FR2636553A1 - Broche porte-outil d'alesage-fraisage et dispositif d'alesage-fraisage comportant une telle broche - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'une broche 3 porte-outil d'alésage-fraisage et d'un dispositif comportant une telle broche. La broche comprend un corps 5 percé de part en part d'un alésage cylindrique 15 agencé pour guider et soutenir axialement un arbre rotatif principal 9 porte-outil 11, des moyens de support 6 du corps, des moyens de déplacement 7 du corps 5 par rapport aux moyens de support 6. La broche comporte de plus un boîtier 18 comprenant un alésage cylindrique 19 contenant un arbre rotatif auxiliaire 21 porte-outil, d'axe perpendiculaire et sécant à l'axe de l'arbre rotatif principal, des moyens 25 de solidarisation en rotation de l'arbre auxiliaire 21 avec l'arbre principal et des moyens de rotation 30 du boîtier 18 par rapport au corps 5 autour de l'axe 10 de l'arbre principal 9.

Description

Broche porte-outil d'alesage-fraisage et dispositif d'alésage-fraisage comportant une telle broche.

La présente invention concerne les broches porte-outil d'alésage-fraisage du type comprenant un corps percé de part en part d'un alésage cylindrique contenant un arbre rotatif principal propre a porter un outil fixable axialement et rigidement å une extrémité porte-outil dudit arbre principal, ledit alésage étant agencé pour guider et soutenir axialement ledit arbre principal mobile en rotation a l'intérieur de l'alésage et solidaire avec le corps dans le sens axial, des moyens de support du corps, et des moyens de déplacement du corps dans le sens axial de l'arbre principal par rapport auxdits moyens de support.

L'invention concerne également les dispositifs d'alésage-fraisage comportant une telle broche.

Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine de l'alésage-fraisage de pièce métallique du type constituée par une tôle, ou un élément de bâti de structure plus complexe,de dimensions maximales de l'ordre de 2 m x 4 m x 2 m et de poids ne dépassant pas 5 t, tel qu'un carter de moteur par exemple.

Les broches d'alésage-fraisage de l'art anté- rieur et les dispositifs comportant de telles broches, ne permettent pas de percer, aléser ou fraiser une pièce d'un certain encombrement du type ci-dessus mentionné et fixée sur un support, å n'importe quel emplacement déterminé de la pièce non caché par ledit support, et dans n'importe quelle direction, sans manutention de ladite pièce.

En effet, pour atteindre certains emplacements, il est nécessaire de détacher la pièce de son support et de la repositionner de façon à ce que la face de la pièce à atteindre soit dirigée vers la broche porteoutil et puisse être ainsi usinée par cette dernière.

Il faut donc prévoir la manutention de la pièce, ce qui demande l'intervention fréquente d'une main d'oeuvre et ce qui entraîne une perte de temps non négligeable lors de l'usinage.

La présente invention vise å minimiser ces inconvénients, et propose å cet effet une broche d'alésage-fraisage permettant d'effectuer le perçage, l'alésage ou le fraisage d'une pièce placée sur un ensemble de support, aux emplacements de la pièce a usiner non cachés par ledit ensemble de support, et suivant un plus grand nombre d'orientations qu'avec les broches de l'art antérieur, avec une excellente précision et sans nécessité de déplacer ladite pièce aussi souvent que dans l'art antérieur.

La présente invention propose également un dispositif comprenant une telle broche d'alésage fraisage et un ensemble de support, de maintien et de blocage dans plusieurs positions déterminées et orientations déterminées par rapport å un repère de référence orthogonal Ox, Oy, Oz, de la pièce a usiner par ladite broche.

Avec un dispositif selon l'invention il est donc possible d'atteindre toutes les faces externes de la pièce qui ne reposent pas sur l'ensemble de support de la pièce ainsi que les faces internes de la pièce, quand celles-ci sont accessibles malgré l'encombrement de la broche, et ce, dans n'importe quelle direction.

Un autre avantage important de l'invention réside dans sa simplicité de mise en oeuvre. Un seul ouvrier, qui n'a pas besoin de qualification particu lièvre, est nécessaire, le positionnement de la pièce par rapport a la broche et de l'outil de la broche par rapport å la partie de la pièce a usiner pouvant par ailleurs étre automatisé.

