FR2617071A1 - Device for adjusting the depth and positive drive of tools used on machine tools - Google Patents

Device for adjusting the depth and positive drive of tools used on machine tools Download PDF

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    • B23B31/208—Longitudinally-split sleeves, e.g. collet chucks with a tool positioning stop

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Abstract

The subject of the invention relates to the technical field of members of the tool holder type which can be fitted to machine tools. According to the invention, the interchangeable part 2 or actual tool holder has, in axial alignment with the tool 0 and immediately behind it, a member 8 mounted with axial sliding and rotationally indexed with respect to the said tool holder, this member being angularly connected to the tool, then an independent means 9 mounted with simultaneous axial displacement and rotation in the axis of the tool holder and capable of being moved directly or by means of suitable tooling.

Description

L'invention concerne un dispositif assurant le régla- ge en profondeur et l'entraînement positif d'outils utilisés sur des machines-outils
L'objet de l'invention se rattache au secteur techni- que des organes du type porte-outils adaptables sur les machinesoutils.The invention relates to a device for the deep adjustment and the positive drive of tools used on machine tools.
The object of the invention is related to the technical sector of the organs of the type of toolholders adaptable on machine tools.

Il est bien connu d'utiliser dans l'industrie mb.ani- que des porte-outils a changement rapide permettant en particulier de réduire le temps de changement d'outils sur les machines classiques ou du type chaine-transfert. Généralement les outils sont associés a des masques, des gabarits, des canons et autres éléments de guidage permettant l'usinage ',en l'air avec toute la précision nécessaire
Depuis quelques années sont apparues de nouvelle, implantations d'ateliers et de nouvelles conceptions de travail des métaux : machines a commande numérique a tata, multibrcches, machines modulaires pour ateliers flexibles, machines-cuti le a cycle automatiques préréglage des outils avant montage Dans ce genre de machines, le type d'outillage précité s'avère encom brant, difficile a utiliser avec des guides. et non adapté aux rendements et a la précision de travail exigés dans l'industrie moderne.It is well known to use quick-change tool holders in the industrial industry, in particular to reduce the tool changeover time on conventional or chain-transfer machines. Generally the tools are associated with masks, templates, barrels and other guiding elements for machining 'in the air with all the necessary precision
In the last few years new products have been introduced: workshops and new metalworking designs: numerical control machines for tata, multi-spindles, modular machines for flexible workshops, automatic cycle machines pre-adjustment of tools before assembly. machines, the type of tool mentioned above is overwhelming, difficult to use with guides. and not suited to the efficiencies and precision of work required in modern industry.

Il a donc été nécessaire d'étudier de nouveaux outillages compatibles avec ces machines et plus performants en par- ticulier autorisant le préréglage des outils en dehors des machines. Pour cela, on a mis en oeuvre des organes se présentant soit sous la forme d'un module indépendant adaptable sur des extrémités de broches de machines, soit directement intégrés dans la construction des broches. Ces organes comprennent une partie reliée à la broche de la machine par exemple un mandrin a changement rapide ou un équipement correspondant de la broche et une partie interchangeable ou porte-outil constitué par une douille a changement rapide qui peut être de plusieurs types douilles porte-pinces, douilles flottantess porte-alésoirs. It has therefore been necessary to study new tools that are compatible with these machines and more efficient in particular, allowing tools to be pre-adjusted outside the machines. For this, it has implemented organs in the form of an independent module adaptable on the ends of machine pins, or directly integrated in the construction of the pins. These members comprise a part connected to the spindle of the machine, for example a quick-change mandrel or a corresponding equipment of the spindle and an interchangeable part or toolholder constituted by a quick-change bushing which can be of several types bearing bushings. clamps, floating sleeves and reamer holders.

douilles porte-tarauds
Pour prérégler a l'avance la profondeur de travail de l'outil monté dans la douille, il est indispensable de prévùr sur ladite douille un moyen de réglage rapide et pour vits tout risque de glissement entre l'élément de serrage de la douille (pince par exemple) et l'outil sous l'effet du couple de rotation appliqué aux parties actives de l'outil, il est ré- cessaire d'entraîner positivement l'outil, cela tout en se ré- servant la possibilité de réglage axial.tap holders
In order to pre-set the working depth of the tool mounted in the bush in advance, it is essential to provide a means of rapid adjustment on said bushing and to avoid any risk of sliding between the clamping element of the bushing (clamp for example) and the tool under the effect of the torque applied to the active parts of the tool, it is necessary to positively drive the tool, while retaining the possibility of axial adjustment.

