FR2474364A1 - Piercing machine with vertical piercing tool - has tool rotated while hydraulically lifted against workpiece on fixed table above - Google Patents

Piercing machine with vertical piercing tool - has tool rotated while hydraulically lifted against workpiece on fixed table above Download PDF

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Abstract

The piercing machine with its piercing tool raised vertically against a workpiece on a fixed work table above, can combine this movement with a rotary movement. A variable speed drive is used for the rotary movement, and the vertical movement can be carried out by an hydraulic cylinder with the rotary piston inside. The body of the tool can also act as the cylinder so that a guide system is eliminated. In an alternative design, the cylinder carries external teeth which mesh with a rotating toothed segment, rotated about an axis by an arm connected to a hydraulic cylinder at right angles to the axis of the tool. The tool can have a tubular body with telescopic sections with openings for entry of hydraulic oil.

Description

La nrésente invention concerne une aléseuse utilisable en mécanique et permettant nar le changement du norte-outils des alésages de di.mmètres variables.The present invention relates to a boring machine usable in mechanics and allowing nar the change of the norte-tools of the bores of variable diameters.

A l'heure actuelle,il existe @@ le marché des aléseuses qui sont em- plovées soit en nosition horizontale, soit en nosition verticale, la broche étant alors placée à l'extrenité supérieure avec un déplacement de broche descendant.At present, there is @@ the market for boring machines which are installed either in horizontal position or in vertical position, the spindle being then placed at the upper end with a downward spindle displacement.

Ce mouvement de translation, lors du travail, masque obliqatoirement 1' entrée de l'alésage ce qui empêche de suivre le travail de l'outil. De plus pour les cylindres en V, la mise en alignement vertical est malaiséé puisqu'elle necessite des démontanes SPéCIAUX et un centrage difficile et lono à réaliser,
Par ailleurs, la réalisation de ces machines imnliquent un bâti riaide renforcé,nécessaire à l'usinage pour éviter toutes vibrations, d'où 1' emploi de machines à encombrement et poids imnortants, avec un prix de - revient élevé. This translational movement, during work, obliquely masks the entry of the bore which prevents following the work of the tool. In addition for the cylinders in V, the alignment in vertical alignment is awkward since it requires SPECIAL dismantles and a centering difficult and lono to realize,
Furthermore, the realization of these machines imnlicate a reinforced riaide frame, necessary for machining to avoid any vibrations, hence one use of machines with considerable bulk and weight, with a high cost price.

Pour pallier à ces inconvénients la présente invention est réaliste avec une broche ascendante, une table de travail fixe ce qui entraine un bâti plus compact, donc un encombrement réduit. To overcome these drawbacks, the present invention is realistic with an ascending spindle, a fixed work table which results in a more compact frame, therefore a reduced bulk.

Par ailleurs, la machine étant réalisée avec une broche située en dessous de la table de travail,permet un emploi simplifié en assurant une visibilité complète du travail de l'outil,notamment au moment du centrale de la pièce à aléser.Furthermore, the machine being produced with a spindle located below the work table, allows simplified use by ensuring complete visibility of the work of the tool, especially at the time of the center of the part to be bored.

Pour les cylindres en V,l'alinnement se fait automatiquement en placant celui-ci sur son plan de joint, il ne reste alors qu'âéxécuter le cen traque diamétralement.For the cylinders in V, the alignment is done automatically by placing this one on its parting line, it remains then only to execute the center track diametrically.

L'ensemble du dispositif nossède un régulateur de débit qui Permet de faire varier à volonté les avances de la broche avec une précision parfaite.The entire device has a flow regulator which allows the spindle feeds to be varied at will with perfect precision.

Dans une première phase la broche monte et nrodllit son travail d'alésage d'une pièce donnée. Ensuite,elle stonne son mouvement de rotation et d'avance, elle inverse son avance et fait un retour rapide au point de départ.In a first phase the spindle goes up and nrodllit its work of boring of a given part. Then, it tones its movement of rotation and advance, it reverses its advance and makes a rapid return to the starting point.