Grâce au dispositif selon l'invention, le coût d'alésage-fraisage d'une pièce métallique d'une certaine dimension, en atelier, est abaissé et n'est plus fonction du nombre de structures à fabriquer. Ainsi, le coAt d'une structure "unique" devient similaire au coût d'une structure de série.

Dans ce but, l'invention propose une broche porte-outil d'alésage-fraisage du type ci-dessus défini, caractérisé en ce qu'elle comporte de plus, disposé å proximité de l'extrémité porte-outil de l'arbre principal, un boîtier comprenant un alésage cylindrique d'axe perpendiculaire et sécant å l'axe de l'alésage cylindrique du corps, contenant un arbre rotatif auxiliaire d'axe perpendiculaire et sécant 8 l'axe de l'arbre rotatif principal, le dit arbre rotatif auxiliaire étant propre å porter un outil fixable axialement et rigidement å une extrémité dudit arbre auxiliaire,
des moyens de solidarisation en rotation de l'arbre auxiliaire avec l'arbre principal,
et des moyens de rotation du boîtier par rapport au corps, autour de l'axe de l'arbre principal.

L'invention propose également essentiellement un dispositif d'alésage-fraisage d'une pièce å usiner comprenant une broche porte-outil d'alésage-fraisage du type ci-dessus défini et un ensemble de support de maintien et de blocage dans une position déterminée par rapport à un repère de référence orthogonal Ox, 0y, Oz de la pièce å usiner.

Dans un mode avantageux de réalisation du dispositif, celui-ci est caractérisé en ce que les moyens de positionnement de la broche porte-outil, comprenant les moyens de support du corps, les moyens de déplacement du corps par rapport au support et les moyens de rotation du boîtier par rapport au corps, sont propres å positionner un outil fixé à ladite broche a des emplacements et suivant des orientations déterminés en référence au repère de référence Ox, Oy, Oz, contre la pièce à usiner, et à permettre l'usinage de ladite pièce.

Dans un mode de réalisation avantageux, l'ensemble de support, de maintien, et de blocage de la pièce a usiner comporte des moyens de positionnement de ladite pièce par rapport au repère Ox, 0y, Oz, comprenant un plateau de support et de maintien de la pièce et des moyens de rotation dudit plateau autour de trois axes orthogonaux entre eux, deux par deux, et comporte un socle supportant lesdits moyens de rotation du plateau
et en ce que le dispositif comporte des moyens de commande numérique automatique, des moyens de positionnement de la pièce et des moyens de positionnement de la broche porte-outil d'alésage-fraisage, par rapport au repère Ox, Oy, Oz de référence, pour usiner ladite pièce à des emplacements et suivant des orientations déterminées, en référence au dit repère 0x, Oy, Oz.

Avantageusement, les moyens de déplacement et de rotation des différents éléments de la broche porte-outil et/ou du dispositif comportent des moteurs d'actionnement pas- & pas.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers de réalisation donnés a titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent sur lesquels
- la Figure 1 est une vue schématique, en élévation et partiellement en coupe, montrant un dispositif comportant une broche porte-outil, selon un mode de réalisation de l'invention,
- la Figure 2 est une vue schématique, partielle et en coupe, montrant l'extrémité de la broche porte-outil selon un mode de réalisation de l'invention,
- la Figure 3 est une vue en élévation, et partiellement en coupe, d'un mode de réalisation des moyens de positionnement de la pièce å usiner du dispositif de la figure 1,
- la Figure 4 est une vue de profil, partiellement en coupe, de la figure 3,
- la Figure 5 est une vue schématique, de dessus, d'un mode de réalisation du plateau appartenant aux moyens de positionnement de l'ensemble de support, de maintien et de blocage de la pièce å usiner, selon un mode de réalisation de l'invention,
- la Figure 6 est une vue en élévation, et partiellement en coupe, d'un autre mode de réalisation des moyens de positionnement de la pièce à usiner,
- la Figure 7 est une vue de profils, partiellement en coupe, de la figure 6,
- la Figure 8 est une vue de dessus, partiellement en coupe, de la figure 6.

La figure 1 montre un dispositif d'alésagefraisage 1 d'une pièce å usiner 2. Le dispositif comporte une broche 3 porte-outil d'alésage-fraisage et un ensemble 4 de support, de maintien et de blocage, dans une position déterminée par rapport un repère de référence orthogonal Ox, Oy, Oz (par exemple 0'x', 0'y', 0'z'), de la pièce 2 å usiner. La broche porte-outil 3 comprend un corps 5, des moyens 6 de support du corps 5, et des moyens 7 de déplacement du corps dans le sens axial 8 du corps, par rapport aux dits moyens de support 6.

