FR2779676A1 - Device for profile positioning for machining - Google Patents

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Abstract

The device comprises a central open body (1) rotatable in a controlled manner in a fixed housing (2). The center bore has square section in which a guide (5) is fixed to two of the four surfaces to support the inserted profile (1). On the opposite sides gripping elements (12,13) are actuated to move in contact with the profile sides using pneumatic or hydraulic actuated jacks (6,7) with sequenced pressure application to permit fine positioning on the guide. Two such devices can be used to support the profile to present a central section for machine tool application.

Description

La présente invention concerne un dispositif pour mettre en référence,The present invention relates to a device for referencing,

orienter et brider un profilé ou une  orient and clamp a profile or a

barre sur centre d'usinage pour des opérations d'usinage du5 type fraisage, détourage, perçage ou sciage sur toutes les faces longitudinales de ces profilés ou barres.  bar on machining center for machining operations of the milling, trimming, drilling or sawing type on all the longitudinal faces of these profiles or bars.

Les profilés ou barres peuvent être de différents matériaux métalliques (acier, aluminium,...) ou plastiques  The profiles or bars can be of different metallic materials (steel, aluminum, ...) or plastic

ou bois.or wood.

Dans la suite du texte, on utilisera le terme profilé, l'invention est utilisable indifféremment pour usiner des pièces à partir de tous types de profilés de section ouverte, fermée ou barres pleines ou creuses. Dans certaines réalisations, le profilé est bridé pendant l'usinage par des mandrins rotatifs équipés de 2, 3, 4 mors à déplacement et serrage radial autour de l'axe longitudinal du profilé, les opérations d'usinage étant réalisées en l'air sur la partie de profilé qui dépasse des mors ou entre 2 mandrins équipés de tels mors radiaux et qui20 se font face. Ces mandrins sont animés d'un mouvement rotatif autour de l'axe du profilé pour permettre de réaliser des opérations d'usinage tout autour du profilé. Dans cette réalisation, les mandrins sont encombrants et engendrent de nombreuses interférences avec les broches et outils d'usinage. De plus, au fil du temps, avec l'usure des guidages de mors, on constate des phénomènes d'arc-boutement qui affectent le rendement de serrage et induisent des mouvements axiaux du profilé lors du serrage qui sont préjudiciables à la précision.30 Dans d'autres réalisations existantes, le profilé est fixe en rotation et serré dans des étaux, les unités  In the following text, the term profile will be used, the invention can be used equally for machining parts from all types of profiles of open, closed section or solid or hollow bars. In certain embodiments, the profile is clamped during machining by rotary mandrels equipped with 2, 3, 4 jaws with displacement and radial tightening around the longitudinal axis of the profile, the machining operations being carried out in the air on the part of the profile which protrudes from the jaws or between 2 mandrels equipped with such radial jaws and which face each other. These mandrels are rotated around the axis of the profile to allow machining operations to be carried out around the profile. In this embodiment, the mandrels are bulky and cause numerous interference with the spindles and machining tools. In addition, over time, with the wear of the jaw guides, there are phenomena of bracing which affect the clamping performance and induce axial movements of the profile during clamping which are detrimental to the precision. In other existing embodiments, the profile is fixed in rotation and clamped in vices, the units

d'usinage étant orientables autour du profilé, les problèmes d'interférence entre outils et dispositifs de bridage restent importants et la conception de la totalité de la35 machine devient très spécifique.  Since the machining is orientable around the profile, the problems of interference between tools and clamping devices remain significant and the design of the entire machine becomes very specific.

Le dispositif présenté remédie à la plupart des inconvénients précités, il permet de brider avec précision ! Zg 2779676 le profilé sur ses surfaces de référence, d'usiner les  The device presented overcomes most of the aforementioned drawbacks, it allows to clamp with precision! Zg 2779676 the profile on its reference surfaces, to machine the

différentes faces dudit profilé et ce, très près des points de bridage pour éviter les vibrations, tout en évitant les interférences entre outils et système de bridage ou moyens5 de mise en rotation du profilé, du fait du faible encombrement radial du dispositif présenté.  different faces of said profile and this, very close to the clamping points to avoid vibrations, while avoiding interference between tools and clamping system or means5 for rotating the profile, due to the small radial size of the device presented.

Le serrage s'effectue sans mouvement parasite ou déformation du profilé même après usure mécanique.  Tightening is carried out without parasitic movement or deformation of the profile even after mechanical wear.