Dans une seconde phase,nar modification de la commande électrique,la broche produit son travail d'alésage puis elle inverse son mouvement d1avan- ce sans cesser la rotation et effectue un retour au point de départ en fai sant une passe à zéro,d'où un état de finition supérieur de la pièce par rapport aux machines classiaues, cette finition allant jusqu a supprimer le glaçage des cylindres.In a second phase, by modifying the electrical control, the spindle produces its boring work then it reverses its movement without stopping the rotation and returns to the starting point by making a zero pass, where a higher state of finish of the part compared to conventional machines, this finish going so far as to remove the glazing of the cylinders.

Pour une plus grande compréhension de la réalisation, une description détaillée est donnée et ceci ,à titre d'exemple non limitatif,suivant les dessins annexes
Figure 1 : Vue en coupe de l'aléseuse avec broche à déplacement entièrement hydraulique.For a better understanding of the embodiment, a detailed description is given and this, by way of nonlimiting example, according to the accompanying drawings
Figure 1: Sectional view of the boring machine with fully hydraulic displacement spindle.

Figure 2 : Vue en coupe de l'aléseuse avec broche à déplacement par secteur de nignon et crémaillère actionnée hydrauliquement.Figure 2: Sectional view of the boring machine with spindle moving by sector of nignon and hydraulically actuated rack.

Figure 3 : Vue de côté de l'ensemble de l'aléseuse.Figure 3: Side view of the whole boring machine.

Figure 4 : Vue de dessus de l'ensemble de l'aléseuse,
Figure 5 : Détails des principes de broche.Figure 4: Top view of the whole boring machine,
Figure 5: Details of the spindle principles.

Figure 6 : Détail du piston de la broche à déplacement entièrement hydraulique.Figure 6: Detail of the piston of the fully hydraulic displacement spindle.

Figure 7 : Détail du régulateur du débit d'avances.Figure 7: Detail of the advance flow regulator.

La figure 1 représente une vue en coupe de l'aléseuse. Celle-ci comporte 2 bâtis sulnerposés(l) et (2).Dans le bâti(l) se trouve la broche(3) suppor tée nar 2 paliers de rotation(4) réolables en rattrapage de jeu, se termi- nant à l'extrémité sunérieure nar un norte-outils(5) qui peut être interchangeable suivant les diamètres à usiner.Ce porte-outils(5) supporte un outil à carbure96) qui est également interchangeable. et réclable.Figure 1 shows a sectional view of the boring machine. This comprises 2 sulnerposé frames (l) and (2). In the frame (l) is the spindle (3) supported nar 2 rotational bearings (4) adjustable in backlash, ending at the he sun end nar a non-tool (5) which can be interchangeable according to the diameters to be machined. This tool holder (5) supports a carbide tool96) which is also interchangeable. and reclable.

A l'extrémité inférieure de la broche est situé un piston de vérin(7) dont une description détaillée est donnée en figure 6.At the lower end of the spindle is located a jack piston (7) of which a detailed description is given in FIG. 6.

La broche est actionnée en translation verticale par le niston(7) sur lequel elle prend appui. (Compte-tenu aue le déplacement est obtenu par un système à vérin dont le piston(9) tourne sur la tie du vérin.The spindle is actuated in vertical translation by the niston (7) on which it rests. (Given the displacement is obtained by a jack system whose piston (9) rotates on the tie of the jack.

Sur cette broche(3 est fixée d'une part une clavette(10) qui rend solidaire la poulie(11) en rotation par rapport à la broche et qui se déplace dans une rainure de clavetage longitudinalement à l'intérieur de la dite poulie(II). Deux butées à bille (12) maintiennent cette poulie latérale- ment pour nu'il n'i ait aucun autre déplacement aue le mouvement rotatif.On this spindle (3 is fixed on the one hand a key (10) which makes integral the pulley (11) in rotation relative to the spindle and which moves in a keying groove longitudinally inside the said pulley ( II) Two ball bearings (12) hold this pulley laterally so that there is no other movement during the rotary movement.

