LU84700A1 - Tete porte-outil orientable - Google Patents

Description

' * m t Tête porte-outil orientable.

La présente invention concerne une tête porte-outil orientable disposée sur le chariot d'un tour parallèle, en face de la tourelle revolver.

La tendance actuelle dans la construction des - 5 machines-outils et notamment des tours parallèles "· vise à fournir des machines de plus en plus universelles. Ainsi, on construit des tours parallèles permettant, en plus des opérations de tournage, d'effectuer des pètits travaux de forage hors axe 10 ou des fraisages de rainures, par exemple, perpendiculaires à l'axe de la pièce.

On connaît des tourelles montées sur le chariot d'un tour parallèle à l'arrière de la machine. Ces tourelles sont généralement du type à revolver et 15 comportent par conséquent plusieurs outils intérieurs .et/ou extérieurs . Cette tourelle pivotante permet des travaux parallèlement et perpendiculairement à l'axe moyennant une rotation correspondante. L'inconvénient____ de ce dispositif connu réside dans l'encombrement 20 ·causé par les outils standardisés qui ne sont pas en état de travail ce qui limite l'action et le déplacement de l'outil voulu parce qu'il y a interférence.

La présente invention vise à pallier ces inconvénients et fournit une tête porte-outil orientable 25 montée sur un bâti qui permet son orientation, tête qui ne comporte qu'un seul outil interchangeable à la fois, ladite tête permettant une rotation de.l'outil autour de 1'axe de celui-ci pour usiner la pièce serrée entre les mâchoires du mandrin du tour parallèle 30 selon plusieurs orientations privilégiées.

Selon l'invention, ledit5 bâti comporte un moteur destiné à entraîner en rotation la broche de la tête, qui est adaptée pour recevoir la queue de l'outil i , · j . d'usinage, et des moyens permettant d'orienter et l ) 2 bloquer ladite tête dans la position présélectionnée.

On constate donc que moyennant la disposition avantageuse du dispositif de l'invention, à savoir la tête porte-outil orientable, on parvient à consti-5 tuer un tour universel qui permet de petits fraisages ou des forages au moyen d'une tête orientable et très maniable dont les difficultés d'encombrement sont très réduites.

Selon l’invention, la tête peut avantageusement 10 être bloquée en trois positions au moyen d'un (dispositif de blocage, à savoir une position substantiellement perpendiculaire à l'axe de la pièce avec le nez de la broche tourné vers l'arrière de la machine pour permettre le changement de l'outil, 15 une position permettant un travail d'usinage parallèlement à l'axe de la pièce à usiner, par exemple des forages hors axe, et une position destinée à un usinage perpendiculaire à l'axe de la pièce, par exemple le fraisage d'une rainure de cale.

20 On peut également^avantageusement prévoir des - positions intermédiaires-indexables. _ .

On constate donc que la tête porte-outil suivant- -l'invention présentant des dimensions réduites est * très maniable et ouvre de larges possibilités de 25 manoeuvre et d'usinage.

Avantageusement, le tour parallèle équipé de la tête porte-outil selon l'invention comporte également une alimentation automatisée en outils qui permet un changement d'outil, si possible, 'en 30 temps masqué. Ceci permet évidemment une rapidité maximum de l’exécution des travaux d’usinage différents du tournage. De ce fait, en plus de la rapidité au

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changement d'outil, la tête porte-outil présente, par rapport aux dispositifs connus, une maniabilité 35 et manoeuvrabilité accrues.

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De préférence, les moyens permettant d'orienter et bloquer la tête porte-outil consistent en deux I pistons, la tige du premier permet la rotation de la tête porte-outil dans les deux sens et la tige du deuxième 5 piston bloquant l'axe autour duquel ladite tête est orientée, par 11 intermédiaire de méplats, par exemple.

Suivant l'invention, la tête porte-outil comporte une broche adaptée pour recevoir la queue de l'outil d'usinage utilisé, ladite broche étant munie d'un 10 dispositif de fixation et d'expulsion de l'outil, ainsi qu'un dispositif d'indexage de la broche à une position précise.

Tandis que le dispositif de fixation et d'expulsion de 1 Outil est connu en soi, le dispositif d'indexage 15 de la broche relève également de la présente invention. Suivant l'invention, le dispositif d'indexage est constitué par deux pistons en série dont le premier appuie,.par l'intermédiaire de sa tige, sur une came en forme de coeur solidaire de la broche, 20 l'axe de rotation de ladite came correspondant à 1 ' axe de. laiihrodhe, et dont le deuxième s'engage moyennant sa tige munie d'un ergot, dans une encoche précise pratiquée dans la paroi de la broche de la tête porte-outil.

