FR2765509A1 - TOOL HOLDER, ESPECIALLY FOR A MACHINE TOOL - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne les porte-outil utilisés pour fixer un outil à une broche de machine-outil. Le porte-outil 10 selon l'invention se caractérise essentiellement par le fait qu'il comprend une portion de queue 11, une bride de serrage 12, une portion de fixation d'outil 13, une gorge 121 formée dans la circonférence externe de la bride 12, une paire de rainures de clavette 122, 1 2 3 diamétralement opposées formées dans la bride 12, ces rainures de clavette 122, 123 ayant des profondeurs radiales différentes, une encoche 134 formée dans la bride 12 à proximité de la moins profonde 122 des deux rainures de clavette 122, 123, et une portion évidée 14, pour réduire le déséquilibre rotationnel de la bride 12, formée radialement vers l'intérieur au niveau d'une portion de la gorge 121 jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée 62 sur le côté de la bride 12 opposé à l'encoche 134 par rapport à une ligne diamétrale L passant par le centre de la rainure de clavette 122 la moins profonde.The present invention relates to tool holders used to secure a tool to a machine tool spindle. The tool holder 10 according to the invention is essentially characterized in that it comprises a shank portion 11, a clamping flange 12, a tool fixing portion 13, a groove 121 formed in the outer circumference of the flange 12, a pair of diametrically opposed keyways 122, 1 2 3 formed in flange 12, these keyways 122, 123 having different radial depths, a notch 134 formed in flange 12 near the shallower one 122 of two keyways 122, 123, and a recessed portion 14, to reduce the rotational imbalance of the flange 12, formed radially inward at a portion of the groove 121 to a predetermined depth and over a predetermined angular range 62 on the side of the flange 12 opposite the notch 134 with respect to a diametral line L passing through the center of the shallowest keyway 122.
Description
La présente invention concerne un porte-outil utilisé pour fixer un outilThe present invention relates to a tool holder used to fix a tool
à une broche de machine-outil, et plus particulièrement un porte- outil qui to a machine tool spindle, and more particularly a tool holder which
puisse garantir un équilibre rotationnel en cas de rotation à grande vitesse. can guarantee a rotational balance in the event of rotation at high speed.
Un porte-outil conventionnel va être décrit en référence aux figures 3 et 4. La figure 3 est une vue latérale d'un porte-outil conforme à la norme ISO, et la figure 4 est une vue en plan du porte-outil vu dans la direction de la flèche B A conventional tool holder will be described with reference to Figures 3 and 4. Figure 3 is a side view of a tool holder conforming to ISO, and Figure 4 is a plan view of the tool holder seen in the direction of arrow B
dans la figure 3.in figure 3.
Dans les figures 3 et 4, le porte-outil 30 a une portion de queue conique 31 destinée à être insérée dans une broche d'une machine-outil non illustrée, une bride de serrage 32 formée à l'extrémité de plus grand diamètre de la portion de queue conique 31, et une portion tubulaire 33 de fixation d'outil, qui s'étend depuis une surface d'extrémité de la bride 32, opposée à la portion de queue conique 31. La portion 33 de fixation d'outil s'étend dans une direction s'éloignant de la portion de queue conique 31 de sorte que l'axe de la portion 33 In Figures 3 and 4, the tool holder 30 has a tapered shank portion 31 intended to be inserted into a spindle of a machine tool not shown, a clamping flange 32 formed at the end of larger diameter of the tapered shank portion 31, and a tubular tool attachment portion 33, which extends from an end surface of the flange 32, opposite the tapered shank portion 31. The tool attachment portion 33 extends in a direction away from the tapered tail portion 31 so that the axis of the portion 33
de fixation d'outil coïncide avec l'axe de la portion de queue conique 31. tool attachment coincides with the axis of the tapered shank portion 31.
