis.

- La fig. 3 est la coupe B-B de la fig. 2. - Fig. 3 is section B-B of FIG. 2.

- La fig. 4 représente les mors de serrage. - Fig. 4 shows the clamping jaws.

- La fig. 5 est la vue de A de la fig. 4. - Fig. 5 is the view of A in FIG. 4.

- La fig. 6 est un détail agrandi de la vue de A des fig. 4 et 5. - Fig. 6 is an enlarged detail of the view of A in FIGS. 4 and 5.

L'axe de broche fig. 2 est entraîné, soit par une poulie 3, soit par un moteur dont le rotor est directement solidaire de cet axe. L'axe tourne sur des roulements de précision de broche 4 ou sur des paliers à air comprimé (coussins d'air) - exécution non représentée. The spindle axis fig. 2 is driven either by a pulley 3 or by a motor whose rotor is directly integral with this axis. The axis rotates on spindle precision bearings 4 or on compressed air bearings (air cushions) - execution not shown.

Cet axe 1 comporte au moins une ouverture 5 perpendiculaire à l'axe de rotation, cette ouverture ayant de préférence la forme rectangulaire. Cette ouverture est érodée perpendiculairement à au moins deux méplats 6, fraisée symétriquement de manière précise par rapport à l'axe. This axis 1 has at least one opening 5 perpendicular to the axis of rotation, this opening preferably having the rectangular shape. This opening is eroded perpendicularly to at least two flats 6, milled symmetrically in a precise manner with respect to the axis.

Dans l'exécution préférée à une ouverture, coulissent deux mors 7, fig. 4, ajustés gras dans la section rectangulaire de l'ouverture 5. In the embodiment preferred to an opening, slide two jaws 7, fig. 4, adjusted bold in the rectangular section of the opening 5.

Sur la face 10 côté axe de rotation de chacun de ces mors 7, deux demi-ronds 8, dont le rayon correspond au demi-diamètre maximum de la barre à usiner 2 sont fraisés, à une profondeur légèrement inférieure au rayon minimum, ce qui permettra un serrage de la barre, un fraisage en forme de V aurait les mêmes fonctions. Cette face 10 est rigoureusement perpendiculaire par rapport aux quatre faces des ouvertures 5. On the face 10 on the axis of rotation side of each of these jaws 7, two half-rounds 8, the radius of which corresponds to the maximum half-diameter of the work bar 2 are milled, to a depth slightly less than the minimum radius, which will allow a tightening of the bar, a V-shaped milling would have the same functions. This face 10 is strictly perpendicular to the four faces of the openings 5.

Les faces extérieures 9 de ces mors ne sont pas parallèles aux faces 10 comportant les rainures de serrage de la barre, mais sont exécutées avec un angle alpha de quelques pour cent, 4% dans la version préférée. The outer faces 9 of these jaws are not parallel to the faces 10 comprising the bar clamping grooves, but are executed with an angle alpha of a few percent, 4% in the preferred version.

Les mors peuvent être réalisés en acier trempé, ou cémenté trempé, en métal dur, ou acier avec revêtement dur. The jaws can be made of hardened steel, or hardened hardened, hard metal, or steel with hard coating.

Une bague 11 fig. 1 maintient les mors en position centrée au moyen de quatre goupilles 12 agencées de manières à former un angle égal à celui de la face arrière 9 des mors et de manière à être en contact avec ces mors. A ring 11 fig. 1 maintains the jaws in a centered position by means of four pins 12 arranged so as to form an angle equal to that of the rear face 9 of the jaws and so as to be in contact with these jaws.

Cette bague 11 est ajustée glissante sur l'arbre 1 et peut se déplace axialement de quelques millimètres dans l'exécution préférée. This ring 11 is adjusted sliding on the shaft 1 and can move axially by a few millimeters in the preferred embodiment.

Du fait que les goupilles prennent appui sur les faces planes arrières 9 des mors 7, la bague 11 est entraînée en rotation synchrone par l'arbre 1. Because the pins bear on the rear flat faces 9 of the jaws 7, the ring 11 is driven in synchronous rotation by the shaft 1.

La bague 11 tourne librement sans frottement dans le bâti, le diamètre extérieur D étant inférieur de quelques centièmes de millimètre à l'alésage du bâti, de même que les diamètres d des portées extérieures sont inférieures de quelques centièmes de millimètre aux diamètre correspondants du bâti. The ring 11 rotates freely without friction in the frame, the outside diameter D being a few hundredths of a millimeter less than the bore of the frame, just as the diameters d of the outer surfaces are less than a few hundredths of a millimeter than the corresponding diameter of the frame .

La bague 11 est usinée en forme de cônes dans l'exécution préférée de manière à former des chambres 13 et 14, elles mêmes reliées par des conduits 15 et 16 à un distributeur standard de fluide sous pression. Dans l'exécution préférée le fluide est de l'air comprimé. The ring 11 is machined in the form of cones in the preferred embodiment so as to form chambers 13 and 14, themselves connected by conduits 15 and 16 to a standard distributor of pressurized fluid. In the preferred embodiment the fluid is compressed air.

Si la chambre 13 est mise sous pressions P et la chambre 14 est à l'échappement, pression atmosphériques, la bague 11 sera poussée axialement dans le sens de la chambre 13 vers la chambre 14. If the chamber 13 is pressurized P and the chamber 14 is at atmospheric pressure, the ring 11 will be pushed axially in the direction of the chamber 13 towards the chamber 14.

En mettant la chambre 14 sous pression et 13 à l'échappement, le déplacement se produira dans l'autre sens, comme un piston de vérin. By putting the chamber 14 under pressure and 13 at the exhaust, the displacement will occur in the other direction, like a cylinder piston.

On comprend facilement qu'en raison de la légère pente de la face arrière 9 des mors, en contact avec les goupilles 12, un léger déplacement axial de la bague tend à rapprocher et à serrer ces mors l'un contre l'autre, alors qu'un déplacement dans l'autre sens en permet l'écartement donc le desserrage. It is easily understood that due to the slight slope of the rear face 9 of the jaws, in contact with the pins 12, a slight axial movement of the ring tends to bring these jaws together and to tighten them one against the other, then that a movement in the other direction allows the spacing therefore loosening.

Un usinage précis des diamètres D et d, bâti et bague, permet de limiter au maximum les pertes du fluide sous pression (air comprimé) sans qu'il y ait frottement mécanique. Precise machining of the diameters D and d, frame and ring, makes it possible to limit as much as possible the losses of the fluid under pressure (compressed air) without there being mechanical friction.

Des chicanes aérodynamiques 17 peuvent être prévues pour augmenter les pertes de charge entre la chambre sous pression et l'extérieur, et ainsi limiter le débit de fuite du fluide sous pression. Aerodynamic baffles 17 can be provided to increase the pressure drops between the pressure chamber and the outside, and thus limit the leakage rate of the pressurized fluid.

Claims

1. Automatic lathe and / or lathe spindle, characterized in that it comprises,

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cluse between the bearings of its main axis, a collet.

2. Spindle according to claim 1, characterized in that the clamp is actuated by a ring, itself controlled by a pressurized fluid, which avoids any friction on the rapidly rotating parts.

3. Spindle according to claim 2, characterized in that the control ring is concentric with respect to the axis, and axially movable.

4. Spindle according to claim 2, characterized in that the control ring rotates at the same speed as the axis.

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