Le dispositif selon l'invention se propose de rèpon dre d'une manière simple, économique et fiable, a ces critères
Pour cela et selon une première caractéristique > la partie interchangeable ou porte-outil proprement dit, présente dans l'alignement axial avec l'outil et immédiatement derrière, un organe monté à coulissement axial et indexé en rotation par rapport audit porte-outil, cet organe étant relié anlairement à l'outil, puis un moyen indépendant monté à rotation et dépla- remuent axial simultanés dans l'axe du porte-outil. et manoeuvra- bis directement ou par l'intermédiaire d'un outillage approprié.The device according to the invention proposes to meet in a simple, economical and reliable way, to these criteria
For this purpose and according to a first characteristic> the interchangeable part or tool holder itself, present in axial alignment with the tool and immediately behind, a member mounted to slide axially and indexed in rotation with respect to said tool holder, this the member being connected to the tool, then an independent means mounted for rotation and moving axially simultaneously in the axis of the tool holder. and maneuver it directly or through appropriate tools.

Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. These and other features will be apparent from the rest of the description.

Pour fixer l'objet de l'invention sans touteffois le limiter dans les dessins annexés
- la figure 1 est une vue en demi-coupe et demi-vue extérieure illustrant un exemple d'outillage équipé du dispositif selon l'invention et monté dans la broche d'une machine,
- la figure 2 est une vue en coupe montrant une douille porte-pinces seule avec le dispositif selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en perspective illustrant les deux éléments du dispositif selon l'invention dans une forme non limitative de réalisation,
- la figure 4 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 4.4. de la figure 2 montrant l'indexation angulaire de l'organe entraîneur dans la douille,
- la figure 5 est une vue en perspective illustrant une variante de réalisation du moyen de réglage en profondeur,
- la figure 6 est une vue en plan du moyen de réglage en profondeur,
- la figure 7 est une vue en coupe montrant une variante de réalisation de l'indexation angulaire de l'organe entraîneur dans la douille.To fix the object of the invention without limiting it limit it in the accompanying drawings
FIG. 1 is a view in half-section and an external half-view illustrating an example of tooling equipped with the device according to the invention and mounted in the spindle of a machine,
FIG. 2 is a sectional view showing a gripper holder alone with the device according to the invention,
FIG. 3 is a perspective view illustrating the two elements of the device according to the invention in a nonlimiting embodiment,
- Figure 4 is a sectional view taken along the line 4.4. of FIG. 2 showing the angular indexing of the driving member in the socket,
FIG. 5 is a perspective view illustrating an alternative embodiment of the depth adjustment means,
FIG. 6 is a plan view of the depth adjustment means,
- Figure 7 is a sectional view showing an alternative embodiment of the angular indexing of the drive member in the sleeve.

Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins et appliquées à un outillage de perçage avec mandrin a changement rapide recevant des douilles porte-pinces à changement rapide. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in non-limiting embodiments illustrated in the figures of the drawings and applied to a drilling tool with a quick-change mandrel receiving quick-change gripper holders. .

D'une manière connue, le mandrin à changement rapide (1) dans cet exemple, comprend une queue cylindrique (la) aménagée intérieurement pour sa fixation dans la broche (B > de la machine et son entra nement en rotation. Un corps (1b) reçoit la douille à changement rapide (2) par un alésage conique (lc > pour l'engagement de la portée conique correspondante (2e) de la douille, qui présente une gorge (2b > formant chemin de roulement pour des billes (3 > logées dans des ouvertures radiales (1d) du corps.Une bague (4) empoche les billes de s'écarter radialement et autorise par relevage à l'encontre d'un ressort (5 > leur écartement radial pour l'introduction de la douille dans le mandrin. Une liaison maIe-femelle (1c), (2c > assure l'entraînement en rotation de la douille. In a known manner, the quick-change mandrel (1) in this example comprises a cylindrical shank (la) arranged internally for fixing it in the spindle (B) of the machine and its rotational drive. ) receives the quick-change bush (2) through a tapered bore (1c) for engaging the corresponding conical bearing surface (2e) of the bushing, which has a groove (2b> forming a raceway for balls (3> housed in radial openings (1d) of the body.A ring (4) pockets the balls to deviate radially and allows by lifting against a spring (5> their radial spacing for the introduction of the sleeve in the mandrel A maI-female connection (1c), (2c> ensures the rotation of the sleeve.