Dans le dispositif objet de l'invention, le profilé est serré entre un guide d'appui à la forme de la demi-section référence d'appui du profilé et un demi-mors mobile à la forme de la demi-section opposée, guide fixe et mors mobile ont une largeur à peine supérieure à la largeur du profilé. Plus généralement, plutôt qu'un seul demi-mors15 mobile, on préférera 2 mors mobiles qui brident le profilé suivant 2 axes globalement perpendiculaires, chacun des demi mors étant assujetti à un quart de la section profilé. Le guide d'appui fixe et le ou les mors mobiles sont des pièces facilement interchangeables qui se glissent dans l'alésage cylindrique ou polygonal d'une broche creuse entraînée en rotation pour permettre d'orienter sous différents angles le profilé à usiner. Le guide fixe sert de référence d'appui et est fixé de façon rigide à l'intérieur de ladite broche creuse  In the device which is the subject of the invention, the profile is clamped between a support guide in the shape of the half-reference section for supporting the profile and a movable half-jaw in the shape of the opposite half-section, guide fixed and movable jaw have a width barely greater than the width of the profile. More generally, rather than a single movable half-jaw, 2 mobile jaws will be preferred which clamp the profile along 2 generally perpendicular axes, each of the half jaws being subject to a quarter of the profiled section. The fixed support guide and the movable jaw (s) are easily interchangeable parts which slide into the cylindrical or polygonal bore of a hollow spindle driven in rotation to allow the profile to be machined from different angles. The fixed guide serves as a support reference and is rigidly fixed inside said hollow pin

par tous moyens adéquats (vis, clips..).  by any suitable means (screws, clips ..).

Des vérins plats de faible course à énergie pneumatique ou éventuellement hydraulique dont le corps fixe est attaché à l'intérieur de l'alésage broche exercent une pression sur chacun des mors mobiles. La mise en pression30 des vérins associés aux mors mobiles immobilise le profilé sur le guide fixe. Une course de quelques dixièmes de millimètres est suffisante pour assurer le bridage. Chacun des vérins sera alimenté de manière indépendante en énergie pneumatique ou hydraulique, ce qui permet des serrages décalés en temps et pression pour les deux directions de serrages perpendiculaires. On peut ainsi plaquer le profilé sur une première face de référence à 2  Flat cylinders of short stroke with pneumatic or possibly hydraulic energy, the fixed body of which is attached to the inside of the spindle bore exert pressure on each of the movable jaws. The pressurization30 of the jacks associated with the movable jaws immobilizes the profile on the fixed guide. A stroke of a few tenths of a millimeter is sufficient to ensure the clamping. Each of the cylinders will be supplied independently with pneumatic or hydraulic energy, which allows tightening offset in time and pressure for the two perpendicular tightening directions. We can thus press the profile on a first face of reference to 2

D3 2779676D3 2779676

pression réduite suivant une première direction puis suivant  reduced pressure in a first direction then in

l'autre direction à pression normale sur l'autre face de référence pour terminer à pression totale dans les deux directions, bridant ainsi complètement le profilé sur ses5 faces de référence sur le guide.  the other direction at normal pressure on the other reference face to finish at full pressure in both directions, thus completely clamping the profile on its 5 reference faces on the guide.

La broche creuse peut tourner à l'intérieur d'un corps fixe autour d'un axe parallèle à l'axe du profilé, sa mise en rotation se faisant par tout moyen connu (poulie- courroie et moteur ou roue-vis tangente et moteur). Le10 profilé bridé entre mors mobiles et guide fixe est ainsi orienté sous différents angles pour l'usinage des différentes faces. Les vérins comportent un joint d'étanchéité à la pression, une butée de fin de course avant non représentée  The hollow spindle can rotate inside a fixed body around an axis parallel to the axis of the profile, its rotation being done by any known means (pulley-belt and motor or tangent screw-wheel and motor ). The flanged profile between movable jaws and fixed guide is thus oriented from different angles for the machining of different faces. The jacks have a pressure seal, a front end stop not shown

et des ressorts de rappel ( non figurés) rappelant les vérins vers l'extérieur pression coupée.  and return springs (not shown) recalling the cylinders to the outside pressure cut.

Les vérins de bridage liés à la broche tournante sont alimentés en fluide pneumatique ou hydraulique par des joints tournant de conception connue.20 Le système de bridage selon l'invention répond à l'objectif de faible encombrement radial sur toute la périphérie du profilé du fait de la faible épaisseur des  The clamping cylinders linked to the rotating spindle are supplied with pneumatic or hydraulic fluid by rotating joints of known design. The clamping system according to the invention meets the objective of small radial size over the entire periphery of the profile because of the thinness of

vérins plats de bridage, d'une largeur de mors à peine supérieure à la largeur du profilé et d'une épaisseur25 minimale du guide fixe et du ou des mors mobiles.  flat clamping cylinders, with a jaw width barely greater than the width of the profile and a minimum thickness of the fixed guide and of the movable jaw (s).