Sur la circonférence externe de la bride de serrage 32, est formée une gorge 321, par exemple une gorge en forme de V, d'une profondeur prédéterminée. Au cours d'une opération de changement d'outil, des doigts de serrage d'un appareil de changement d'outil viennent en prise avec la gorge 321. De plus, une paire de rainures de clavette ou de gorges de clavette de guidage 322 et 323 généralement longitudinales essentiellement diamétralement opposées sont formées respectivement dans la bride 32. La rainure de clavette 322 a une profondeur radiale inférieure à la profondeur radiale de la rainure de clavette 323. En outre, à proximité de la rainure de clavette 322, une encoche ou gorge 324 généralement longitudinale en forme de V est formée dans la bride 32. L'encoche ou gorge 324 est utilisée pour maintenir une phase rotationnelle prédéterminée d'un outil porté par le porte-outil quand l'outil est inséré conjointement avec le porte-outil dans un On the outer circumference of the clamping flange 32 is formed a groove 321, for example a V-shaped groove, of a predetermined depth. During a tool change operation, clamping fingers of a tool change apparatus engage the groove 321. In addition, a pair of keyways or guide key grooves 322 and 323 generally longitudinal essentially diametrically opposite are formed respectively in the flange 32. The keyway 322 has a radial depth less than the radial depth of the keyway 323. In addition, near the keyway 322, a notch or generally V-shaped groove 324 is formed in the flange 32. The notch or groove 324 is used to maintain a predetermined rotational phase of a tool carried by the tool holder when the tool is inserted together with the holder -tool in a
pot d'outils d'un magasin d'outils.tool pot from a tool store.
Dans un tel porte-outil conventionnel, comme les rainures de clavette 322 et 323 formées dans la bride 32 ont des profondeurs différentes et que l'encoche 324 est formée à proximité de la rainure de clavette 322, la bride 32 a une forme dissymétrique par rapport à son axe, ce qui provoque un In such a conventional tool holder, as the key grooves 322 and 323 formed in the flange 32 have different depths and the notch 324 is formed near the key groove 322, the flange 32 has an asymmetrical shape by relative to its axis, which causes a
déséquilibre de masse.mass imbalance.
Par conséquent, lorsqu'un tel porte-outil est entraîné en rotation à grande vitesse (égale ou supérieure à 10000 t/mn) au cours d'une opération de finition de précision, il se produit un déséquilibre rotationnel dans la bride en raison de l'effet de forces excentriques générées au cours de la rotation à grande vitesse, ce qui a pour résultat que le porte-outil comportant l'outil Therefore, when such a tool holder is rotated at high speed (equal to or greater than 10,000 rpm) during a precision finishing operation, there is a rotational imbalance in the flange due to the effect of eccentric forces generated during high speed rotation, which results in the tool holder carrying the tool
provoque des vibrations de faible amplitude, qui génèrent un broutage. causes vibrations of low amplitude, which generate a chatter.
La présente invention a été mise en oeuvre pour résoudre au moins partiellement les problèmes susmentionnés, et l'invention a pour but de proposer un porte-outil qui facilite l'ajustement du déséquilibre rotationnel de The present invention has been implemented to at least partially solve the aforementioned problems, and the invention aims to provide a tool holder which facilitates the adjustment of the rotational imbalance of
la bride tout en préservant la conformité à la norme ISO. the flange while preserving compliance with the ISO standard.
Conformément à la présente invention, il est prévu un porte-outil comprenant une portion de queue destinée à coopérer avec une machineoutil; une bride de serrage formée à une extrémité de ladite portion de queue; une portion de fixation d'outil qui s'étend depuis la surface d'extrémité de ladite bride, opposée à ladite portion de queue, ladite portion de fixation d'outil s'étendant dans la direction s'éloignant de ladite portion de queue, en alignement avec l'axe de ladite portion de queue; une gorge formée dans la circonférence externe de ladite bride et ayant une profondeur prédéterminée; une paire de rainures de clavette essentiellement diamétralement opposées formées dans ladite bride, lesdites rainures de clavette ayant des profondeurs radiales différentes; et une encoche formée dans ladite bride à proximité de la moins profonde desdites rainures de clavette, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une portion évidée pour réduire le déséquilibre rotationnel de ladite bride, ladite portion évidée étant formée radialement vers l'intérieur au niveau d'une portion de ladite gorge jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée, du côté de la bride opposé à ladite encoche par rapport à une ligne diamétrale qui passe par le centre de ladite According to the present invention, there is provided a tool holder comprising a shank portion intended to cooperate with a machine tool; a clamp formed at one end of said tail portion; a tool fixing portion which extends from the end surface of said flange, opposite to said tail portion, said tool fixing portion extending in the direction away from said tail portion, in alignment with the axis of said tail portion; a groove formed in the outer circumference of said flange and having a predetermined depth; a pair of substantially diametrically opposite keyways formed in said flange, said keyways having different radial depths; and a notch formed in said flange near the shallowest of said keyways, characterized in that it further comprises a recessed portion to reduce the rotational imbalance of said flange, said recessed portion being formed radially inwards at a portion of said groove to a predetermined depth and over a predetermined angular range, on the side of the flange opposite to said notch with respect to a diametrical line which passes through the center of said
rainure de clavette moins profonde.shallower keyway.