Un moteur d'entrainement flottant(13) avec variateur de vitesse entraine la broche par l'intermédiaire de courroies tranézoïdales(14) qui encerclent la poulie de la dite broche.Deux micro-contacts(15) permettent de régler sa course.A floating drive motor (13) with speed variator drives the spindle by means of tranzo belts (14) which encircle the pulley of said spindle. Two micro-contacts (15) allow its stroke to be adjusted.

Le bâti(2) fixé sur le bâti(1) supporte la table de travail(16). The frame (2) fixed on the frame (1) supports the work table (16).

Il comporte un comparateur de mesure à affichage digital(17) actionné par un palneur(l8) qui mesure la dimension de l'alésage qui va être effectué. Une poignée (19) permet d'amener le nalpeur(18) en contact avec la pointe de l'outil (6).It includes a digital display measurement comparator (17) actuated by a feeler (18) which measures the dimension of the bore to be made. A handle (19) brings the nalpeur (18) into contact with the tip of the tool (6).

En position repos l'outil s'arrête à hauteur d'axe du nallreur. Pour effectuer le réglage de la dimension à réaliser, on amène nar l'intermédi- aire de la poienée(19), le palpeur(18) en contact avec la neinte de l'outil(6). Instantanément, il s'affiche sur le cadran du comnarateur(l7) la dimension. A l'aide d'une vis située à l'arrière de l'outil, on effectue le réglage nécessaire pour obtenir la dimension souhaitée, visualisée directement sur le cadran.In the rest position, the tool stops at the axis of the nallrator. To carry out the adjustment of the dimension to be produced, the pointer (19) is brought into contact with the probe (18) in contact with the shade of the tool (6). Instantly, the size is displayed on the dial of the controller (l7). Using a screw located at the rear of the tool, the necessary adjustment is made to obtain the desired dimension, displayed directly on the dial.

La fiaure 2 : apporte un deuxième mode de réalisation concernant le déplacement de la broche. Pour des raisons de situation de poulie de la broche, le moteur flottant (13) est inversé. La poulie(20) tourne sur un roulement à billes (21) lui-même monté sur un nalier fixe (22). Elle entraîne une broche cannelée (23) qui transmet le mouvement au corns principal de la broche dont les détails de réalisation sont décrits en figure 5.Figure 2: provides a second embodiment concerning the movement of the spindle. For reasons of the spindle pulley situation, the floating motor (13) is reversed. The pulley (20) rotates on a ball bearing (21) itself mounted on a fixed nalier (22). It drives a grooved spindle (23) which transmits the movement to the main horn of the spindle, the details of which are described in FIG. 5.

Cette broche a sur le côté une crémaillère (24) laquelle est actionnée par un secteur de roue dentée (25) qui est lui-même mis en mouvement nar un ensemble de vérin hydraulique (26). Cet ensemble d'éléments permet de réaliser l'avance transversale de la broche,
La figure 3 représente l'aléseuse, vue sur le côté où apparaissent les 2 bâtis (l) et (2), la visualisation des cotés (17) lègerement en relief, le bouton de commande (lo) et la table de travail(16.)Sur le côté du hâtai (1) se trouvent les éléments de commande du tableau de bord.This spindle has on the side a rack (24) which is actuated by a toothed wheel sector (25) which is itself set in motion by a set of hydraulic cylinders (26). This set of elements makes it possible to carry out the transverse advance of the spindle,
FIG. 3 represents the boring machine, seen on the side where the 2 frames appear (l) and (2), the viewing of the sides (17) slightly in relief, the control button (lo) and the work table (16 .) On the side of the hastai (1) are the control elements of the dashboard.

La figure 4 en vue de dessus: la poignée de commande (19), la broche(3) et son porte-outil(S), l'outil (6) ainsi que le nalpeur(18). Le commarateur de mesure(17) et la table de travail(16). Le tableau de bord porte un co@@@te- tours (27) qui détermine la vitesse de rotation de la broche
La figure 5: donne les détails caractéristiques des deux des elle @rincipes de broche.Figure 4 in top view: the control handle (19), the spindle (3) and its tool holder (S), the tool (6) and the nalpeur (18). The measuring controller (17) and the work table (16). The dashboard carries a co @@@ te- tours (27) which determines the spindle rotation speed
Figure 5: gives the characteristic details of the two of them @ spindle principles.

