FR2617075A2 - Horizontal boring machine - Google Patents

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Abstract

The invention relates to the field of machine tools. The rotary tool-carrying spindle 6 of the boring machine can rotate and slide in two hydrostatic bearings one of which, which is the front bearing 7, has an axial length l which is greater than the diameter D of the spindle and is supported by the tailstock 5 via means 56, 58 of high radial rigidity but with the degrees of freedom of a balljoint and of small angular amplitude. The invention applies to the design of horizontal boring machines and horizontal boring/milling machines.

Description

MACHINE A ALESER HORIZONTALE
La présente addition concerne les machine-outils du type décrit au brevet principal, c'est-à-dire les machines à aléser horizontales comportant un bâti avec des moyens de support et de fixation d'une pièce à usiner, ainsi qu'un montant sur lequel peut coulisser verticalement une poupée qui supporte une broche horizontale rotative porte-outil reliée à un moteur d'entrainement en rotation et, d'une façon plus particulière, de telles machines dans lesquelles la broche horizontale porte-outil est montée directement dans la poupée au moyen de paliers hydrostatiques conçus de façon à permettre à ladite broche de subir aussi des mouvements de translation longitudinale horizontale dans la poupée sous l'action de moyens de commande d'avance auxquels elle est reliée.HORIZONTAL BORING MACHINE
This addition relates to machine tools of the type described in the main patent, that is to say horizontal boring machines comprising a frame with means for supporting and fixing a workpiece, as well as an amount on which can slide vertically a headstock which supports a rotary horizontal tool-holder spindle connected to a rotary drive motor and, more particularly, such machines in which the horizontal tool-holder spindle is mounted directly in the headstock by means of hydrostatic bearings designed so as to allow said spindle to also undergo horizontal longitudinal translation movements in the headstock under the action of advance control means to which it is connected.

Une telle structure a été mise au point surtout en vue d'assurer une grande précision à l'axe géométrique de la broche horizontale porte-outil. Mais, si cette broche est sollicitée très fortement en flexion, il peut arriver que l'épaisseur du film de fluide interposé entre la broche et l'alésage du :palier subisse localement des réductions excessives, ce qui peut conduire à des échauffements non uniformes de la broche ou du palier, ou même à de petites ruptures dudit film susceptibles de provoquer des amorces de grippage, des détériorations du poli des surfaces correspondantes de la broche et du palier, et par conséquent aussi à des échauffements, de sorte que la machine ne conserverait plus la grande précision d'usinage désirable.  Such a structure has been developed especially with a view to ensuring high precision at the geometric axis of the horizontal tool-holder spindle. However, if this spindle is subjected to very strong bending, it may happen that the thickness of the film of fluid interposed between the spindle and the bore of the bearing locally undergoes excessive reductions, which can lead to non-uniform heating of the spindle or the bearing, or even to small breaks in said film capable of causing seizure primers, deterioration of the polish of the corresponding surfaces of the spindle and of the bearing, and consequently also to heating, so that the machine does not would retain the desired high machining precision.

Le but de l'invention est de perfectionner les machines du type en question en vue d'éviter les inconvénients qu'on vient d'exposer. The object of the invention is to improve the machines of the type in question in order to avoid the drawbacks which have just been explained.

A cet effet, suivant l'invention, le corps du palier avant, en une seule pièce, présente une longueur axiale plus grande que le diamètre de la broche horizontale rotative porte-outil et il est supporté par la poupée par l'intermédiaire de moyens conçus et agencés de façon à lui permettre d'effectuer des mouvements de pivotement autour d'un axe géométrique instantané quelconque passant par son centre géométrique, à la façon d'un joint universel à flexibilité contrôlée. To this end, according to the invention, the body of the front bearing, in one piece, has an axial length greater than the diameter of the horizontal rotary spindle tool holder and it is supported by the headstock by means designed and arranged so as to enable it to carry out pivoting movements around any instantaneous geometric axis passing through its geometric center, in the manner of a universal joint with controlled flexibility.

