FR2978365A1 - Machine-outil pour l'usinage de pieces en forme d'arbres et de pieces entrainees en rotation - Google Patents

Machine-outil pour l'usinage de pieces en forme d'arbres et de pieces entrainees en rotation Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une machine-outil pour l'usinage de pièces en forme d'arbres et de pièces entraînées en rotation. Ladite machine comprend un bâti présentant une colonne (1) munie de deux parois latérales (2, 2') et d'une paroi antérieure verticale (3) située dans un plan imaginaire E, sur laquelle un dispositif (8) de support de pièces est installé. Au moins un support d'outillage (10), pourvu d'outils (14, 14'), est mobile verticalement (axe des Z) et horizontalement (axe des X) vis-à-vis dudit bâti. L'attaque d'une pièce (7), par les outils (14, 14'), a exclusivement lieu devant la paroi antérieure (3). Ledit support (10) est guidé avec mobilité commandée sur des guides verticaux (5) contre la paroi latérale (2), conjointement à un chariot coulissant vertical (4), et est guidé parallèlement à ladite paroi antérieure (3) dans la direction des X sur des glissières horizontales de guidage (16), sur un chariot coulissant horizontal (15). Lesdits guides (5), et ledit dispositif de support (8), sont implantés sur des côtés opposés dudit plan E.

Description

DESCRIPTION
La présente invention se rapporte à une machine-outil dévolue à l'usinage de pièces en forme d'arbres, comprenant un bâti présentant une colonne munie d'une paroi antérieure verticale et de deux parois latérales disposées à angle droit par rapport à cette dernière ; un dispositif de support de pièces, installé sur ladite paroi antérieure ; et au moins un support d'outillage pourvu d'outils, sachant que ledit support d'outillage, à présence minimale, est mobile dans le sens vertical (axe des Z) et dans le sens horizontal (axe des X) vis-à-vis du bâti de la machine, sachant que l'attaque de la pièce par les outils a exclusivement lieu devant la paroi antérieure, et sachant que ledit support d'outillage est guidé avec mobilité commandée sur des guides verticaux contre une paroi latérale, conjointement à un chariot coulissant vertical, et est guidé parallèlement à ladite paroi antérieure dans la direction des X sur des glissières horizontales de guidage, contre ledit chariot coulissant vertical, sur un chariot coulissant horizontal, ladite paroi antérieure étant située dans les limites d'un plan imaginaire. Des machines-outils de ce type sont connues dans l'art antérieur. Le document DE 20 2007 012 887 U1 expose une machine d'usinage vertical, conçue pour l'usinage des deux extrémités d'une pièce en forme d'arbre. Deux dispositifs d'ablocage sont prévus pour faire tourner la pièce enserrée. Au moins un dispositif d'ablocage est réalisé sous la forme d'un dispositif d'ablocage au centre. A la fois lesdits dispositifs d'ablocage, et les deux chariots coulissants à mouvements croisés munis des revolvers porte-outils, sont installés sur une paroi antérieure verticale du bâti de la machine. Cela se traduit, obligatoirement, par une distance relativement grande comprise entre le dispositif d'ablocage et les guides verticaux des chariots coulissants, de sorte que le bâti de la machine accuse une largeur relativement grande.