Sur la figure 2 on a représenté schématiquement une partie de l'intérieur de la broche porte-outil. Le corps 5 contient un arbre rotatif principal 9, propre å entraîner en rotation autour de son axe 10 confondu avec l'axe 8 du corps, un outil 11 fixé axialement et rigidement å une extrémité 12 porte-outil de l'arbre principal 9. La fixation se fait, par exemple, par vissage d'une partie filetée m le 13 de l'outil dans un trou taraudé 14 pratiqué à l'extrémité 12 de l'arbre rotatif principal 9.

L'arbre rotatif principal est disposé dans un alésage cylindrique 15 percé de part en part dans le corps 5. L'alésage est agencé pour guider et soutenir axialement l'arbre principal 9 mobile en rotation à l'intérieur, par exemple par des paliers ou des roulements. L'arbre 9 est solidaire du corps 5 dans le sens axial, par l'intermédiaire de moyens de solidarisation connus en soi (clavette, etc), non représentés sur la figure 2.

Les moyens 7 de déplacement du corps dans le sens axial 8 ou 10 de l'arbre principal, par rapport aux moyens de support, comprennent, par exemple, une roue dentée 16 actionnée par un moteur pas-à-pas, non représenté, et propre a coopérer avec des dents 17 disposées linéairement de façon connue en soi sur la surface du corps 5.

La broche porte-outil d'alésage-fraisage comporte un boîtier 18 disposé a proximité de l'extrémité 12 porte-outil de l'arbre principal. Le boîtier 18 comprend un alésage cylindrique 19, d'axe 20, perpendiculaire et sécant à l'axe de l'alésage cylindrique du corps 5. L'alésage 19 contient un arbre rotatif auxiliaire 21, d'axe perpendiculaire et sécant à l'axe de l'arbre rotatif principal 10, confondu avec l'axe 8, et propre à entraîner en rotation autour de son axe un outil 22 fixé axialement et rigidement à une extrémité de l'arbre auxiliaire, de façon similaire à la façon dont l'outil 1l est fixé sur l'extrémité de l'arbre rotatif principal 9. Des paliers 23, pour l'arbre auxiliaire, et des paliers 24, pour l'arbre principal, maintiennent et guident axialement les arbres dans leurs alésages respectifs.

La broche porte-outil comporte des moyens 25 de solidarisation en rotation de l'arbre auxiliaire 21 avec l'arbre principal 9. Ces moyens 25 de solidarisation comprennent un manchon cylindrique 26 entourant l'arbre principal 9, solidarisable en rotation avec l'arbre principal et comportant une extrémité dentée 27, propre 8 coopérer avec un pignon 28, solidaire en rotation de l'arbre auxiliaire 21. Le pignon est, par exemple, hélicoïdal ou à chevrons. Des moyens de butée 29 empêchent le pignon 28 et l'arbre 21 de se déplacer dans l'alésage du boîtier 18, tout en permettant un Jeu fonctionnel, de telle sorte que le manchon ne peut se désolidariser des dents du pignon quand le boîtier est dirigé vers le bas, par exemple.

Le manchon 26 peut être solidarisé, ou désoli darisé, en rotation de l'arbre rotatif principal 9, par exemple par l'intermédiaire de clavettes (non représentées). De cette sorte, l'arbre auxiliaire 21 peut tourner ou au contraire être immobilisé pendant la rotation de l'arbre principal.

Le boitier 18 est muni de moyens de rotation 30 du boîtier par rapport au corps autour de l'axe 10 de l'arbre principal 9. Ces moyens de rotation 30 comportent par exemple une vis sans fin 31, du type vis å bille, fixée au corps 5 et coopérant avec une partie filetée 32, solidaire du boîtier 18. Le boîtier 18 repose sur le corps 5 par l'intermediaire de roulements 33 venant en appui sur une excroissance cylindrique 34 du corps 5. La vis 31 est actionnée par un moteur pas- & pas, non représenté et permet une rotation du boîtier du boîtier 18, de 360* autour de l'axe 10.