Grâce à cette combinaison particulière de moyens, tout d'abord, la grande longueur d'encastrement de la broche dans le palier avant réduit les risques de déformation de celle-ci par flexion et, ensuite, le montage du palier dans la poupée par l'équivalent d'un joint universel lui permet de s'aligner automatiquement avec la broche lorsque celle-ci est sollicitée fortement en flexion, de sorte que l'épaisseur du film hydrostatique qui supporte la broche est p r e s q u e uniforme sur toute la longueur du palier, ce qui est le but recherché. Thanks to this particular combination of means, first of all, the long length of embedding the spindle in the front bearing reduces the risks of its deformation by bending and, then, the mounting of the bearing in the headstock by the the equivalent of a universal joint allows it to align itself automatically with the spindle when the latter is subjected to strong bending stress, so that the thickness of the hydrostatic film which supports the spindle is almost uniform over the entire length of the bearing, which is the goal.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples, deux modes de réalisation de l'invention. The invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the appended drawings which show, by way of examples, two embodiments of the invention.

Sur ces dessins
La Figure 1 représente, en coupe verticale, un premier mode de réalisation de montage du palier avant d'une broche rotative porte-outil d'aléseuse horizontale suivant l'invention, et
La Figure 2 est une vue analogue d'une variante.On these drawings
FIG. 1 represents, in vertical section, a first embodiment of mounting of the front bearing of a rotary spindle tool holder of horizontal boring machine according to the invention, and
Figure 2 is a similar view of a variant.

Si l'on se réfère d'abord à la Fig.1, on retrouve, en partie, la poupée 5 de la machine à aléser horizontale décrite au brevet principal, ainsi que la broche horizontale rotative porte-outil 6 montée dans le palier avant désigné dans son ensemble par 7. If we first refer to Fig.1, we find, in part, the headstock 5 of the horizontal boring machine described in the main patent, as well as the horizontal rotary spindle tool holder 6 mounted in the front bearing designated as a whole by 7.

Dans l'exemple représenté ici, ce palier est d'une conception et d'un montage particuliers. In the example shown here, this bearing is of a particular design and assembly.

Tout d'abord, sa longueur "1" est plus grande que le diamètre "D" de la broche horizontale porte-outil 6 et, dans l'exemple représenté, il présente deux ensembles de poches hydrostatiques 51, 52 séparés par une distance d'environ 150 mm, ce qui assure un double guidage hydrostatique de la broche rotative porte-outil sur une grande longueur d'encastrement de la broche dans ledit palier. First of all, its length "1" is greater than the diameter "D" of the horizontal tool-holder spindle 6 and, in the example shown, it has two sets of hydrostatic pockets 51, 52 separated by a distance d '' approximately 150 mm, which ensures a double hydrostatic guide of the rotary tool-holder spindle over a long length of embedding of the spindle in said bearing.

Ensuite, ce palier avant 7 est supporté par la poupée 5 d'une manière particulière, à savoir : par des moyens fixés contre la face avant verticale plane 55 de la poupée 5. Ces moyens comportent une membrane annulaire plane 56 située dans le plan géométrique transversal médian 57 du palier 7 et dont le bord intérieur est solidaire dudit palier, tandis que son bord extérieur est solidaire de la surface cylindrique intérieure d'une couronne cylindrique 58 fixée, à plat, contre la face avant 55 de la poupée 5 par des vis 59. La membrane annulaire 56 est, par exemple, en acier trempé. La moitié arrière du corps du palier 7 est logée, avec du jeu, dans un évidement 61 de la poupée. Then, this front bearing 7 is supported by the headstock 5 in a particular way, namely: by means fixed against the flat vertical front face 55 of the headstock 5. These means comprise a flat annular membrane 56 located in the geometric plane transverse median 57 of the bearing 7 and whose inner edge is secured to said bearing, while its outer edge is secured to the inner cylindrical surface of a cylindrical crown 58 fixed, flat, against the front face 55 of the headstock 5 by screw 59. The annular membrane 56 is, for example, of hardened steel. The rear half of the bearing body 7 is housed, with play, in a recess 61 of the headstock.