’ 25 Lorsque l'opérateur interrompt l’entraînement de la broche porte-outil et lorsque celle-ci tend à s'arrêter, 1'actionnement du premier piston a pour effet que l'extrémité de la tige de celui-ci, éventuellement munie d'une bille ou d'un galet réduisant le 30 frottement, entraîne la broche en rotation jusqu'à ' “· ce qu'elle s'engage fermement dans le creux de la came en forme de coeur. A cet instant, le deuxième piston mis en série est actionné et engage un ergot solidaire de 1'extrémité de la tige dans une encoche 35 plus ferme et prévue à cet effet qui est pratiquée j dans la paroi de la broche porte-outil.

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Il faut noter que, suivant la présente invention, un moteur disposé dans le bâti rigide, permet d'entraîner en rotation, quelle que soit l'orientation choisie de la tête, une broche porte-outil qui est montée 5 dans ladite tête orientable. En outre, le dispositif I d'orientation permet d'orienter la tête toute entière ·* comportant une broche porte-outil, un dispositif de fixation et d'expulsion de l'outil, un dispositif d'indexage de la position de la broche et d'autres 10 accessoires qui apparaîtront plus clairement dans la suite. Un mérite de la présente invention consiste donc dans la disposition avantageuse des différents organes fonctionnels tout en permettant une manoeuvrabilité accrue de la tête porte-outil.

15 L'indexage précis de la broche est particulièrement avantageux lors de l'utilisation d'une alimentation automatique en outils. Etant donné que le serrage conique n'est pas suffisant pour résister au couple qui sollicite l'outil, la queue de celui-ci est munie 20 d'un ergot adapté à une encoche correspondante pratiquée dans la broche. .

D'autres détailsiet avantages apparaîtront plus clairement lors de la description plus détaillée d'un j] mode d'exécution préféré en référence aux figures | 25 dans lesquelles : - la figure 1 représente schématiquement l'emplacement de la tête porte-ou’til sur le chariot d'un tour parallèle; - la figure 2 représente une vue latérale en coupe du 30 bâti fixe équipé de la tête porte-outil suivant l'invention; ' - la figure 3 représente une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 2; - la figure 4 représente une vue de face du dispositif 35 de l'invention; et 5 - la figure 5 représente une vue en coupe suivant la ligne V-V de la figure 2.

Dans les figures, des repères de référence identiques représentent des éléments ou organes identiques 5 ou analogues.

La figure 1 représente un chariot 1 coulissant sur des glissières parallèles à l'axe du tour parallèle 2 et du mandrin 3. Le chariot porte-outil 4 qui peut se déplacer perpendiculairement à 1'axe comporte 10 une tourelle 5, à revolver par exemple, et une tête porte-outil 7 suivant l'invention, disposée à l’arrière de la machine. Les trois positions privilégiées de la tête orientable 7 sont également représentées.

Suivant l'invention, la tête orientable 7 est 15 avantageusement montée sur un bâti 9 qui est fixe et solidaire du chariot porte-outil 4. Le bâti 9 comporte avantageusement un moteur 11 qui entraîne, par l'intermédiaire d'une transmission à courroie 13 par exemple, un engrenage conique 15 qui transmet le mouvement de 20 rotation à la broche porte-outil 16 de la tête 7 suivant l'invention. Le moyen de transmission du mouvement de rotation peut également être différent de celui qui est indiqué à la figure, tel qu'un engrenage uniquement par exemple.

25 Le bâti 9 comporte également un moyen d'orienta tion et de blocage de la tête porte-outil, qui est , constitué par deux cylindres 17 et 19 dont le premier ! 17 fait tourner la tête 7 autour de l'axe 20 dans les i deux sens et dont le deuxième 19 bloque la tête 7 dans 30 la position choisie en agissant sur un méplat 21 pratiqué sur l'arbre 22 supportant la tête 7.

Suivant un autre mode d'exécution, le moyen d'orientation 17 peut également consister en un moteur pas à pas ou en un autre organe adéquat conve-35 nant bien à cet effet.

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Afin que la broche puisse tourner pour n'importe quelle position de la tête 7, l'axe 20 est matérialisé par deux arbres concentriques; un premier 22, l'arbre creux intérieur, est muni de divers agencements (21) 5 permettant la rotation et le blocage de la tête 7; un deuxième arbre 14 intérieur transmet le mouvement de rotation à l'engrenage 15.