La douille (2) présente axialement en partant de sa face inférieure, un alésage conique (2d) pour l'emmanchement d'une pince (6) destinée à centrer et à serrer l'outil (0) par l'intermédiaire d'un écrou (7). The sleeve (2) has axially from its lower face, a conical bore (2d) for fitting a clamp (6) for centering and clamping the tool (0) via a nut (7).

Selon l'invention, l'outil (0) doit être entraîné positivement en rotation sans risque de glissement par rapport à la pince, et doit pouvoir Entre réglé en profondeur avant montage de la douille dans le mandrin. According to the invention, the tool (0) must be positively rotated without any risk of sliding relative to the clamp, and must be able to be adjusted in depth before mounting the sleeve in the mandrel.

Pour cela, la douille présente axialement a partir de sa face supérieure, un trou fileté (2e) qui de préférence ne débouche pas dans l'alésage conique (2d). Dans ce taraudage, on exécute par tous moyens tels que électro-érosion, des empreintes régulières et de faible profondeur (f) délimitant entre Elles un polygone régulier, un carré par exemple et qui s'étendent jusqu'a la fin du taraudage. En variante, le taraudage et d6- boucher dans l'alésage conique et les empreintes sont alors arrotées un peu avant. For this, the sleeve has axially from its upper face, a threaded hole (2e) which preferably does not open into the conical bore (2d). In this tapping, one carries out by any means such as electro-erosion, regular and shallow footprints (f) delimiting between them a regular polygon, a square for example and which extend until the end of the tapping. Alternatively, the tapping and unscrewing in the tapered bore and the indentations are then peeled off a little before.

Entre ces empreintes est logé à coulissement un organe entraîneur (B) de section correspondante dont la face in férieure est aménagée pour être reliée fermement avec la queue de l'outil. fi cet effet, il est prévu par exemple un assemblage mâle-femelle du type entaille axiale (8a) sur l'entraneur et tenon (01) sur la queue de l'outil. Bien entendu, l'organe t8) peut présenter deux entailles perpendiculaires, ou bien d'autres formes en saillie d'entraînement de l'outil avec formes en creux complémentaires. De même, les parties males et femelles peuvent être inversées. Between these cavities is slidably housed a correspondingly shaped drive member (B) whose inner face is arranged to be firmly connected to the tail of the tool. For this purpose, it is provided for example a male-female assembly of the type axial notch (8a) on the trainer and tenon (01) on the tail of the tool. Of course, the body t8) may have two perpendicular cuts, or other forms protruding drive the tool with complementary hollow shapes. Similarly, the male and female parts can be reversed.

Suivant une autre variante illustrée à la figure 7, l'indexation angulaire de l'organe (8) dans la douille est obtenue par coulissement dudit organe dans un logement (2ge de même section, réalisé entre le taraudage (2e > et la portée conique (2d). According to another variant illustrated in Figure 7, the angular indexing of the member (8) in the sleeve is obtained by sliding said member in a housing (2ge same section, made between the tapping (2nd> and the conical range (2d).

A la suite de l'organe (8) est logée une vis de réglage (9) de préférence à pas fin qui par vissage dans le taraudage (2e > permet de pousser vers le bas l'ensemble organe outil (0), après léger desserage s'il y a lieu de la pince (6) à l'aide de l'écrou (7), afin de positionner l'outil à une profondeur (P) donnée et controlable par tous moyens connus. Following the member (8) is housed a setting screw (9) preferably fine pitch which by screwing into the thread (2e> allows to push down the tool member assembly (0) after light if necessary loosen the clamp (6) with the nut (7), in order to position the tool at a given depth (P) and controllable by any known means.

Pour effectuer ce réglage, la vis (9) est équipée à sa partie supérieure d'un moyen de manoeuvre qui peut entre de manière classique constitué par au moins une encoche d'entraînement, par un tournevis ou par une empreinte en creux polygonale pour une clé mâle correspondante, ou bien comme illustré, par des trous t9a) pour une clé à ergots, ou encore par un bouton moleté (9b) formé directement dans la vis. En variante, on peut prévoir d'autres types de réglage que la vis, par exemple par déplacement hélicoïdal d'un poussoir.  To perform this adjustment, the screw (9) is equipped at its upper part with an operating means which can conventionally comprise at least one drive notch, a screwdriver or a polygonal recess for a corresponding male key, or as illustrated, by holes t9a) for a pin key, or by a knurled knob (9b) formed directly in the screw. Alternatively, one can provide other types of adjustment that the screw, for example by helical movement of a pusher.

