FR2926478A1

FR2926478A1 - Machining mandrel for clamping workpiece or tool, has rod forming actuator, where actuator is moved in translation so as to move external or internal gripping jaws from rest position to clamping position by pulling on actuator

Info

Publication number: FR2926478A1
Application number: FR0850409A
Authority: FR
Inventors: Serge Renouard; Alain Riou
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-01-23
Filing date: 2008-01-23
Publication date: 2009-07-24
Anticipated expiration: 2028-01-23
Also published as: FR2926478B1

Abstract

The mandrel (1) has external or internal gripping jaws (16) to grip a workpiece (6) or a tool, and a rod (17) forming an actuator (10). The actuator is moved in translation so as to move the external or internal gripping jaws from a rest position to a clamping position by pulling on the actuator. An elastic return unit (20) is arranged between the jaws and an internal wall (3) of the mandrel opposite to the jaws. The actuator has an end that is arranged in a body of the mandrel and integrated to an intermediate element (12) i.e. guide frame.

Description

MANDRIN D'USINAGE L'invention concerne un mandrin d'usinage, et plus particulièrement un mandrin du type comportant des mors aptes à serrer une pièce ou un outil, et comportant en outre une tige formant actionneur, et dans lequel le déplacement en translation de cet actionneur entraîne le déplacement des mors d'une position de repos à une position de bridage. The invention relates to a machining mandrel, and more particularly to a mandrel of the type comprising jaws able to clamp a workpiece or a tool, and further comprising an actuator rod, and in which the translational movement of this actuator causes the jaws to move from a rest position to a clamping position.

Ce type de mandrin doit permettre le bridage de pièces ou d'outils, que ce soit en prise intérieure (les mors du mandrin viennent serrer la pièce dans un alésage de la pièce par exemple) ou en prise extérieure (à titre d'exemple, quand les mors du mandrin viennent serrer le pourtour cylindrique d'un outil). Selon des modes de réalisation connus, une inversion du sens de pilotage de l'actionneur permet la rotation de l'extrémité des mors, et donc le bridage, vers l'axe du mandrin (l'intérieur) ou vers son opposé (l'extérieur). Ainsi, en tirant sur l'actionneur, on est apte à brider la pièce en prise extérieure, tandis qu'on bridera en prise intérieure en poussant l'actionneur. Or, le fait de brider en poussant l'actionneur est préjudiciable à la rigidité de l'ensemble : des vis permettent la fixation du mandrin sur la broche de la machine outil associée, et ces vis sont ainsi sollicitées à l'allongement lors de l'effort de bridage en poussant 1' actionneur. La présente invention vise à répondre à cet inconvénient, en proposant un mandrin d'usinage caractérisé en ce qu'il est apte à recevoir des mors de prise intérieure ou extérieure, et en ce que dans ces deux cas, le déplacement de ces mors en position de bridage est effectué en tirant sur l'actionneur. Le mandrin ainsi développé permet de toujours brider la pièce ou l'outil en tirant sur l'actionneur, et d'éviter ainsi une sollicitation en traction de la vis, plus contraignante pour la rigidité de l'ensemble qu'une sollicitation en compression. This type of mandrel must allow the clamping of parts or tools, whether in internal grip (the jaws of the mandrel come to grip the workpiece in a bore of the workpiece for example) or in external grip (for example, when the chuck jaws tighten the cylindrical periphery of a tool). According to known embodiments, a reversal of the direction of control of the actuator allows the rotation of the end of the jaws, and thus the clamping, towards the axis of the mandrel (the inside) or towards its opposite (the outside). Thus, by pulling on the actuator, one is able to clamp the part in external engagement, while one will clamp in internal grip by pushing the actuator. However, the fact of clamping by pushing the actuator is detrimental to the rigidity of the assembly: screws allow the fixing of the mandrel on the spindle of the associated machine tool, and these screws are thus biased to the elongation during assembly. clamping force by pushing the actuator. The present invention aims to meet this disadvantage, by proposing a machining mandrel characterized in that it is adapted to receive inner or outer grip jaws, and in these two cases, the displacement of these jaws in Clamping position is performed by pulling on the actuator. The mandrel thus developed makes it possible to always clamp the part or the tool by pulling on the actuator, and thus to avoid stress on the screw, which is more restrictive for the rigidity of the assembly than a compressive stress.