Les moyens de support 6 (voir figure 1) comprennent une semelle 35, propre & se déplacer selon une direction horizontale déterminée, par exemple sur des galets 36 cooperant avec des rails 37, fixés sur le sol 38 de l'atelier dans lequel le dispositif selon l'invention est par exemple installé. Les moyens de support 6 comprennent également un élément porteur ou poteau 39 de la broche porte-outil, sensiblement vertical. Le poteau 39 repose sur la semelle 35 et est agencé pour tourner de t 900 par rapport à une position angulaire médiane déterminée du poteau, par rapport à la semelle 35 et autour d'un axe vertical 40. Le mouvement de rotation du poteau 39 autour de l'axe 40 solidaire de la semelle est obtenu grâce à des moyens connus en eux-memes.Ces moyens sont par exemple constitués par une vis sans fin 40a fixée au poteau 39 et agencée pour coopérer avec un filetage 40b solidaire de la semelle 35. La vis sans fin est actionnée par exemple par un moteur pas-a-pas.

Les moyens 6 de support comprennent également une structure 41 de supportage du corps 5 de la broche, solidaire en rotation du poteau et qui comporte des moyens de déplacement vertical de la structure, le long du corps du poteau 39, entre deux positions extrêmes, de butée haute et basse, par exemple sur des galets guidés par des rails solidaires de l'élément porteur 39 actionnés par une chaîne du type chaîne tireuse-pousseuse commandée par un moteur pas- & pas.

Le corps 5 est propre à pivoter autour d'un axe horizontal 42, perpendiculaire et sécant a l'axe 8 de l'alésage du corps 5. Des moyens 43, constitués par exemple par une roue dentée 44a, actionnée par un moteur pas- & pas non représenté et fixée å la structure de supportage 41, et par une roue dentée 44b solidaire du corps 5 et propre à coopérer avec la roue 44a, permettent le pivotement du corps 5 autour de l'axe 42 entre deux positions extrêmes de l'axe 8 par rapport a un plan horizontal passant par l'axe 42, par exemple t 450 par rapport audit plan.

De façon générale et avantageusement, les moyens de déplacement du corps par rapport aux moyens de support, les moyens de rotation du boîtier par rapport au corps et les moyens de support du corps, sont actionnés par des moteurs d'actionnement pas- & pas. On a par ailleurs représenté sur la figure 1 le moteur d'actionnement 45, en rotation, des arbres porte-outil 9 et 21. Ce moteur est, par exemple, å vitesse réglable en rotation. Il est d'un type connu en lui-même.

Le dispositif 1 d'alésage-fraisage comporte par ailleurs un ensemble 4 de support, de maintien et de blocage dans une position déterminée par rapport å un repère de référence orthogonal Ox, Oy, et Oz, d'une pièce 2 å usiner. Cet ensemble permet le positionnement d'une pièce, par exemple métallique, en vue de son per çage, fraisage ou alésage par la broche porte-outil 3.

Le dispositif 1 comporte également des moyens de commande 100 automatiques par commande numérique, suivant un mode de fonctionnement qui sera décrit ultérieurement. Ces moyens de commande 100 comprennent, par exemple, un automate programmable et permettent la commande du positionnement de l'ensemble des différents éléments du dispositif, c'est- & dire des moyens de positionnement 54 de la pièce å usiner par rapport au repère Ox, Oy, Oz de référence et, des moyens de positionnement de la broche porte-outil, comprenant les moyens de support du corps, les moyens de déplacement du corps par rapport au support et les moyens de rotation du bolier par rapport eu corps, & des emplacements et suivant des orientations déterminées en référence au repère Ox, Oy, Oz, contre la pièce 2 usiner. Ils commandent également la course de l'outil dans la pièce et la vitesse de rotation de l'arbre, principal ou auxiliaire, porteur de l'outil utilisé, pour permettre l'usinage voulu de ladite pièce.

On se référera maintenant aux figures 3 & 8 pour la description des modes de réalisation de l'ensemble 4 selon des dispositions avantageuses de l'invention.

Les figures 3 et 4 montrent un premier mode de réalisation de l'ensemble 4. Il comporte des moyens 54 de positionnement de la pièce 2. Ces moyens 54 comportent un plateau 55 de support et de maintien de la pièce 2, et des moyens de rotation dudit plateau autour des trois axes orthogonaux entre eux, deux par deux, 57, 58 et 59. L'ensemble 4 comporte également un socle 60, supportant lesdits moyens de rotation.