Ainsi, le milieu "0" de l'axe géométrique du palier se trouve en permanence sur l'axe géométrique de la couronne 58 grâce à la grande rigidité radiale de la membrane annulaire 56, mais l'axe géométrique dudit palier a la possibilité de s'aligner librement sur l'axe géométrique de la broche porte-outil sous l'effet de la souplesse de la membrane qui permet à deux points diamétralement opposés de se déplacer très légèrement axialement en sens opposés.De cette manière, lorsque la broche porteoutil est sollicitée fortement en flexion, l'épaisseur du film de liquide entre la broche et le palier peut conserver une épaisseur presque uniforme sur toute la longueur dudit palier, ce qui est le but recherché pour l'obtention d'une capacité de charge maximale admissible sur le palier. Thus, the middle "0" of the geometric axis of the bearing is permanently on the geometric axis of the crown 58 thanks to the high radial rigidity of the annular membrane 56, but the geometric axis of said bearing has the possibility of freely align on the geometric axis of the tool spindle under the effect of the flexibility of the membrane which allows two diametrically opposite points to move very slightly axially in opposite directions. In this way, when the tool spindle is strongly stressed in bending, the thickness of the liquid film between the spindle and the bearing can maintain an almost uniform thickness over the entire length of said bearing, which is the aim sought for obtaining a maximum admissible load capacity on the landing.

L'ensemble comprenant le palier, la membrane annulaire et la couronne de fixation peut être usiné dans la masse. The assembly comprising the bearing, the annular membrane and the fixing ring can be machined in the mass.

Sur la Fig. 2, on a représenté une variante du mode de réalisation de la Fig. 1, en conservant les m8- mes chiffres de référence pour désigner les mêmes organes. In Fig. 2, a variant of the embodiment of FIG. 1, keeping the same reference numbers to designate the same bodies.

La différence entre les deux modes de réalisation réside dans la structure des moyens de support du palier 7. Dans cette variante, lesdits moyens sont constitués par une couronne cylindrique rigide 58, (en deux pièces 58A, 58B pour des raisons de montage), également fixée, à plat, contre la face avant 55 de la poupée par des vis 59, mais dont l'alésage est en forme de segment géométrique sphérique 64 de rayon "R" et de centre "0" ("O" étant le centre géométrique du palier) en contact glissant avec un autre segment géométrique sphérique 65 solidaire du palier 7 et coaxial à celui-ci.The difference between the two embodiments lies in the structure of the bearing support means 7. In this variant, said means consist of a rigid cylindrical ring 58, (in two parts 58A, 58B for mounting reasons), also fixed, flat, against the front face 55 of the headstock by screws 59, but whose bore is in the form of a spherical geometric segment 64 of radius "R" and center "0" ("O" being the geometric center of the bearing) in sliding contact with another spherical geometrical segment 65 integral with the bearing 7 and coaxial with it.

Le palier se trouve ainsi monté à la façon d'une rotule de centre "0" de faible amplitude angulaire et peut s'aligner automatiquement librement sur la broche 6 autour de ce point, comme dans le mode de réalisation de la Fig. 1. The bearing is thus mounted in the manner of a ball joint of center "0" of low angular amplitude and can automatically align itself freely on the spindle 6 around this point, as in the embodiment of FIG. 1.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnés à titre d'exemple; on peut y apporter de nombreuses modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. Of course, the invention is not limited to the embodiments described and shown which have been given by way of example; many modifications can be made to it, depending on the applications envisaged, without departing from the scope of the invention.