Selon différentes caractéristiques de l'invention : - un moyen élastique de rappel est disposé entre chaque mors et une paroi interne du mandrin opposée au mors correspondant, et l'effort de tarage des moyens élastiques de rappel est déterminé pour s'opposer dans un premier temps à la translation du mors induite par le déplacement de l'actionneur, puis pour permettre cette translation lorsque les efforts de bridage des mors dépassent cet effort de tarage déterminé - l'extrémité de l'actionneur disposée dans le corps du mandrin est rendue solidaire d'un premier élément intermédiaire sur lequel est montée par une liaison rotule au moins une biellette, l'autre extrémité de cette biellette étant montée par une liaison rotule sur un deuxième élément intermédiaire solidaire d'un mors. - le premier élément intermédiaire est un palonnier sur lequel sont montées par liaison rotule deux biellettes, chacune des biellettes étant articulées par une liaison rotule à son autre extrémité à un mors distinct. - les tiges des mors et l'actionneur s'étendent respectivement selon des axes 15 longitudinaux, décalés transversalement et verticalement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, pour la compréhension de laquelle on se reportera aux 20 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue d'ensemble du mandrin monté sur une broche, - la figure 2 est une schématisation filaire du mandrin selon l'invention, muni de mors aptes à brider en prise intérieure, 25 - la figure 3 est une représentation schématique agrandie d'un détail de la figure 2 et de la figure 4, - la figure 4 est une schématisation filaire du mandrin selon l'invention, muni de mors aptes à brider en prise extérieure. According to various features of the invention: - an elastic return means is disposed between each jaw and an inner wall of the mandrel opposite the corresponding jaw, and the setting force of the elastic return means is determined to oppose in a first time to the translation of the jaw induced by the displacement of the actuator, then to allow this translation when the clamping forces of the jaws exceed this determined tare force - the end of the actuator disposed in the body of the mandrel is made integral a first intermediate element on which is mounted by a ball joint connection at least one rod, the other end of this rod being mounted by a ball joint connection to a second intermediate element integral with a jaw. - The first intermediate element is a spreader on which are mounted by ball joint two rods, each link being hinged by a ball joint at its other end to a separate jaw. the rods of the jaws and the actuator respectively extend along longitudinal axes, offset transversely and vertically. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, for the understanding of which reference will be made to the appended drawings in which: FIG. 1 is an overall view of the mandrel mounted on a spindle; FIG. 2 is a wired schematization of the mandrel according to the invention, provided with jaws able to clamp internally, FIG. 3 is an enlarged schematic representation of a detail of FIG. 2 and FIG. 4, - Figure 4 is a wired schematization of the mandrel according to the invention, provided with jaws capable of clamping in external grip.

Tel que représenté sur les figures, un mandrin 1 permet le bridage d'une pièce ou d'un outil, en prise intérieure (figure 2) ou en prise extérieure (figure 4). La pièce 6 est bridée par au moins trois mors 16, solidaires du mandrin 1. Un mandrin 1 selon l'invention vise à réaliser un bridage de la pièce ou de l'outil, par une première rotation de l'extrémité des mors 16, afin d'entrer en contact avec la surface à brider de la pièce 6, puis par une translation de ces mors 16 vers l'ensemble broche 2 et mandrin 1, pour plaquer la pièce à usiner 6. Avantageusement, ces mouvements des mors 16 sont obtenus par une traction initiale sur un actionneur 10 du mandrin 1, de sorte que cet effort de traction F ne sollicite pas à l'allongement l'ensemble formé par le mandrin 1, la broche 2 et les vis de fixation 4 solidarisant ces deux éléments. As shown in the figures, a mandrel 1 allows the clamping of a workpiece or a tool, in inner grip (Figure 2) or in outer grip (Figure 4). The part 6 is clamped by at least three jaws 16, integral with the mandrel 1. A mandrel 1 according to the invention aims to perform a clamping of the part or the tool, by a first rotation of the end of the jaws 16, in order to come into contact with the surface to be clamped on the part 6, then by a translation of these jaws 16 towards the spindle 2 and mandrel assembly 1, to press the workpiece 6. Advantageously, these movements of the jaws 16 are obtained by an initial traction on an actuator 10 of the mandrel 1, so that this tensile force F does not stress the elongation of the assembly formed by the mandrel 1, the pin 2 and the fastening screws 4 solidarisant these two elements .