Dans le mode de réalisation relatif à la figure 2 le corrs de la broche(3) avec sa crémaillère latérmale(24) sunnorte la broche proprement dite (28)
Celle-ci est maintenue nar deux paliers (201 hrichurês, l'un conique, l'au- tre cylindrique fendus longitudinalement de manière à permettre le rattrapage du jeu. In the embodiment relating to FIG. 2, the corrs of the spindle (3) with its lateral rack (24) sunnorte the spindle proper (28)
This is maintained by two bearings (201 enriched, one conical, the other cylindrical split longitudinally so as to allow the play to be taken up.

Le palier conique (29) est enserré dans son logement par une bague de réplage filetée rassurant maintien et réglage. Des joints toriques(30) sont @@vus @ux deux extrémités pour retenir l'huile de lubrification.The tapered bearing (29) is enclosed in its housing by a threaded replication ring reassuring maintenance and adjustment. O-rings (30) are @ @ seen @ at both ends to retain the lubricating oil.

Le nalier evlindrique (29) est encadre nar butées à billes(31) et un écrou de réglage dont le rôle est de régler le jeu latéral de la broche.The evalindric nalier (29) is framed by ball thrust bearings (31) and an adjusting nut whose role is to adjust the lateral play of the spindle.

Un trait de clavetage(32) empêche le corps de broche de tourner.A keying line (32) prevents the spindle body from rotating.

Dans le mode de réalisation relatif à la figure 1; le corps de broche(3) fait d'une nart office de corps de vérin rotatif et d'autre part office de broche d'al@sane. Il s'appuie sur une tige de vérin(7) et sur un piston rotatif(9)dont les détails sont donnés en figure 6.La clavette (10) coulisse à l'intérieur de la poulie d'entrainement ce qui accouple la poulie(11) à la broche(3) pour transmettre le mouvement de rotation,
Un trou de pumge(33) permet l'évacuation de l'air restant lors de la mise en route de la machine
Un alésage intérieur est assimilé à un corps de vérin compte tenu que son alimentation doit être affectuée par la tige creuse du piston, qui,elle, reste fixe,lors de la rotation de la broche., Un logement(34) évidé est prévu pour permettre l'interchangeabilité des porte-outils.In the embodiment relating to FIG. 1; the spindle body (3) made of a nart office of rotary actuator body and on the other hand office of al @ sane spindle. It rests on a cylinder rod (7) and on a rotary piston (9), the details of which are given in FIG. 6. The key (10) slides inside the drive pulley which couples the pulley (11) to the spindle (3) to transmit the rotational movement,
A drain hole (33) allows the evacuation of the remaining air when the machine is started.
An internal bore is assimilated to a cylinder body taking into account that its supply must be affected by the hollow rod of the piston, which itself remains fixed during the rotation of the spindle. A hollow housing (34) is provided for allow the interchangeability of tool holders.

La figure fi rerrésente le détail du piston et de sa tige: ce piston(9) de forme géométrique à narties évidées supporte tous les joints - 2 joints toriques situés à l'intérieur(35) assurant l'étanchéité entre le miston(9) et la tige du vérin(7).The figure shows the detail of the piston and its rod: this piston (9) of geometric shape with hollowed out narties supports all the seals - 2 O-rings located inside (35) ensuring the seal between the miston (9) and the cylinder rod (7).

- 1 ioint tournant mauthier936) qui assure l'étanchéité entre le piston(9) et la broche (3).- 1 turning ioint mauthier936) which seals between the piston (9) and the spindle (3).

Ce niston est porté nar 2 butées(37) qui le maintienne en translation et qui lui permette de tourner sur la tige du vérin(7), il est maintenu par système de fixation classique : écrou, serre-clins(38). Une bague(39) maintient le joint mauthier(36) en position de translation,en effet, celui-ci doit pouvoir tourner sans se déplacer latéralement.This niston is worn nar 2 stops (37) which keeps it in translation and which allows it to turn on the rod of the jack (7), it is maintained by conventional fixing system: nut, clamps (38). A ring (39) maintains the mauthier seal (36) in the translational position, in fact, it must be able to rotate without moving laterally.