L'origine O du repère Ox, Oy, Oz de référence, est, par exemple et avantageusement, prise sur la surface supérieure 61 du plateau, à l'intersection des axes 58 et 59 qui sont alors confondus avec les axes Ox et Oz lorsque le plateau 55 est dans une position horizontale.

Les moyens de rotation du plateau 54 comprennent un premier élément 62 muni de deux branches d'extrémités 63 et 64, lui donnant une constitution générale en forme de fourche. L'élément 62 est monté pivotant autour du premier axe 57 qui est fixe par rapport au socle 60.

Un deuxième élément 65, également muni de deux branches d'extrémités 66 et 67, est monté pivotant autour du deuxième axe 58 appartenant å la surface 61 du plateau 55, et orthogonale au premier axe 57.

Un troisième élément 68, de support du plateau 55, est monté pivotant autour du troisième axe 59 qui est fixe par rapport audit deuxième élément 65 et orthogonal aux dits premier 57 et deuxième 58 axes. Le plateau 55 repose par ailleurs, par l'intermédiaire des roulements 69, sur ledit deuxième élément 65, et peut tourner dans un sens ou dans l'autre d'au moins 180 par rapport à une position médiane d'origine, le troisième élément 68 étant fixé au plateau 55 et propre à tourner autour de l'axe 59. Un moteur pas- & pas 70 actionne le système pignon-roue-dentée 71, la roue dentée étant solidaire de l'élément 68. L'élément 65 pivote, par rapport à l'élément 62, en étant actionné par le moteur pas-a-pas 72 commandant le système pignon-roue-dentée 73.Enfin, l'élément 62 peut lui-même pivoter autour de l'axe 57 sous l'action du moteur pas-à-pas 74 commandant le système pignon-roue-dentée 75.

La base 60 est fixée sur la platine 76, elle-même ancrée dans le sol, par l'intermédiaire de moyens d'ancrage 77. L'élément 62 est propre a pivoter autour de l'axe 57, par rapport a une position médiane horizontale, de t 45-. Le deuxième élément 65 peut, quant à lui, pivoter par rapport & l'axe 58, également d'un angle de t 45-.

De cette façon et grâce aux différents degrés de liberté des moyens de positionnement 54 de 1'ensemble 4, une pièce 2 placée sur ledit ensemble peut être amenée dans les différentes positions qui vont permettre de travailler aisément sur chacune de ses parties accessibles, avec la broche porte-outil 3.

La figure 5 est une vue de dessus d'un mode de réalisation du plateau 55 sur lequel la pièce 2 est disposée pour être supportée et maintenue.

Le plateau comporte quatre plots 78a, 78b, 78c, 78d munis chacun de moyens de déplacement dans deux directions orthogonales 79a et 79b. En faisant varier les positions des plots selon ces deux directions, il est toujours possible de trouver une position dans laquelle lesdits plots peuvent correspondre a des trous de la pièce 2 a maintenir sur le plateau 55. Un jeu de douilles (non représenté) permet d'adapter le diamètre du trou du plot en fonction du diamètre des trous percés dans la pièce 2, pièce dans laquelle on vient mettre les piges de dimensions adéquates de façon å ce que la fixation de la pièce 2 sur le plateau 55 soit correcte, sans risque de glissements ou de mouvements dus a un mauvais ajustage. La pièce 2 est également supportée par les bords 7e et la cloison de séparation 78f du plateau.

Les déplacements des plots s'effectuent, respectivement, grâce aux moteurs pas- & pas 781a, 781b, 781c, 781d dans la direction 79b, chaque plot étant, par exemple, solidaire d'un écrou se déplaçant sur une vis a bille sans fin 782a, 782b, 782c, 782d, et étant guidé dans un chariot 783a, 783b, 783c, 783d.

Chaque chariot est également déplaçable selon la direction 79a en étant solidaire d'un écrou se déplaçant sur une vis sans fin, par exemple égale#ment à bille, respectivement 784a, 784b, 784c, 784d, actionné par un moteur pas-å-pas 785a, 785b, 785c, 785d. Des moyens du type vêrins-tournebride (non représentés) peuvent, par ailleurs, être prévus pour bloquer ou brider la pièce sur la table 55 afin d'éliminer tout risque de glissement.