A cet effet, et tel que représenté sur les figures 2 à 4, un actionneur 10 est formé par une tige montée coulissante dans le mandrin 1. A l'extrémité de cet actionneur 10 disposée dans le corps du mandrin 1, un premier élément intermédiaire 12, solidaire de l'actionneur 10, permet la fixation de deux biellettes 14. Chacune des biellettes 14 est ainsi articulée par une première liaison rotule 140 par rapport à l'actionneur 10. En outre, chacune des biellettes 14 est articulée à son autre extrémité par une deuxième liaison rotule 143 à un deuxième élément intermédiaire 13 relié à la tige 17 d'un des mors 16 de bridage. Dans le cas représenté d'un mandrin 1 à six mors, les biellettes 14 sont avantageusement palonnées deux à deux, afin d'éviter un hyper statisme néfaste à l'ensemble. Il sera compris que dans le cas d'un mandrin 1 à trois mors, les biellettes 14 seraient reliées à l'actionneur 10 une par une. For this purpose, and as shown in Figures 2 to 4, an actuator 10 is formed by a rod slidably mounted in the mandrel 1. At the end of this actuator 10 disposed in the body of the mandrel 1, a first intermediate element 12, integral with the actuator 10, allows the attachment of two rods 14. Each of the rods 14 is thus articulated by a first ball joint 140 relative to the actuator 10. In addition, each of the rods 14 is articulated to its other end by a second ball joint 143 to a second intermediate element 13 connected to the rod 17 of one of the jaws 16 clamping. In the illustrated case of a mandrel 1 with six jaws, the rods 14 are advantageously double-tailed, in order to avoid a hyper droop detrimental to all. It will be understood that in the case of a mandrel 1 with three jaws, the rods 14 would be connected to the actuator 10 one by one.

Un mors 16 de bridage est ici formé d'un moyen de serrage 18 monté à rotation à l'extrémité d'une tige 17. La tige 17 de chaque mors 16 du mandrin 1 est solidarisée à un moyen élastique de rappel 20, conformé entre une paroi interne 3 du mandrin 1 et la tige 17 du mors 16 correspondant, à l'extrémité de la tige 17 opposée au moyen de serrage 18. A clamping jaw 16 is here formed of a clamping means 18 mounted to rotate at the end of a rod 17. The rod 17 of each jaw 16 of the mandrel 1 is secured to an elastic return means 20, shaped between an inner wall 3 of the mandrel 1 and the rod 17 of the corresponding jaw 16, at the end of the rod 17 opposite to the clamping means 18.