L'invention concerne, en outre, une machine-outil du type mentionné en introduction, dévolue au meulage de pièces entraînées en rotation, comprenant une broche porte-pièces associée à une contre-poupée et disposée sur la paroi antérieure ; un second chariot coulissant vertical et un second chariot coulissant horizontal ; et une poupée porte-meules -2- équipée d'un disque de meulage, sachant que ladite poupée porte-meules est mobile contre une paroi latérale sur des guides verticaux, conjointement audit chariot vertical, et est guidée parallèlement à ladite paroi antérieure dans la direction des X sur des glissières horizontales de guidage, contre ledit chariot coulissant vertical, sur un chariot coulissant horizontal. Par ailleurs, l'invention a trait à une machine-outil du genre précité, dévolue au meulage de pièces entraînées en rotation, comprenant une broche porte-pièces associée à une contre-poupée et disposée sur la paroi antérieure ; un second chariot coulissant vertical et un second chariot coulissant horizontal; et deux poupées porte-meules équipées de deux disques de meulage, lesdites poupées porte-meules étant mobiles dans une direction verticale (axe des Z) et dans une direction horizontale (axe des X), vis-à-vis du bâti de la machine. L'invention vise à conférer, aux machines-outils susmentionnées, un mode de réalisation compact et une rigidité améliorée. Conformément à l'invention, la machine-outil du type énoncé en premier lieu est caractérisée par le fait que les guides du support d'outillage, et le dispositif de support de pièces, sont implantés sur des côtés opposés du plan imaginaire incluant la paroi antérieure.
Lorsque la machine-outil conforme à l'invention est dévolue à l'usinage d'extrémités, un mandrin d'ablocage peut être avantageusement prévu en tant que dispositif de support de pièces. Lorsque ladite machine-outil est dévolue à l'usinage de pièces entraînées en rotation, une broche porte-pièces, associée à une contre- poupée ou à une broche de contre-appui, est de préférence prévue en tant que dispositif de support de pièces. Dans ce cas, de préférence, le support d'outillage est monté sur le chariot coulissant horizontal, à rotation autour d'un axe horizontal de pivotement, et l'outil peut être placé concentriquement à la broche de contre-appui. Conformément à l'invention, la machine-outil du type cité en deuxième lieu est caractérisée par le fait qu'une unité multifonctionnelle, équipée d'un organe de préhension et d'une lunette, est prévue en tant que support d'outillage.
De préférence, au moins un capteur de mesure est alors associé à la lunette, et une unité de rectification est prévue pour rectifier le disque de meulage sur l'unité multifonctionnelle. -3- Conformément à l'invention, la machine-outil du type mentionné en troisième lieu est caractérisée par le fait que l'une des poupées porte-meules est mobile contre une paroi latérale conjointement à un chariot coulissant vertical, sur des guides verticaux, et l'autre poupée porte-meules est mobile contre l'autre paroi latérale conjointement à l'autre chariot coulissant vertical, sur des guides verticaux, sachant que les deux poupées porte-meules sont guidées parallèlement à la paroi antérieure dans la direction des X, sur des glissières horizontales de guidage, sur des chariots coulissants horizontaux.
Lorsque les machines-outils conformes à l'invention présentent des axes des Y, les chariots coulissants verticaux étant réalisés sous la forme de traînards équipés de guides de l'axe des Y, qui sont destinés aux chariots coulissant suivant l'axe des Y, guides sur lesquels les chariots coulissants horizontaux sont guidés avec mobilité dans la direction de l'axe des Y, lesdites machines-outils sont caractérisées par le fait que les guides de l'axe des Y, et le dispositif de support de pièces, sont implantés sur des côtés opposés du plan imaginaire incluant la paroi antérieure. L'invention va à présent être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des dessins annexés sur 20 lesquels : la figure 1 illustre une machine-outil équipée d'un revolver