La tire (7) se compose d'un double tube, un nremier tube assure la rici- iité de l'ensemble et fait office de tige de vérin. A l'interieur de celui-ci un tube plus in(10) commartimente la partie centrale crant un esmace941) dans lequel circule l'huile iie descente de la broche. Cette huile est admise 4ans le cylindre nar les orifices latéraux(42) où elle s'em- @asine et crée une @@ression qui a@it sur la brocche pour opérer le mouvement de desconte de celle-ci.The pull (7) consists of a double tube, a first tube ensures the ricity of the assembly and acts as a cylinder rod. Inside this one a more in tube (10) commartiment the central part creating an esmace941) in which circulates the oil (down the spindle). This oil is admitted 4ans the cylinder nar the lateral openings (42) where it collects and creates a @ ression which has @ it on the spindle to operate the downward movement of the latter.

l'intérieur du t@@ (du) circule l'huile, laquelle débeuche au sommet de la tige, s'accumulant sur la partie supérieure (43) du piston nour créer la montée de la broche.the inside of the t @@ (du) circulates the oil, which opens at the top of the rod, accumulating on the upper part (43) of the piston nour creating the rise of the spindle.

Au cours de l'opération, lorsque l'huile agit SOIRS pression dans un sens le 2ème sens se trouve libéré et peut refluer vers le réservoir à l'aide d'une éléctro-vanne de commande actionnée elle-même par les micro-contacts (15). Le branchement des arrivées et départs d'huile s'effectue nar l'intZ termédiaire des orifices(44) pour la descente et (45! pour la montée.During the operation, when the oil acts EVENING pressure in one direction the 2nd direction is released and can flow back to the tank using a control solenoid valve actuated by the micro-contacts (15). The oil inlets and outlets are connected via the holes (44) for the descent and (45! For the ascent.

des trous (46) sont prévus dans la semelle de la tige du piston nour sa fixation au bâti(l).holes (46) are provided in the sole of the piston rod for its attachment to the frame (l).

La fissure 7 représente le réqulateur du dépit dtavance:il comporte un corps(47) fixé au bâti par un écrou(48). A l'intérieur un pointeau très éffilé(49) vient faire office de vanne, sa manipulation étant éffectuée à l'aide d'un bouton molleté gradué(50). The crack 7 represents the controller of the advance despite: it comprises a body (47) fixed to the frame by a nut (48). Inside, a very sharp needle (49) acts as a valve, its manipulation being carried out using a graduated knurled button (50).

Par l'intermédiaire d'un échangeur air-huile l'élément huile afflue en (51) pour ressortir en (52) vers l'éléctro-vanne oui détermine le sens à donner à cette huile pour obtenir soit la montée,soit la descente de la broche. Cette huile est calibrée en débit par le pointeau(49). En effet, son déplacement obstrue ou démasque un passage calibré(53) qui détermine le volume d'hnirlatdmis, celui-ci déterminant à son tour, le déplacement longitudinal de la broche c'est à dire son avance. A l'arrière/la partie effilée sont prévus deux joints d'étanchéité(54). Via an air-oil exchanger, the oil element flows in (51) to come out in (52) towards the solenoid valve yes determines the direction to give to this oil to obtain either the rise or the fall of the spindle. This oil is calibrated in flow rate by the needle (49). Indeed, its movement obstructs or unmasks a calibrated passage (53) which determines the volume of hinirlatdmis, which in turn determines the longitudinal movement of the spindle, that is to say its advance. At the rear / the tapered part are provided two seals (54).

La description de l'aléseuse,objet de la présente invention, fait ressortir une facilité d'utilisation de nart la position de la nièce à usiner qui se trouve placée an dessus de la table de travail,sans aucun autre élément intermédiaire entre elle et l'utilisateur, ce qui entraine un gain de temps pour les opérations de cadrage et une observation constante du travail effectué par l'outil.The description of the boring machine, object of the present invention, shows an ease of use of nart the position of the niece to be machined which is placed above the work table, without any other intermediate element between it and the 'user, which saves time for framing operations and constant observation of the work performed by the tool.