Tel que permet de le visualiser la figure 3, les tiges 17 des mors 16 et l'actionneur 10 s'étendent respectivement selon des axes longitudinaux, décalés transversalement et verticalement, selon le trièdre L,V,T longitudinal, vertical, transversal, représenté aux figures 2 et 3. Ce décalage des axes permet ainsi la rotation des mors 16 lors du déplacement en translation de l'actionneur 10. Un effort de translation F réalisé en tirant sur l'actionneur 10 permet de mettre en mouvement le premier élément intermédiaire 12 et les biellettes 14 associées. Ce mouvement de translation de l'actionneur 10 tend ainsi à transmettre un mouvement de translation au mors 16 de bridage. Mais le moyen élastique de rappel 20 est dimensionné pour s'opposer dans un premier temps à l'effort de translation du mors 16, et provoquer ainsi une rotation du moyen de serrage 18 disposé à l'extrémité libre du mors 16, et donc le bridage de la pièce 6. Dans un deuxième temps, ce même effort de translation par traction F sur l'actionneur 10 crée une translation de la tige 17 du mors 16, lorsque l'effort de bridage, généré par la pièce 6 sur le moyen de serrage 18 du mors 16, dépasse l'effort de tarage de l'élément élastique de rappel 20. Cette translation de la tige 17 du mors 16 permet un plaquage de la pièce à usiner 6 contre le mandrin 1. As can be seen in FIG. 3, the rods 17 of the jaws 16 and the actuator 10 respectively extend along longitudinal axes, shifted transversely and vertically, according to the L, V, T longitudinal, vertical, transverse trihedron, shown in FIG. FIGS. 2 and 3. This displacement of the axes thus enables the jaws 16 to be rotated during the translational movement of the actuator 10. A translational force F made by pulling on the actuator 10 makes it possible to set the first intermediate element in motion. 12 and associated rods 14. This translational movement of the actuator 10 thus tends to transmit a translational movement to the jaw 16 clamping. But the elastic return means 20 is sized to oppose, in a first step, the translational force of the jaw 16, and thus to cause rotation of the clamping means 18 disposed at the free end of the jaw 16, and therefore the 6. In a second step, this same tensile translation force F on the actuator 10 creates a translation of the rod 17 of the jaw 16, when the clamping force generated by the part 6 on the means 18 of the jaw 16, exceeds the setting force of the elastic return member 20. This translation of the rod 17 of the jaw 16 allows a plating of the workpiece 6 against the mandrel 1.

La présente invention permet de transformer un mouvement de translation F réalisé par traction sur l'actionneur 10, en un mouvement de rotation puis de translation des mors 16 de bridage que ce soit des mors 16 de prise intérieure ou de prise extérieure. Il conviendra de disposer sur le mandrin 1 une orientation initiale particulière des mors 16, pour obtenir un bridage en prise extérieure, avec les mors 16 orientés vers l'axe du mandrin 1, ou en prise intérieure, avec les mors 16 orientés à l'opposé de l'axe du mandrin 1. The present invention makes it possible to transform a translation movement F made by pulling on the actuator 10, in a rotational and then translational movement of the clamping jaws 16 whether of the jaws 16 of internal grip or external grip. It will be necessary to have on the mandrel 1 a particular initial orientation of the jaws 16, to obtain a clamping in external engagement, with the jaws 16 oriented towards the axis of the mandrel 1, or in inner grip, with the jaws 16 oriented to the opposite the axis of the mandrel 1.

Claims

1. Machining chuck (1) of the type comprising jaws (16) capable of clamping a workpiece or a tool, and further comprising a rod (17) forming an actuator (10), and wherein the translational movement of the actuator (10) causes the jaws (16) to move from a rest position to a clamping position, characterized in that the mandrel (1) is adapted to receive jaws (16) of inner or outer grip, and in that in both cases, the displacement of these jaws (16) in the clamping position is performed by pulling on the actuator (10).

2. mandrel (1) according to claim 1, characterized in that an elastic return means (20) is disposed between each jaw (16) and an inner wall (3) of the mandrel (1) opposite the jaw (16). corresponding, and in that the setting force of the elastic return means (20) is determined to oppose in a first step the translation of the jaw (16) induced by the displacement of the actuator (10), then to allow this translation when the clamping forces of the jaws (16) exceed this determined calibration effort.

3. Chuck (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the end of the actuator (10) disposed in the body of the mandrel (1) is secured to a first intermediate member (12) on which is mounted by a first ball joint (140) at least one rod (14), the other end of this rod (14) being mounted by a second ball joint (143) on a second intermediate element (13) connected to the rod (17) of a jaw (16).

4. mandrel (1) according to claim 3, characterized in that the first intermediate member (12) is a spreader on which are mounted by a first ball joint (140) two rods (14), each rod (14) being articulated by a second ball joint (143) to a second intermediate element (13) connected to the rod (17) of one of the clamping jaws (16). Chuck (1) according to claim 4, characterized in that the rods (17) of the jaws (16) and the actuator (10) extend respectively along longitudinal axes, offset transversely and vertically.