Sur les figures 6, 7 et 8 on a représenté un autre mode de réalisation particulièrement avantageux des moyens de positionnement 54a de la pièce 2 par rapport au repère Ox, 0y, Oz. Ces moyens 54a comprennent un plateau 55a similaire au plateau 55 décrit ci-dessus, des moyens de rotation autour de trois axes orthogonaux concentriques 57a, 58a, et 59a. Les moyens 54a reposent sur un socle 60a présentant sensiblement une forme de berceau en fourche avec deux branches d'extrémité 601a, 602a. Le socle 60a est fixé sur le sol par des moyens connus en soi.

Les moyens de rotation du plateau 55a comportent un premier élément 62a, présentant par exemple une configuration sensiblement en forme de cuvette, munie de quatre branches d'extrémité pèriphériques 63a, 64a, 63b, 64b disposées en étoile, symétriquement, deux à deux, par rapport à une droite confondue avec l'axe 59a des moyens de rotation, lorsque le plateau 55a est en position horizontale. Les branches 63a, 64a sont fixées de façon pivotante aux branches d'extrémité 601a, 602a du socle 60a autour du premier axe 57a horizontal et fixe par rapport audit socle 60a. Un deuxième élément 65a, muni de deux branches d'extrémité 66a et 67a est monté pivotant autour du deuxième axe 58a orthogonal au premier axe 57a.Un troisième élément 68a de support du plateau 55a sur lequel on vient fixer la pièce est monté pivotant sur le deuxième élément 65a autour du troisième axe 59a, orthogonal au premier axe 57a, et au deuxième axe 58a avec lesquels il est sécant au point O que l'on choisit - de préférence comme centre du repère de référence Ox, Oy, Oz. Le point O appartient å la surface 61a du plateau 55a.

Le plateau 55a repose, par l'intermédiaire des roulements 69a, sur le deuxième élément 65a et peut tourner dans un sens ou dans l'autre d'au moins 180' par rapport a une position médiane d'origine, le troisième élément 68a étant fixé au plateau 55a et pouvant tourner autour de l'axe 69a. Un moteur pas-à-pas 70a actionne le système pignon-roue dentée 71a, solidaire de l'élément 68a. L'élément 65a pivote autour de l'axe 58a par rapport à l'élément 62a, en étant actionné par le moteur pas-à-pas 72a commandant le système pigon-roue dentée 73a. Enfin, l'élément 62a peut lui-même pivoter autour de l'axe 57a sous l'action du moteur pas-à-pas 74a commandant le système pignon-roue dentée 75a.

La disposition concentrique des axes trirectangles 57a, 58a, 59a est particulièrement intéressante car elle rend inutiles les corrections pour décalage de position dû à un désaxage ou décentrage, dans les calculs effectués lors de l'utilisation d'un programme de commande numérique par exemple.

Le fonctionnement proprement dit du dispositif et de la broche porte-outil, selon les modes avantageux de réalisation ci-dessus, est maintenant décrit.

Avant toutes choses, le bureau d'études détermine les différents paramètres d'usinage de la pièce 2 pour un outil déterminé. Il établit ensuite une séquence de changement d'outil correspondant aux différentes opérations à faire représentant sur un schéma simplifié de la pièce 2 à usiner les différents perçages, fraisages et alésages à effectuer par des repères. Ces repères sont par ailleurs marqués sur la pièce elle-même lors de la préparation de la pièce à la section de débit.

Le bureau technique établit également, par exemple sous forme d'une série de bandes perforées, le programme de positionnement correspondant aux différents perçages, alésages, fraisages recherchés. Ces bandes sont destinées à être insérées au fur et à mesure par l'opérateur du dispositif dans un lecteur de bandes appartenant aux éléments de commande numérique 100 du dispositif 1.

Le fonctionnement proprement dit du dispositif d'alésage-fraisage et de sa broche porte-outil est maintenant décrit.

L'opérateur introduit dans la machine la première bande perforée : les moyens 4 de positionnement de la pièce se mettent en position 0 de référence, avec le plateau 55 horizontal et le point d'intersection des axes 58 et 59 coincidant avec l'origine O du repère Ox,
Oy, Oz de référence. Les plots du plateau 55 viennent alors se placer dans une position préalablement définie par le bureau d'etudes, correspondant à une phase d'appui de la pièce 2 sur le plateau 55, où il n'est, par exemple, pas prévu d'opération d'usinage particulière.