Lorsque le réglage désiré est obtenu, il faut immnbi- liser cette vis afin d'éviter tout déréglage par vibrations ou autres. Pour cela, on peut prévoir différents moyens tels que des joints toriques, des plots frotteurs, ou comme illustré, un coin tronconique (101 engagé dans un évidement correspondant (9c) de la vis < 9) qui présente au moins une fente (9e) pour autoriser son expansion diamétrale par action sur le coin dont la partie inférieure (10)a) est filetée pour se visser dans ur taraudage (9e) de la vis (9) qui est alors retenue par ur moye tel que clé à ergots coopérant avec les trous (9a) de la vis. When the desired setting is obtained, this screw must be immi- bilized in order to avoid any adjustment by vibrations or others. For this, one can provide various means such as O-rings, pads rubbers, or as illustrated, a frustoconical wedge (101 engaged in a corresponding recess (9c) of the screw <9) having at least one slot (9e) to allow its diametric expansion by action on the wedge whose lower part (10) a) is threaded to screw itself into the thread (9e) of the screw (9) which is then retained by ur moye such as peg wrench cooperating with the holes (9a) of the screw.

Les avantages ressortent bien de la description. En particulier, on souligne l'entraînement ferme e octet on de l'outil par l'organe (S > sans influence sur le riblage en profondeur du fait de l'indépendance dudit organe avec la vs de réglage. The advantages are apparent from the description. In particular, it emphasizes the firm drive e byte on the tool by the member (S> without influence on the depth targeting because of the independence of said body with the setting vs.

L'ensemble de l'outillage ainsi réalisé ffr gal=- ment les avantages suivants
- haute précision axiale et radiale du centrage conique,
- faible dégagement lors du changement des douilles,
- entraînement positif des douilles par liaison maIe femelle, avec dissociation des éléments de centrage et de retenue des douilles par rapport avec l'élément d'entraînement, ce qui permet d'obtenir une très bonne précision de rotation,
- faible encombrement et poids réduit,
- maniement d'une seule main des douilles lors de l'échange par relevage de la bague et échappement aisé des emmanchements coniques.All the tools thus produced also have the following advantages:
- high axial and radial precision of the conical centering,
- low clearance when changing bushings,
positive drive of the bushings by female link, with dissociation of the centering elements and retention of the bushings with respect to the driving element, which makes it possible to obtain a very good precision of rotation,
- small footprint and reduced weight,
- one-handed operation of the bushings when exchanging by lifting the bushing and easy escape of the conical bushings.

- facilité de réglage en profondeur et immobilisation de la vis après réglage évitant tout risque de rotation inopiné.  - ease of adjustment in depth and immobilization of the screw after adjustment avoiding any risk of unexpected rotation.

Claims (1)