porte-outils, observée depuis le côté actionnement ; la figure 2 représente une machine d'usinage d'extrémités, munie d'un mandrin d'ablocage ; 25 la figure 3 montre une machine-outil dotée d'une broche de contre-appui ; les figures 3a à 3c représentent l'usinage d'extrémités effectué dans la machine-outil conforme à la figure 3 ; la figure 3d illustre une machine-outil présentant des axes des 30 Y ; la figure 4 montre une machine de meulage ; la figure 5 est une vue en plan de la machine de meulage conforme à la figure 4 ; et la figure 6 représente une machine de meulage selon quatre 35 axes, dévolue au meulage synchrone. La figure 1 est une illustration schématique d'une machine-outil. Le bâti de ladite machine est réalisé sous la forme d'une colonne 1 de -4- section transversale carrée, comprenant des parois latérales verticales 2, 2' et une paroi antérieure 3 pareillement verticale. Ladite paroi 3 se trouve dans les limites d'un plan imaginaire E, la paroi latérale 2 étant située dans les limites d'un plan imaginaire F dans lequel des guides 5, affectés à un chariot coulissant vertical 4, sont également disposés dans le sens vertical (axe des Z). L'entraînement s'opère par l'intermédiaire d'un moteur 6 et d'une broche filetée à billes, non représentée. Un chariot coulissant horizontal 15 est guidé sur ledit chariot vertical 4 avec mobilité dans le sens horizontal (axe des X), sur des glissières de guidage 16. Un support d'outillage 10 est monté sur ledit chariot horizontal, à rotation autour d'un axe horizontal de pivotement 17. Ledit support 10 porte des outils 14, 14' et un organe de préhension 11. Un dispositif 8 de support de pièces est installé sur la paroi antérieure 3. Il comprend une broche 9 porte-pièces, mobile sur des glissières 19, et une contre-poupée 22. Ladite broche 9 peut être mue dans le sens vertical par un moteur 6'. Un dispositif de transport 26 achemine des pièces 7 non usinées jusqu'à un poste de chargement 20, puis enlève des pièces usinées dudit poste. Pour procéder au chargement, l'organe de préhension 11 prélève lesdites pièces 7 dudit poste 20 et les dirige vers la broche 9 porte-pièces. Le plan F, incluant la paroi latérale 2, est perpendiculaire au plan E incluant la paroi antérieure 3. La machine-outil conforme à la figure 2 se présente comme une machine d'usinage d'extrémités. Dans ce cas, la pièce 7 est enserrée dans un mandrin d'ablocage 29. Un second support d'outillage 10' est prévu du côté droit de la machine, avec symétrie ponctuelle par rapport au premier support d'outillage 10. Ce second support est mobile sur des guides 5' contre la paroi latérale 2', dans la direction verticale des Z par l'intermédiaire d'un chariot coulissant vertical 4', et dans la direction horizontale des X par l'intermédiaire d'un chariot coulissant horizontal 15'. L'agencement à symétrie ponctuelle autorise un usinage simultané des pièces 7 aux deux faces extrêmes. Alors que, dans la machine d'usinage d'extrémités, la pièce 7 est fermement enserrée dans le mandrin d'ablocage 29, des pièces 7 entraînées en rotation peuvent, dans la machine-outil conforme à la figure 3, être usinées sur leur surface périphérique et à leurs extrémités, dans deux systèmes d'ablocage. A cette fin, une broche 18 de contre-appui est associée à la broche 9 porte-pièces. Les deux outils 14, 14' se trouvent avantageusement en des emplacements à symétrie ponctuelle. Ils peuvent, de ce fait, occuper des positions respectivement concentriques -5- à ladite broche 9 et à ladite broche 18 et peuvent, de même, usiner les deux extrémités des pièces en simultanéité. Une contre-pointe 28 est avantageusement prévue sur le support d'outillage 10. Un appui peut, de la sorte, être procuré à la pièce 7 lorsque l'usinage n'autorise pas un ablocage dans la broche 18 de contre-appui. Pour effectuer l'usinage des extrémités, ladite pièce 7 est tout d'abord abloquée dans la broche 9 porte-pièces, puis l'extrémité saillant vers le bas est usinée par l'outil 14 (figure 3a). Ladite broche 9 se meut ensuite vers le bas (figure 3b) et transfère la pièce 7 à la broche 