Le faible encombrement radial des mors de bridage objet de l'invention sur la périphérie du profilé, permet: - d'utiliser des outils de sciage à disque ce que ne permet généralement pas une machine à mandrin à mors radiaux  The small radial size of the clamping jaws object of the invention on the periphery of the profile, allows: - to use disc sawing tools which does not generally allow a machine with a radial jaw chuck

classiques du fait d'interférence entre scie et mandrins.  due to interference between saw and chucks.

- de laisser libre les zones de balayage des bras changeur d'outil fraisage, perçage et ainsi limiter les courses de dégagement d'outil lors d'opérations de changement d'outil. - d'approcher, les outils de perçage, fraisage, sciage lors des opérations d'usinage, très prés des mors de serrage,  - to leave free the sweeping zones of the milling and drilling tool changer arms and thus limit the tool release strokes during tool change operations. - approach, drilling, milling, sawing tools during machining operations, very close to the clamping jaws,

évitant ainsi les vibrations néfastes pour la qualité.  thus avoiding vibrations harmful to quality.

Selon des modes particuliers de réalisation: - l'alésage de la broche creuse qui porte mors fixe et vérins de bridage peut être de différente géométrie  According to particular embodiments: - the bore of the hollow spindle which carries the fixed jaw and clamping jacks can be of different geometry

circulaire ou polygonale, carrée par exemple.  circular or polygonal, square for example.

- Le dispositif comprend 2 unités identiques qui se font face et les opérations d'usinage sont exécutées sur la  - The device includes 2 identical units which face each other and the machining operations are carried out on the

partie libre du profilé bridé entre ces deux unités positionnables à distance réglables l'une de l'autre, en fonction des efforts d'usinage et de la rigidité du profilé10 à usiner.  free part of the flanged profile between these two units that can be positioned remotely adjustable from one another, depending on the machining forces and the rigidity of the profile 10 to be machined.

Les dessins annexés illustrent une réalisation possible de l'invention: La figure 1 représente une vue générale perspective d'une  The accompanying drawings illustrate a possible embodiment of the invention: FIG. 1 represents a general perspective view of a

unité de bridage rotative objet de l'invention.  rotary clamping unit object of the invention.

La figure 2 montre une coupe longitudinale suivant l'axe de rotation du profilé, mors mobiles, guide fixe et profilé non montés. La figure 3 montre une coupe du dispositif de serrage perpendiculaire à l'axe du profilé, équipé d'un exemple de guide fixe et mors mobiles pour profilé en L. Les figures 4a à 4c et 5 à 9 représentent différentes configurations de mors et guides, correspondant à différentes sections de profilés.25 Les figures 4a, 4b, 4c représentent un exemple de guide fixe et mors mobiles permettant de serrer indifféremment des profilés en T (figure 4a), en H (figure 4b), en L (figure 4c). La figure 5 montre une autre solution pour des profilés en L, la figure 6 pour un tube circulaire ( ou barre pleine ronde), la figure 7 pour un profilé oméga, la figure 8 pour un profilé tube carré ou barre pleine carrée, la figure 9 pour un profilé en X. La figure 10 représente une réalisation o 2 unités du type décrit et identiques se font face, l'usinage s'opérant  Figure 2 shows a longitudinal section along the axis of rotation of the profile, movable jaws, fixed guide and unassembled profile. Figure 3 shows a section of the clamping device perpendicular to the axis of the profile, equipped with an example of a fixed guide and movable jaws for an L-shaped profile. Figures 4a to 4c and 5 to 9 show different configurations of jaws and guides , corresponding to different sections of profiles. 25 Figures 4a, 4b, 4c show an example of a fixed guide and movable jaws making it possible to clamp either T-profiles (Figure 4a), H (Figure 4b), L (Figure 4c ). Figure 5 shows another solution for L-shaped profiles, Figure 6 for a circular tube (or full round bar), Figure 7 for an omega profile, Figure 8 for a square tube profile or full square bar, Figure 9 for an X-shaped profile. FIG. 10 represents an embodiment o 2 units of the type described and identical face each other, the machining taking place

sur la partie du profilé parfaitement bridée contenue dans l'espace entre ces 2 unités.  on the part of the perfectly clamped profile contained in the space between these 2 units.

ô_- 2779676ô_- 2779676

En référence à ces dessins, le dispositif comporte une broche creuse (1) guidée en rotation dans un corps fixe (2) et pouvant être mise en rotation par un système roue- vis (3)(4). L'alésage de cette broche est carré, sur 2 des 4 faces perpendiculaires se fixe le guide (5), les faces internes opposées portent les vérins plats (6) et (7) de forme rectangulaire. Ces vérins sont alimentés en air ou huile par les conduits (14) et (15) au travers du joint tournant (10) à double circuits séparés. Le profilé (11) est10 serré sur le guide (5) par les pièces (12) et (13) éléments de mors mobiles poussés par les vérins (6) et(7), mis en  With reference to these drawings, the device comprises a hollow spindle (1) guided in rotation in a fixed body (2) and capable of being rotated by a wheel-screw system (3) (4). The bore of this spindle is square, on 2 of the 4 perpendicular faces the guide (5) is fixed, the opposite internal faces carry the flat cylinders (6) and (7) of rectangular shape. These cylinders are supplied with air or oil by the conduits (14) and (15) through the rotary joint (10) with separate double circuits. The profile (11) is tightened on the guide (5) by the parts (12) and (13) movable jaw elements pushed by the jacks (6) and (7), put in