R E V E N D I C A T I O N S R E V E N D I C A T IO N S - Dispositif assurant le réglage en profondeur et l'entrainement positif d'outils utilisés sur des machines-outils et posi tionnés dans la partie interchangeable d'un porte-outil à changement rapide, caractérisé en ce que la partie interchangeable (2) ou porte-outil proprement dit présente dans l'alignement axial avec l'outil < O) et immédiatement derrière, un organe (8) monté à coulissement axial et indexé en rotation par rapport audit porte-outil, cet organe étant relié angulairement à l'ou- til, puis un moyen t9) indépendant monté à rotation et déplac-- ment axial simultanés dans l'axe du porte-outil, et manoeuvrable directement ou par l'intermédiaire d'un outillage approprié. - Device for the depth adjustment and positive drive of tools used on machine tools and positioned in the interchangeable part of a quick-change toolholder, characterized in that the interchangeable part (2) or door -tool itself present in axial alignment with the tool <O) and immediately behind, a member (8) mounted to slide axially and indexed in rotation relative to said tool holder, this member being angularly connected to the or and then an independent means (t9) mounted for simultaneous rotation and axial displacement in the axis of the tool holder, and operable directly or by means of appropriate tools. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe entraineur (8) et l'outil < O) sont reliés positivement par un assemblage du type male-femelle (8a), (01), Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indexation angulaire de l'organe (8) monté à coulissement par rapport au porte-outil (2) est obtenue par des empreintes de faible profondeur t2f) réalisées de manière régulièrement espacées dans le logement (2e) du moyen de réglage (9 > , et délimitant entre elles un polygone régulier, carré par exemple, dans lequel est introduit l'organe < 8) de section correspondante -4- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'indexation angulaire de l'organe t8) monté à coulissement par rapport au porte-outil (2), est obtenue par une partie polygonale t2g) réalisée entre le logement (2e) du moyen de règlage < 9) et un alésage conique < 2d) de montage de l'élément (6) de centrage et de serrage de l'outil tO) ; l'organe (8) étant de section correspondante à celle de la partie (2g).  2 Device according to claim 1, characterized in that the drive member (8) and the tool <O) are positively connected by a male-female type assembly (8a), (01), Device according to claim 1, characterized in that the angular indexing of the member (8) slidably mounted relative to the tool holder (2) is obtained by shallow impressions t2f) made regularly spaced in the housing (2e) of the means (9>, and delimiting between them a regular polygon, square for example, in which is introduced the member (8) of corresponding section -4- Device according to claim 1, characterized in that the angular indexing of the member t8) slidably mounted relative to the tool holder (2) is obtained by a polygonal portion t2g) formed between the housing (2e) of the adjusting means (9) and a conical bore (2d) for mounting the element (6) for centering and clamping the tool t0); the member (8) being of section corresponding to that of the portion (2g). -5- Dispositif selon la revendication i, caractérisé n ce que le moyen (9) de réglage en profondeur de l'outil (0) est une vs de préférence à pas fin montée dans un taraudage (2e) du pDrte- outil (2), pour pousser lors du vissage, l'ensemble organe (-e:- outil (0) après léger desserrage s'il y a lieu de l'élément (6) de centrage et de serrage de l'outil. -5- Device according to claim i, characterized n that the means (9) for adjusting the depth of the tool (0) is vs vs preferably fine pitch mounted in a tapping (2e) of pDrte- tool (2) ), to push during screwing, the whole body member (-e: - tool (0) after slight loosening if necessary element (6) of centering and clamping of the tool. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manoeuvre de la vis (9) s'opère à l'aide d'un outillage du type tournevis, clé mêle a pans, clé à ergots, engagé dans au moins une encoche, une forme en creux polygonale ou des trous (9a) de la vis.-6- Device according to claim 5, characterized in that the operation of the screw (9) is carried out using a screwdriver type of tool, key mixed with tails, key pins, engaged in at least one notch, a polygonal hollow form or holes (9a) of the screw. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manoeuvre de la vis (9) s'opère par un bouton moleté (9b) formé directement sur la vis. Device according to claim 5, characterized in that the operation of the screw (9) is operated by a knurled knob (9b) formed directly on the screw. - 8 - Dispositif selon les revendications i et 5 ensemble, ca ractérisé en ce que le moyen (9) est immobilisé après réglage de la profondeur de l'outil par tous moyens associés à la vis et venant en contact à frottement avec des logements de la vis afin d'éviter toute rotation intempestive.- 8 - Device according to claims i and 5 together, ca characterized in that the means (9) is immobilized after adjusting the depth of the tool by any means associated with the screw and coming into friction contact with housing of the screw to prevent untimely rotation. - 9 - Dispositif selon les revendications 5 et 8 ensemble, ca ractérisé en ce que l'immobilisation de la vis (9) est obtenue par un coin tronconique (10) engagé dans un évidement correspondant (9c) de la vis qui présente au moins une fente (9d > pour son expansion diamétrale par action sur le coin dont la partie inférieure (lova) est filetée pour se visser dans le fond de la vis (9) qui est alors retenue par tous moyens a partir de ses formes d'entraînement en rotation. - 9 - Device according to claims 5 and 8 together, ca characterized in that the immobilization of the screw (9) is obtained by a frustoconical wedge (10) engaged in a corresponding recess (9c) of the screw which has at least a slot (9d> for its diametrical expansion action on the corner whose lower part (lova) is threaded to screw into the bottom of the screw (9) which is then retained by any means from its training forms in rotation.
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