18 de contre-appui. Après que la broche 9 a de nouveau atteint la position initiale, le support d'outillage 10 se meut dans le sens horizontal, puis pivote autour de l'axe de pivotement 17 jusqu'à ce que l'outil 14 soit concentrique à la broche 18. Ensuite, il est possible d'usiner l'extrémité de la pièce 7 qui fait saillie vers le haut au-delà de ladite broche 18 (figure 3c). Comme l'atteste une observation de la figure 3d, les chariots coulissants, mobiles verticalement sur les parois latérales 2, 2', peuvent avantageusement présenter des axes des Y. Les chariots verticaux 4, 4' sont réalisés, à cet effet, sous la forme de traînards. Du côté tourné à l'opposé du bâti, ils portent des guides 32 de l'axe des Y qui sont dédiés à des chariots 33 coulissant suivant l'axe des Y. Sur lesdits chariots 33, les chariots coulissants horizontaux 15 sont guidés avec mobilité dans la direction horizontale (axe des X) sur les glissières de guidage 16. Les supports d'outillage 10 sont montés sur lesdits chariots horizontaux 15 avec faculté de rotation autour de l'axe vertical de pivotement 17. Etant donné que le bâti de la machine est conçu sous la forme d'une colonne 1 à parois latérales 2, 2' parallèles, les guides 32 de l'axe des Y, et le dispositif 8 de support de pièces, peuvent se trouver sur des côtés opposés du plan E dans lequel la paroi antérieure 3 est située. Cette disposition a pour effet de réduire, de façon déterminante, la distance séparant le bâti de la machine d'avec le point d'attaque des outils sur la pièce. Ainsi, le flux de forces peut être amélioré et la rigidité de la machine peut être nettement accrue. Dans la machine de meulage conforme à la figure 4 également, tout comme dans les machines-outils dévolues à l'usinage d'extrémités, les chariots coulissants verticaux 4, 4' et les chariots coulissants horizontaux 15, 15', respectivement au nombre de deux, sont mobiles dans le sens vertical contre les parois latérales 2, 2' de la colonne 1, sur les guides 5, 5'. Sur le chariot horizontal 15', une poupée 24 porte-meules dotée d'un disque de meulage 25 peut être présentée à la pièce 7 dans le sens horizontal, sur - fi - les glissières de guidage 16. Du côté de ladite pièce 7 qui pointe à l'opposé, une unité multifonctionnelle 23 est associée à ladite poupée 24. Cette unité est montée sur le chariot horizontal 15, avec aptitude rotatoire autour d'un axe vertical de pivotement 17. Divers groupes sont implantés sur ladite unité 23. Une lunette 21 à autocentrage, et deux capteurs de mesure 12, sont respectivement prévus pour prodiguer un appui aux pièces 7 et pour y effectuer des mesures au cours de la conduite des processus. Lesdits capteurs 12 sont agencés concentriquement à ladite lunette 21, de sorte que, lors du meulage, le diamètre des pièces peut être détecté par balayage et un appui est conféré, dans le même temps, par ladite lunette 21. En outre, le disque de meulage 25 peut être rectifié par une unité de rectification 13. Comme sur la figure 1, le chargement et le déchargement s'effectuent à l'aide de l'organe de préhension 11. La figure 5 est une vue en plan de la machine de meulage. Les chariots coulissants verticaux 4, 4' sont doués de mobilité commandée dans le sens vertical sur les guides 5, 5', contre les parois latérales 2, 2' de la colonne 1, dans des patins de guidage 27. Le dispositif 8 de support de pièces est installé sur la paroi antérieure 3, avec la contre-poupée 22. La broche 9 porte-pièces et les capteurs de mesure 12 ne sont pas représentés dans ce cas, afin d'offrir une meilleure vue d'ensemble. L'implantation desdits chariots 4, 4' sur les deux parois latérales 2, 2', et dudit dispositif 8 sur la paroi antérieure 3 de la colonne 1, procure un agencement structurel de la machine particulièrement rigide. Ladite machine de meulage est, néanmoins, extrêmement compacte et ne requiert qu'une faible emprise au sol. De surcroît, elle offre une souplesse d'emploi étant donné que des passes d'usinage complexes peuvent être exécutées à l'aide de la lunette 21 et de l'unité multifonctionnelle 23 équipée d'outils 14 