Eventuellement, l'opérateur a fixé, au préalable et manuellement, sur le plateau 55, des structures support qui vont permettre la prise en compte d'une forme ou d'un profil spécifique de la pièce à usiner.

L'opérateur, ou un pontier, amène la pièce à l'aide d'un pont roulant classique et la présente au-dessus du plateau, la face d'appui de la pièce 2 ci-dessus définie du coté du plateau 55.

La pièce est ensuite descendue et, manuellement, l'opérateur la fait pivoter de façon à ce qu'elle vienne se placer pour que les trous percés dans la pièce 2 viennent coincider avec les plots du plateau 55.

L'opérateur dispose d'une table, qu'il place & proximité des moyens 4, comprenant des jeux de douilles propres à coopérer avec les plots du plateau, et des piges propres a coopérer av#c lesdites douilles. Les douilles et les piges sont choisies par l'opérateur pour correpondre au diamètre des trous de fixation de la pièce 2 à usiner.

Une fois la pièce en position de support et de maintien par le plateau 55, l'opérateur introduit ou fait avancer une deuxième bande perforée qui provoque le fonctionnement des moyens de positionnement de la broche porte-outil pour amener ladite broche dans une première position de mise en place de l'outil. L'outil est alors mis en place manuellement, par exemple, par l'opérateur.

Puis, les moyens de positionnement viennent placer la broche porte-outil dans la position d'usinage préalablement déterminée par rapport au repère Ox, Oy, Oz, et donc par rapport & la pièce å usiner. Les moteurs pas-à-pas 72, 74 font, par ailleurs, pivoter respectivement les pièces 68, 65 et 62 dans le but d'amener la pièce en position d'usinage. Des moyens de verrouillage du plateau dans sa positi#on, non représentés, permettent alors de bloquer en rotation, par exemple par verrouillage électrique, les différents éléments les uns par rapport aux autres et par rapport au socle fixe 60.

Les positionnements de la pièce 2 et de la broche porte-outil sont déterminés avec une précision qui peut être inférieure a de l'ordre de 0,5 mm dans le repère Ox, Oy, Oz.

L'alésage, le perçage ou le fraisage de la pièce 2 sont alors effectués a une vitesse et sur une profondeur de la pièce déterminée et programmée. Une fois lvopération d'usinage réalisée, la broche porte-outil revient en position reculée par rapport à la pièce à usiner, de sorte que l'opérateur peut changer l'outil et réinitier un nouveau cycle d'alésage-fraisage-usinage de la pièce à un autre endroit, s'il y a lieu.

Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, la présente invention ne se limite nullement aux modes de réalisation plus spécifiquement envisagés.

Notamment, les moyens de fixation de la pièce a usiner sur la table peuvent être différents de ceux décrits et comporter des systèmes de serrage de la pièce, par exemple par vérin du type tourne-bride, dans le cas où aucun trou préalable ne permet de la fixer par l'intermédiaire de plots sur la table 55.

Des limiteurs de forces sont avantageusement installés sur la broche pour éviter qu'un outil ne soit éventuellement brisé sur la pièce à usiner.

Des contacts fin de course peuvent être prévus pour confirmer le contact entre l'outil et la pièce à usiner et autoriser l'opération de fraisage, d'alésage ou de perçage prévue.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Broche (3) porte-outil d'alésage-fraisage comprenant un corps (5) percé de part en part d'un alésage cylindrique (15) contenant un arbre rotatif principal (9) propre à porter un outil (11) fixable axialement et rigidement & une extrémité (12) porte-outil dudit arbre principal, ledit alésage étant agencé pour guider et soutenir axialement ledit arbre principal mobile en rotation à l'intérieur de l'alésage (15) et solidaire avec le corps (5) dans le sens axial, des moyens de support (6) du corps, et des moyens de déplacement (7) du corps (5) dans le sens axial de l'arbre principal par rapport auxdits moyens de support (6),

caractérisé en ce qu'elle comporte de plus, disposé à proximité de l'extrémité (12) porte-outil de l'arbre principal (9) un boîtier (18) comprenant un alésage cylindrique (19), d'axe (20) perpendiculaire et sécant à l'axe de l'alésage cylindrique du corps, contenant un arbre rotatif auxiliaire (21), d'axe perpendiculaire et sécant à l'axe de l'arbre rotatif principal, et propre à porter un outil (22) fixable axialement et rigidement a une extrémité dudit arbre auxiliaire (21),

des moyens (25) de solidarisation en rotation de l'arbre auxiliaire (21) avec l'arbre principal (9),

et des moyens de rotation (30) du boîtier (18) par rapport au corps (5), autour de l'axe (10) de l'arbre principal (9).

2. Broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens (25) de solidarisation en rotation de l'arbre auxiliaire (21) avec l'arbre principal (9) comprennent un manchon (26) cylindrique entourant l'arbre principal (9), solidarisable en rotation avec ledit arbre principal et comportant une extrémité dentée (27) propre a coopérer avec un pignon (28) solidaire en rotation de l'arbre auxiliaire.

3. Broche selon 1'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre auxiliaire (21) est débrayable en rotation de l'arbre principal (9).

4. Broche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de support (6) du corps comprennent

une semelle (35), propre se déplacer selon une direction horizontale déterminée par rapport au sol,

un poteau (39), sensiblement vertical, supporté par ladite semelle, et agencé pour tourner de 1800 par rapport å ladite semelle et, autour d'un axe vertical (40),

et une structure (41) de supportage du corps (5) de la broche (3), solidaire en rotation du poteau (39), et agencée pour se déplacer verticalement le long dudit poteau (39), ledit corps étant agencé pour pivoter autour d'un axe horizontal (42) perpendiculaire a l'axe (10) de l'arbre principal (9).

5. Broche selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de positionnement de la broche porte-outil comprenant les moyens de support (6) du corps, les moyens de déplacement (7) du corps par rapport aux moyens de support (6), et les moyens de rotation (30) du boîtier (18) par rapport au corps, comportent des moteurs d'actionnement pas-à-pas.

6. Dispositif d'alésage-fraisage d'une pièce (2) à usiner comprenant une broche (3) porte-outil d'alésage-fraisage selon l'une quelconque des-revendications précédentes, et comprenant un ensemble (4) de support, de maintien et de blocage dans plusieurs positions déterminées et plusieurs orientations déterminées, par rapport à un repère de référence orthogonal Ox, Oy, Oz, de la pièce (2) å usiner.

7. Dispositif d'alésage-fraisage selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de positionnement (6, 7, 30) de la broche porte-outil, sont propres à positionner un outil (11, 22) à des emplacements et suivant des orientations déterminés en référence au repère de référence Ox, Oy, Oz, contre la pièce (2) & usiner, et sont propres à permettre l'usinage de ladite pièce.

8. Dispositif d'alésage-fraisage selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'ensemble (4) de support, de maintien, et de blocage de la pièce (2) & usiner comporte

des moyens de positionnement (54,54a) de ladite pièce par rapport au repère Ox, Oy, Oz, comprenant un plateau de support (55, 55a) et de maintien de la pièce et,

des moyens de rotation dudit plateau autour de trois axes (57, 57a, 58, 58a, 59, 59a) orthogonaux entre eux, deux par deux et,

un socle (60, 60a) supportant lesdits moyens de positionnement (54) du plateau et,

en ce que le dispositif comporte des moyens de commande (100) numérique automatique des moyens de positionnement de la pièce et des moyens de positionnement de la broche porte-outil d'alésage-fraisage, par rapport au repère Ox, Oy, Oz de référence, pour usiner ladite pièce à des emplacements et suivant des orientations déterminés, en référence audit repère Ox, Oy, Oz de référence.

9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les trois axes (57a, 58a, 59a) des moyens de rotation du plateau de support et de maintien de la pièce sont concentriques et se coupent au point O pris comme centre du repère de référence Ox, Oy, Oz.

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le socle (60a) comporte deux branches d'extrémité (601a, 602a) sensiblement verticales

et en ce que les moyens de rotation du plateau comportent un premier élément (62a) muni de quatre branches (63a, 64a, 63b, 64b) dont deux branches (63a, 64a) sont montées pivotantes sur les deux branches d'extrémité (601a, 602a) du socle, autour du premier axe (57a) horizontal desdits moyens de rotation du plateau, un deuxième élément (65a), muni de deux branches d'extrémité (66a, 67a) montées pivotantes sur les deux autres branches (63b, 64b) du premier élément (62a) autour du deuxième axe (58a) desdits moyens de rotation, et un troisième élément (68a), de support du plateau (55a), monté pivotant sur ledite deuxième élément (65a) autour du troisième axe (59a) desdits moyens de rotation.