De préférence, la profondeur et la plage angulaire de la portion évidée Preferably, the depth and the angular range of the hollowed out portion
sont déterminées en fonction du rayon de la bride. are determined according to the radius of the flange.
De préférence, la portion évidée est usinée au moyen d'une fraise à queue. Dans la présente invention, l'équilibre de masse de la bride dans la direction circonférentielle est obtenu par formation d'une portion évidée dans la surface de fond de la gorge, jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée sur le côté opposé à l'encoche par rapport à une ligne diamétrale qui passe par le centre de la rainure de clavette moins profonde. Par conséquent, le déséquilibre rotationnel de la bride est éliminé, ce déséquilibre étant généré en raison de la différence de profondeur entre la paire de rainures de clavette et la formation de l'encoche. Par conséquent, il est possible de fournir un porte-outil qui ne provoque pas de broutage, même Preferably, the hollowed out portion is machined using a shank cutter. In the present invention, the mass balance of the flange in the circumferential direction is obtained by forming a recessed portion in the bottom surface of the groove, up to a predetermined depth and over a predetermined angular range on the side. opposite the notch with respect to a diametrical line which passes through the center of the shallower keyway. Consequently, the rotational imbalance of the flange is eliminated, this imbalance being generated due to the difference in depth between the pair of keyways and the formation of the notch. Therefore, it is possible to provide a tool holder which does not cause chattering, even
en cas de rotation à grande vitesse. when rotating at high speed.
De plus, dans la présente invention, puisque la portion évidée, pour éliminer le déséquilibre rotationnel, est formée dans la surface du fond de la gorge de la bride, le. déséquilibre rotationnel peut facilement être In addition, in the present invention, since the recessed portion, to eliminate the rotational imbalance, is formed in the surface of the bottom of the groove of the flange, the. rotational imbalance can easily be
essentiellement éliminé tout en préservant la conformité à la norme IS0. essentially eliminated while preserving compliance with the IS0 standard.
Divers autre objectifs, caractéristiques et de nombreux avantages associés de la présente invention seront facilement appréciés alors que celle-ci devient Various other objectives, features and many associated advantages of the present invention will be readily appreciated as it becomes
mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit du mode de better understood on reading the following detailed description of the mode of
réalisation préféré, donnée en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue latérale d'un porte-outil selon un mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 1; La figure 3 est une vue latérale d'un porte-outil conventionnel; et La figure 4 est une vue en plan du porte-outil conventionnel suivant la preferred embodiment, given with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a side view of a tool holder according to an embodiment of the present invention; Figure 2 is a sectional view along line A-A of Figure 1; Figure 3 is a side view of a conventional tool holder; and FIG. 4 is a plan view of the conventional tool holder according to the
direction de la flèche B dans la figure 3. direction of arrow B in figure 3.
Un mode de réalisation de la présente invention va être décrit en An embodiment of the present invention will be described in
référence aux dessins annexés.reference to the accompanying drawings.
La figure 1 est une vue latérale d'un porte-outil selon un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 2 est une vue en coupe selon Figure 1 is a side view of a tool holder according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a sectional view along
la ligne A-A de la figure 1.line A-A in Figure 1.