Par ailleurs,pour les moteurs à cylindres en V,le centrage vertical se fait automatiquement en posant simplement le plan de joint sur la table de travail,rendant inutile toute chaise de montage.In addition, for V-cylinder engines, vertical centering is done automatically by simply placing the parting line on the work table, making any assembly chair unnecessary.

De conception simnle,cette aléseuse est réalisée à un prix de revient neu élévé par rapport à celles existantes sur le narché,et cela nar la suppression des boites d'avances,des glissières de table et nar un bâti moins complexe. Il est à noter également un encombrement et un poids réduits ainsi qu'une facilité de manipulations nour les nièces lourdes. Simnle in design, this boring machine is produced at a high cost price compared to those existing on the market, and this nar the elimination of advance boxes, table slides and nar a less complex frame. It should also be noted that it takes up less space and weight, as well as ease of handling for heavy nieces.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. - Aléseuse à broche actionnée nar moteur,â vitesse variable avec mou 1. - Spindle boring machine powered by motor, variable speed with slack vexent de rotation et translation, caractérisée par le fait qu'elle com vexent of rotation and translation, characterized in that it com porte : - Une broche dont la période de travail se situe lors du mouvement door: - A spindle whose working period is during the movement ascensionnel et dont l'avance est produits par vérin hydraulique ascending and whose advance is produced by hydraulic cylinder - Un piston rotatif alimenté en pression par l'intérieur de la ti - A rotary piston supplied with pressure from inside the ti ne du vérin cylinder - et < ne table de travail fixe. - and <a fixed work table. 2.- Aléseuse à broche, selon la revendicationl, caractérisée par le fait nue le corps de la broche fait également office de corps de vérin ce qui remplace entièrement Irone boite d'avance. 2.- Spindle boring machine, according to claiml, characterized by the fact that the spindle body also acts as a cylinder body which entirely replaces Irone advance box. 3.- Aléseuse à broche, selon la revendication 1, caractérisée par le fait nue l'avance est produite par vérin incorporé dans la broche.3. Spindle boring machine according to claim 1, characterized by the fact that the advance is produced by a cylinder incorporated in the spindle. 4.- Aléseuse à broche, selon la revendication 1, caractérisée nar le fait que l'avance relut être produite par vérin extérieur agissant sur un secteur de roue dentée entraînant une crémaillère.4. A spindle boring machine according to claim 1, characterized in that the advance must be produced by an external jack acting on a sector of the toothed wheel driving a rack. 5.- Aléseuse à broche, selon la revendication 4, caractérisée par le fait que la crémaiblère est directement taillée dans le corps de la broche.5.- Spindle boring machine, according to claim 4, characterized in that the rack is directly cut in the body of the spindle. 6.- Aléseuse à broche, selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'intérieur de la tige du vérin est faite de deux tubes concentriques amenaqeant deux zones de passage pour huile de commande.6. Spindle boring machine according to claim 1, characterized in that the inside of the cylinder rod is made of two concentric tubes bringing two passage zones for control oil. 7.- Aléseuse à broche selon la revendication 1, caractérisée par le fait nue la montée et la descente de la broche sont engendrées par une alinentation de pression qui se fait suivant le mouvement de translation à obtenir soit dans la tartie supérieure au niston, soit dans sa partie inférieure.7. A spindle boring machine according to claim 1, characterized by the fact that the ascent and the descent of the spindle are bare, generated by a pressure alignment which takes place according to the translational movement to be obtained either in the tarty greater than the niston, or in its lower part. R - Aléseuse à broche, selon la revendication 1, caractérisée par le fait nue la table de travail est située au sonnet de la machine ce qui assure me facilité c travail et cie manipulation. R - Spindle boring machine according to claim 1, characterized by the fact that the work table is located at the sonnet of the machine which ensures ease of work and handling.
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