pression successivement pour assurer un placage sur une face de référence puis sur l'autre. La première mise en pression se fait à pression plus faible pour permettre le placage15 dans l'autre direction.  successively pressing to ensure plating on one reference face then on the other. The first pressurization is done at a lower pressure to allow plating in the other direction.

La figure 6 montre 2 unités (2) et (8) avec leurs broches respectives (1) et (16) face à face pour permettre  Figure 6 shows 2 units (2) and (8) with their respective pins (1) and (16) face to face to allow

l'usinage par l'outil (9) de la partie de profilé bridée20 entre les broches (1) et (16).  the machining by the tool (9) of the flanged profile part 20 between the pins (1) and (16).

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné au bridage de profilés sur machines type centre d'usinage à commande numérique pour l'usinage de pièces à partir de profilés ou barres et comprenant des25 opérations de fraisage, perçage, taraudage, sciage tout autour de la périphérie du profilé. Le dispositif décrit  The device according to the invention is particularly intended for clamping profiles on machines of the numerically controlled machining center type for machining parts from profiles or bars and comprising operations of milling, drilling, tapping, sawing all around the periphery of the profile. The device described

convient aussi bien pour un usinage en l'air profilé bridé dans une seule unité de bridage du type décrit que pour un usinage entre 2 unités de bridage (8) et (2) qui se font30 face.  suitable for both machining in profile air clamped in a single clamping unit of the type described and for machining between 2 clamping units (8) and (2) which face each other.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1- Dispositif de bridage et orientation de profilés creux à section ouverte ou fermée ou barres pleines pour l'usinage sur machines outils de pièces issues de ces profilés ou barres de tout matériau métallique, plastique ou bois avec des opérations de fraisage, perçage, lamage, taraudage, sciage caractérisé par une broche creuse dont l'alésage comprend au moins une face interne fixe radialement qui reçoit un guide d'appui (5) de référence du profilé à la forme d'une partie de la section de celui-ci et à l'opposé un ou 2 mors mobiles (12) et (13) à la forme de l'autre partie de section du profilé, lesdits mors mobiles étant poussés par des vérins pneumatique ou hydraulique plats fixés ou intégrés aux faces internes de la broche,  1- Clamping device and orientation of hollow profiles with open or closed section or solid bars for machining on machine tools of parts from these profiles or bars of any metallic, plastic or wood material with milling, drilling, countersinking operations , tapping, sawing characterized by a hollow spindle, the bore of which comprises at least one radially fixed internal face which receives a support guide (5) for reference of the profile in the form of a part of the section thereof and in contrast, one or two movable jaws (12) and (13) in the shape of the other section portion of the profile, said movable jaws being pushed by flat pneumatic or hydraulic jacks fixed or integrated to the internal faces of the spindle , permettant le serrage du profilé (11) sur le guide (5).  allowing the clamping of the profile (11) on the guide (5). 2- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que la broche creuse (1) tourne à l'intérieur d'un corps (2) autour d'un axe longitudinal du profilé (11) pour orienter la section du profilé suivant différents angles.  2- Device according to claim 1 characterized in that the hollow spindle (1) rotates inside a body (2) around a longitudinal axis of the profile (11) to orient the section of the profile at different angles . 3- Dispositif selon la revendication 1 qui comporte des alimentations (14) et (15) en énergie pneumatique ou hydraulique des vérins (6) et (7) caractérisé par circuits séparés l'un de l'autre, à des pressions réglables et variables dans le temps pour moduler le positionnement et3- Device according to claim 1 which comprises supplies (14) and (15) in pneumatic or hydraulic energy of the cylinders (6) and (7) characterized by circuits separated from each other, at adjustable and variable pressures over time to modulate the positioning and le bridage du profilé (11).the clamping of the profile (11). 4- Dispositif selon les revendications 1 à 3 caractérisé  4- Device according to claims 1 to 3 characterized par une variante constituée de 2 ensembles identiques du type décrit qui se font face et aligné sur le même axe de rotation de telle sorte que l'outil (9) d'usinage agisse entre ces 2 appuis qui bride le profilé à usiner de façon rigide.  by a variant consisting of 2 identical assemblies of the type described which face each other and aligned on the same axis of rotation so that the tool (9) for machining acts between these 2 supports which clamp the profile to be machined rigidly .
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