Comme le montrent les figures 1 et 2, un porte-outil 10 selon le présent mode de réalisation a une portion de queue conique 11 destinée à être insérée dans une broche d'une machine-outil non illustrée, une bride de serrage 12 formée au niveau de l'extrémité de plus grand diamètre de la portion de queue conique 11, et une portion de fixation d'outil 13, qui dans ce cas est tubulaire, qui s'étend depuis la surface d'extrémité de la bride 12, opposée à la portion de queue conique 11. La portion de fixation d'outil 13 s'étend dans la direction s'éloignant de la portion de queue conique 11 de telle sorte que l'axe de la portion de fixation d'outil 13 coincide avec l'axe de la portion de queue conique 11. Sur la circonférence externe de la bride de serrage 12 est formée une gorge 121 de la profondeur prédéterminée. Dans le mode de réalisation illustré, la gorge comprend une région de base circonférentielle 124 et des parois inclinées 125, 126. Dans d'autres modes de réalisation, la gorge peut avoir généralement une forme en V, une forme en U ou toute autre configuration que l'homme de l'art jugera appropriée. Au cours d'une opération de changement d'outil, les doigts de serrage d'un appareil de changement d'outil viennent en prise avec la gorge 121. De plus, des rainures de clavette ou des gorges de clavette de guidage 122 et 123 généralement longitudinales essentiellement diamétralement opposées sont formées respectivement dans la bride 12. La rainure de clavette 122 a une profondeur radiale inférieure à la profondeur radiale de la rainure de clavette 123. En outre, à proximité de la rainure de clavette 122, une encoche ou gorge 134 généralement longitudinale en forme de V est formée dans la bride 12. L'encoche ou la gorge 134 est utilisée pour maintenir une phase rotationnelle prédéterminée d'un outil porté par le porte-outil lorsque l'outil est inséré, conjointement au porte-outil, dans un pot As shown in Figures 1 and 2, a tool holder 10 according to the present embodiment has a tapered shank portion 11 intended to be inserted into a spindle of a machine tool not shown, a clamping flange 12 formed at the level of the larger diameter end of the tapered shank portion 11, and a tool attachment portion 13, which in this case is tubular, which extends from the end surface of the opposite flange 12 to the tapered shank portion 11. The tool attachment portion 13 extends in the direction away from the tapered shank portion 11 so that the axis of the tool attachment portion 13 coincides with the axis of the tapered tail portion 11. On the outer circumference of the clamping flange 12 is formed a groove 121 of the predetermined depth. In the illustrated embodiment, the groove comprises a circumferential base region 124 and inclined walls 125, 126. In other embodiments, the groove can generally have a V shape, a U shape or any other configuration. that those skilled in the art will deem appropriate. During a tool changing operation, the clamping fingers of a tool changing apparatus engage the groove 121. In addition, keyways or guideway grooves 122 and 123 generally longitudinal, essentially diametrically opposite, are respectively formed in the flange 12. The keyway 122 has a radial depth less than the radial depth of the keyway 123. In addition, near the keyway 122, a notch or groove 134 generally longitudinal V-shaped is formed in the flange 12. The notch or groove 134 is used to maintain a predetermined rotational phase of a tool carried by the tool holder when the tool is inserted, together with the holder tool in a jar
d'outils d'un magasin d'outils.tools from a tool store.
En outre, une portion évidée 14, pour réduire ou éliminer le déséquilibre rotationnel de la bride 12, est formée dans la région de base de la gorge 121 jusqu'à une profondeur prédéterminée d sur le côté opposé à l'encoche 134 par rapport à une ligne diamétrale L qui passe par le centre de la rainure de clavette 122 moins profonde. La portion évidée 14 est formée sur une plage angulaire 02 commençant au niveau d'une position séparée de la ligne In addition, a recessed portion 14, to reduce or eliminate the rotational imbalance of the flange 12, is formed in the base region of the groove 121 to a predetermined depth d on the side opposite the notch 134 relative to a diametrical line L which passes through the center of the shallower keyway 122. The hollowed-out portion 14 is formed on an angular range 02 starting at a position separated from the line
diamétrale L d'un angle 61.diametral L of an angle 61.
La portion évidée peut être facilement usinée au moyen d'une fraise à The hollowed out portion can be easily machined using a milling cutter
queue ou d'un outil similaire tout en préservant la conformité à la norme ISO. tail or similar tool while maintaining ISO standard compliance.
Par exemple, dans le cas d'un porte-outil selon le numéro de la norme ISO de la norme ISO, le diamètre de la bride 12 est de 97,50 mm. Afin d'ajuster le déséquilibre rotationnel de la bride 12, l'angle 01 a été fixé à 23 , l'angle 02 a été fixé à 40 , et la profondeur a été fixée à 4,8 mm. Grâce à la formation de For example, in the case of a tool holder according to the number of the ISO standard of the ISO standard, the diameter of the flange 12 is 97.50 mm. In order to adjust the rotational imbalance of the flange 12, the angle 01 was set at 23, the angle 02 was set at 40, and the depth was set at 4.8 mm. Thanks to the training of
l'évidement, le déséquilibre rotationnel de la bride a été éliminé. the recess, the rotational imbalance of the flange has been eliminated.