C'est ainsi, notamment, que les moyens de support du palier pourraient être réalisés d'une tout autre manière que celles décrites plus haut, pourvu qu'ils en présentent les mêmes caractéristiques générales, à savoir une grande rigidité radiale et une liberté contrôlée d'orientation autour du centre géométrique du palier.  Thus, in particular, that the bearing support means could be made in a completely different way from those described above, provided that they have the same general characteristics, namely great radial rigidity and controlled freedom orientation around the geometric center of the bearing.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Machine à aléser horizontale du type décrit au brevet principal, c'est-à-dire comportant un bâti avec des moyens de support et de fixation d'une pièce à usiner, ainsi qu'un montant sur lequel peut coulisser verticalement une poupée qui supporte une broche horizontale rotative porte-outil reliée à un moteur d'entratnement en rotation, la broche horizontale rotative porte-outil étant montée directement dans la poupée au moyen de paliers hydrostatiques conçus de façon à permettre à ladite broche de subir aussi des mouvements de translation longitudinale horizontale dans la poupée sous l'ac'ion de moyens de commande d'avance auxquels elle est reliée, caractérisée en ce que le corps du palier avant (7), en une seule pièce, présente une longueur axiale "1" plus grande que le diamètre de la broche horizontale rotative porte-outil (6) et il est supporté par la poupée (5) par l'intermédiaire de moyens (56, 58 - 58, 65) conçus et agencés de façon à lui permettre d'effectuer des mouvements de pivotement. 1. Horizontal boring machine of the type described in the main patent, that is to say comprising a frame with means for supporting and fixing a workpiece, as well as an upright on which a doll can slide vertically which supports a horizontal rotary tool-holder spindle connected to a rotary drive motor, the horizontal rotary tool-holder spindle being mounted directly in the headstock by means of hydrostatic bearings designed so as to allow said spindle to also undergo movements of horizontal longitudinal translation in the headstock under the action of feed control means to which it is connected, characterized in that the body of the front bearing (7), in one piece, has an axial length "1" larger than the diameter of the horizontal rotary tool-holder spindle (6) and it is supported by the headstock (5) by means (56, 58 - 58, 65) designed and arranged so as to allow it to '' make movements of pivoting. autour d'un axe géométrique instantané quelconque passant par son centre géométrique ("O"), à la façon d'un joint universel.around any instantaneous geometric axis passing through its geometric center ("O"), like a universal joint. 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce les moyens (58) de support du palier (7) sont fixés contre la face avant (55) de la poupée (5). 2. Machine according to claim 1, characterized in that the means (58) for supporting the bearing (7) are fixed against the front face (55) of the headstock (5). 3. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens (56,65) de support du palier (7) fixés contre la face avant (55) de la poupée sont reliés au palier dans une zone qui englobe le plan transversal médian (57) dudit palier. 3. Machine according to claim 2, characterized in that the means (56,65) for supporting the bearing (7) fixed against the front face (55) of the headstock are connected to the bearing in an area which includes the median transverse plane (57) of said bearing. 4. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de support du palier 7 sont constitués par une membrane annulaire plane (56) dont le bord intérieur est solidaire du palier et le bord extérieur so lidaire d'une couronne (58) fixée, à plat, contre la face avant (55) de la poupée (5). 4. Machine according to claim 2, characterized in that the support means of the bearing 7 are constituted by a flat annular membrane (56) whose inner edge is secured to the bearing and the outer edge so lidaire of a crown (58) fixed, flat, against the front face (55) of the headstock (5). 5. Machine suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de support du palier 7 sont constitués par une couronne rigide (58) qui est fixée, à plat, contre la face avant (55) de la poupée (5) et dont l'alésage est en forme de segment géométrique sphérique (64) en contact glissant avec un autre segment géométrique sphérique (65) solidaire du palier (7). 5. Machine according to claim 2, characterized in that the support means of the bearing 7 are constituted by a rigid ring (58) which is fixed, flat, against the front face (55) of the headstock (5) and of which the bore is in the form of a spherical geometric segment (64) in sliding contact with another spherical geometric segment (65) integral with the bearing (7). 6. Machine suivant les revendications t à 5 caractérisée en ce que la partie arrière du palier (7) est logée, avec du jeu, dans un évidement correspondant (61) de la poupée (5). 6. Machine according to claims t to 5 characterized in that the rear part of the bearing (7) is housed, with play, in a corresponding recess (61) of the headstock (5). 7. Machine suivant les revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le palier (7) présente deux zones de guidage (51, 52) séparées l'une de l'autre en direction axiale.  7. Machine according to claims 1 to 6, characterized in that the bearing (7) has two guide zones (51, 52) separated from one another in the axial direction.
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