différents. Du fait que l'organe de préhension 11, les capteurs 12 et l'unité de rectification 13 sont conjointement installés sur une unité multifonctionnelle 23 mobile suivant deux directions axiales, seuls quatre axes linéaires commandés s'avèrent nécessaires au total. Pour procéder au chargement et au déchargement, l'organe 11 prélève les pièces 7 du poste de chargement 20 et les délivre à la broche 9 porte-pièces. Le chariot coulissant horizontal 15 se meut alors le long des glissières de guidage 16, et le support d'outillage 10 pivote autour de l'axe de pivotement 17. La figure 6 concerne une machine de meulage selon quatre axes, dévolue au meulage synchrone. Deux poupées 24, 24' porte-meules, -7- pourvues de disques de meulage 25, 25', sont alors agencées spéculairement et sont mobiles, dans les directions des X et des Z, sur des chariots coulissants verticaux 4, 4' et sur des chariots coulissants horizontaux 15, 15', respectivement au nombre de deux. Cette disposition permet, par exemple, de rectifier des paliers principaux 30 d'un vilebrequin. Des coussinets de bielles 31 d'un vilebrequin abloqué centralement peuvent, de même, être usinés selon les procédés de rectification à course pendulaire. Les parties/composantes/pièces/caractéristiques suivantes font 10 partie de l'invention et sont représentées sur les figures annexées : 15 20 25 30 35 1 2, 2' 3 4, 4' 5, 5' 6, 6' 7 8 9 10, 10' 11 12 13 14, 14' 15, 15' 16 17 18 19 20 21 22 23 24, 24' 25, 25' 26 27 colonne parois latérales de la colonne paroi antérieure de la colonne chariots coulissants verticaux guides des chariots verticaux moteurs d'entraînement pièces dispositif de support de pièces broche porte-pièces supports d'outillage organe de préhension capteurs de mesure unité de rectification outils chariots coulissants horizontaux glissières de guidage des chariots horizontaux axe de pivotement des supports d'outillage broche de contre-appui glissières de la broche porte-pièces poste de chargement lunette contre-poupée de support d'outillage unité multifonctionnelle poupées porte-meules disques de meulage dispositif de transport de pièces non usinées patins de guidage des chariots verticaux 2978365 -8- 28 contre-pointe 29 mandrin d'ablocage 30 paliers principaux de vilebrequin 31 coussinets de bielles de vilebrequin 5 32 guides de l'axe des Y 33 chariots coulissant suivant l'axe des Y E plan imaginaire de la paroi antérieure de la colonne F plan imaginaire d'une paroi latérale, et de guides de chariot coulissant Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Machine-outil dévolue à l'usinage de pièces (7) en forme d'arbres, comprenant un bâti présentant une colonne (1) munie d'une paroi antérieure verticale (3) et de deux parois latérales (2, 2') disposées à angle droit par rapport à cette dernière ; un dispositif (8) de support de pièces, installé sur ladite paroi antérieure (3) ; et au moins un support d'outillage (10) pourvu d'outils (14, 14'), sachant que ledit support d'outillage (10), à présence minimale, est mobile dans le sens vertical (axe des Z) et dans le sens horizontal (axe des X) vis-à-vis du bâti de la machine, sachant que l'attaque de la pièce (7) par les outils (14, 14') a exclusivement lieu devant la paroi antérieure (3), et sachant que ledit support d'outillage (10) est guidé avec mobilité commandée sur des guides verticaux (5) contre la paroi latérale (2), conjointement à un chariot coulissant vertical (4), et est guidé parallèlement à ladite paroi antérieure (3) dans la direction des X sur des glissières horizontales de guidage (16), contre ledit chariot coulissant vertical (4), sur un chariot coulissant horizontal (15), ladite paroi antérieure (3) étant située dans les limites d'un plan imaginaire E, machine-outil caractérisée par le fait que les guides (5), et le dispositif (8) de support de pièces, sont implantés sur des côtés opposés du plan E.
  2. 2. Machine-outil selon la revendication 1, dévolue à l'usinage 20 d'extrémités et caractérisée par le fait qu'un mandrin d'ablocage (29) est prévu en tant que dispositif (8) de support de pièces.