De plus, dans le cas d'un porte-outil selon le numéro de norme ISO 40 de la norme ISO, le diamètre de la bride 12 est de 63,55 mm. Afin d'ajuster le déséquilibre rotationnel de la bride 12, l'angle 01 a été fixé à 24 , l'angle 02 a été fixé à 60 , et la profondeur a été fixée à 3,5 mm. Grâce à la formation de In addition, in the case of a tool holder according to the ISO standard number 40 of the ISO standard, the diameter of the flange 12 is 63.55 mm. In order to adjust the rotational imbalance of the flange 12, the angle 01 was set at 24, the angle 02 was set at 60, and the depth was set at 3.5 mm. Thanks to the training of
l'évidement, le déséquilibre rotationnel de la bride a été éliminé. the recess, the rotational imbalance of the flange has been eliminated.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'équilibre de masse de la bride dans la direction circonférentielle est obtenu par la formation d'une portion évidée 14 dans la surface du fond de la gorge 121 jusqu'à une profondeur prédéterminée d sur le côté opposé à l'encoche 134 par rapport à une ligne diamétrale L qui passe par le centre de la rainure de clavette 122 moins profonde, la portion évidée 14 étant formée sur une plage angulaire prédéterminée 02 commençant au niveau de la position séparée de la ligne diamétrale L d'un angle el. Par conséquent, le déséquilibre rotationnel de la bride 12 est réduit ou éliminé, ce déséquilibre étant généré en raison de la différence de profondeur entre la paire de rainures de clavette 122 et 123 et la formation de l'encoche ou de la gorge 134. Par conséquent, il est possible de fournir un porte-outil qui ne provoque pas de broutage, même en cas de In the embodiment described above, the mass balance of the flange in the circumferential direction is obtained by the formation of a hollowed-out portion 14 in the surface of the bottom of the groove 121 to a predetermined depth d on the side opposite to the notch 134 with respect to a diametrical line L which passes through the center of the keyway 122 which is shallower, the hollowed-out portion 14 being formed over a predetermined angular range 02 starting at the position separated from the diametral line L of an angle el. Consequently, the rotational imbalance of the flange 12 is reduced or eliminated, this imbalance being generated due to the difference in depth between the pair of keyways 122 and 123 and the formation of the notch or groove 134. By Therefore, it is possible to provide a tool holder that does not cause chattering, even in the event of
rotation à grande vitesse, ce qui permet ainsi un usinage précis de la pièce. rotation at high speed, which allows precise machining of the part.
De toute évidence, de nombreuses modifications et variations de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements cidessus. Il Obviously, many modifications and variations of the present invention are possible in light of the above teachings. he
faut donc comprendre que, dans le cadre des revendications annexées, la must therefore be understood that, within the scope of the appended claims, the
présente invention peut être mise en pratique autrement que décrit present invention may be practiced other than as described
spécifiquement ici.specifically here.
Dans la présente spécification, sauf lorsque le contexte l'exige, "longitudinal" se rapporte à une direction généralement parallèle à l'axe de la portion de queue, et "longitudinalement" devrait être interprété de manière correspondante; "radial" se rapporte à une direction radiale vers une ligne qui inclut l'axe de la portion de queue et "radialement" devrait être interprété de manière correspondante; "circonférence" se rapporte à un arc ou une portion d'arc décrit sur une surface par un point sur un rayon lorsque ledit rayon est tourné autour d'une ligne qui inclut ledit axe de la portion de queue, et "circonférentiel" et "circonférentiellement" devraient être interprétés de manière correspondante, et "diamétralement opposées" se rapporte au positions respectives au niveau desquelles un diamètre croise une circonférence. In this specification, except where the context requires, "longitudinal" refers to a direction generally parallel to the axis of the tail portion, and "longitudinally" should be interpreted accordingly; "radial" refers to a radial direction to a line that includes the axis of the tail portion and "radially" should be interpreted accordingly; "circumference" refers to an arc or portion of an arc described on a surface by a point on a radius when said radius is rotated around a line which includes said axis of the tail portion, and "circumferential" and " circumferentially "should be interpreted correspondingly, and" diametrically opposite "refers to the respective positions at which a diameter crosses a circumference.
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ST | Notification of lapse |
Effective date: 20091130 |