  3. 3. Machine-outil selon la revendication 1, dévolue à l'usinage de pièces (7) entraînées en rotation et caractérisée par le fait qu'une broche (9) porte-pièces, associée à une contre-poupée (22), est prévue en tant que 25 dispositif (8) de support de pièces.
  4. 4. Machine-outil selon la revendication 1, dévolue à l'usinage de pièces (7) entraînées en rotation et caractérisée par le fait qu'une broche (9) porte-pièces, associée à une broche (18) de contre-appui, est prévue en tant que dispositif (8) de support de pièces. 30
  5. 5. Machine-outil selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le support d'outillage (10) est monté sur le chariot coulissant horizontal (15), à rotation autour d'un axe horizontal de pivotement (17) ; et par le fait que l'outil (14') peut être placé concentriquement à la broche (18) de contre-appui.- 10 -
  6. 6. Machine-outil selon la revendication 1, dévolue au meulage de pièces (7) entraînées en rotation, comprenant une broche (9) porte-pièces associée à une contre-poupée (22) et disposée sur la paroi antérieure (3) ; un second chariot coulissant vertical (4') et un second chariot coulissant horizontal (15') ; et une poupée (24) porte-meules équipée d'un disque de meulage (25), sachant que ladite poupée (24) est mobile contre la paroi latérale (2') sur des guides verticaux (5'), conjointement audit chariot vertical (4'), et est guidée parallèlement à ladite paroi antérieure (3) dans la direction des X sur des glissières horizontales de guidage (16), contre ledit chariot coulissant vertical (4'), sur un chariot coulissant horizontal (15'), machine-outil caractérisée par le fait qu'une unité multifonctionnelle (23), équipée d'un organe de préhension (11) et d'une lunette (21), est prévue en tant que support d'outillage (10).
  7. 7. Machine-outil selon la revendication 6, caractérisée par le fait qu'au moins un capteur de mesure (12) est associé à la lunette (21).
  8. 8. Machine-outil selon la revendication 6 ou 7, caractérisée par le fait qu'une unité de rectification (13) est prévue pour rectifier le disque de meulage (25) sur l'unité multifonctionnelle (23).
  9. 9. Machine-outil selon la revendication 1, dévolue au meulage de pièces (7) entraînées en rotation, comprenant une broche (9) porte-pièces associée à une contre-poupée (22) et disposée sur la paroi antérieure (3) ; un second chariot coulissant vertical (4') et un second chariot coulissant horizontal (15') ; et deux poupées (24, 24') porte-meules équipées de deux disques de meulage (25, 25'), lesdites poupées (24, 24') étant mobiles dans une direction verticale (axe des Z) et dans une direction horizontale (axe des X), vis-à-vis du bâti de la machine, machine-outil caractérisée par le fait que la poupée (24) porte-meules est mobile contre la paroi latérale (2') conjointement au chariot coulissant vertical (4'), sur des guides verticaux (5'), et la poupée (24') porte-meules est mobile contre la paroi latérale (2) conjointement au chariot coulissant vertical (4), sur des guides verticaux (5), sachant que les deux poupées (24, 24') sont guidées parallèlement à ladite paroi antérieure (3) dans la direction des X, sur des glissières horizontales de guidage (16), sur des chariots coulissants horizontaux (15, 15').
  10. 10. Machine-outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, présentant des axes des Y, les chariots coulissants verticaux (4, 4') étant réalisés sous la forme de traînards équipés de guides (32) de l'axe des-11- Y, qui sont destinés aux chariots (33) coulissant suivant l'axe des Y, guides sur lesquels les chariots coulissants horizontaux (15) sont guidés avec mobilité dans la direction de l'axe horizontal des X, machine-outil caractérisée par le fait que les guides (32) de l'axe des Y, et le dispositif (8) de support de pièces, sont implantés sur des côtés opposés du plan E.
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