Suivant le mode d'exécution représenté à la figure 2, la broche 16 repose sur deux paliers à 10 roulement à billes 25 et 27. L'extrémité avant de la broche 16 consiste en un nez conique adapté de manière à pouvoir recevoir la queue d'un outil déterminé.

Le nez avant est muni d'un ergot 29 s'engageant dans une encoche correspondante pratiquée dans l'outil 15 et/ou inversément, l'outil présente un ergot adapté à une encoche de la broche 16.

L'extrémité intérieure de la broche 16 est équipée d'-un dispositif de fixation et d'expulsion d'outil 30 commandé par un organe adéquat 31 connu 20 en soi.

Suivant un mode d'exécution particulièrement préféré de la présente invention, la tête 7 comporte également un dispositif d'indexage permettant de positionner la broche 16 de manière précise et 25 répétitive pour le changement d'outil. Tout dispositif connu en soi peut être utilisé à cet effet. La présente invention couvre cependant également un dispositif d'indexage particulier composé de deux pistons mis en série 33 et 35. La tige 37 du premier 30 piston 33 se termine par une bille ou un galet qui s'engage dans le creux d'une came 39 en forme de coeur qui est solidaire de ladite broche 16. Lorsque, de cette manière, la broche est immobilisée et étant donné la course du piston 33, le deuxième piston 35 35 . est actionné et engage son extrémité de tige en forme / 7 h d'ergot 40 dans une encoche correspondante 41 pratiquée dans la paroi de la broche 16.

La tête orientable 7 est avantageusement équipée d'un système de sonde 42 connue en soi qui permet 5 différentes mesures caractéristiques de la pièce à usiner.

On constate facilement que la tête porte-outil suivant la présente invention rend le travail sur · un tour absolument universel. On peut avantageusement 10 effectuer un travail d'usinage parallèlement ou perpendiculairement à l'axe de la pièce lorsque celle-ci tourne et lorsque l'outil est fixe. Cette disposition permet d'effectuer des usinages extérieurs ou intérieurs tel que des alésages dans l'axe de la 15 pièce. Dans ce cas, il est évident que l'ergot 29, par exemple, et l'ergot 40, doivent résister au couple sollicitant l'outil. On peut également maintenir la pièce à usiner fixe en faisant tourner l'outil dans la tête porte-outil 7 suivant l'invention. Des travaux 20 parallèles ou perpendiculaires à 1'axe de la pièce permettent de réaliser des alésages ou taraudages, même hors axe ou des fraisages de rainures, par exemple.

Il est bien évident que l'invention n'est pas 25 limitée au mode d'exécution décrit dans le présent mémoire descriptif mais qu'elle englobe également toute modification apportée au dispositif de l'invention .

Ainsi, on peut également prévoir, dans la -tête 7, 30 une broche fixe qui n'est, par conséquent, pas logée

Idans des roulements à billes, permettant de fixer des outils destinés à usiner la pièce lorsque celle-ci tourne. Ceci permet un dimensionnement plus faible des roulements qui ne doivent alors plus résister 35 λ aux vibrations pour une position fixe de l'outil.

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Notons encore un avantage important apporté par le système de sonde qui rend le travail au tour parallèle absolument universel. La sonde émettrice qui présente une queue analogue à celle des outils 5 peut être placée dans la broche de la tête orientable. La partie réceptrice 42 est fixée à la tête orientable.

• Il est bien évident que la maniabilité de la tête orientable permet de mesurer de manière efficace et rapide les dimensions caractéristiques d'une pièce 10 à usiner serrée dans le mandrin suivant un système de coordonnées bidimensionnelles. La commande numérique peut évidemment rendre des services incomparables à . l'orientation de ladite tête lors des mesures susmen-

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Claims (9)

1. Tête porte-outil destinée à être montée sur un tour parallèle, caractérisée en ce qu'elle . est montée de manière orientable sur un bâti (9) fixé sur le chariot (4) d'un tour parallèle, 5 en ce qu'elle ne comporte qu'un seul outil à la fois et en ce qu'elle permet une rotation de 1'outil autour de l'axe de celui-ci pour usiner la pièce serrée entre les mâchoires du mandrin (3) dudit tour parallèle (2) selon plusieurs orientations privilégiées. 10

2. Tête porte-outil suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est montée de manière orientable sur un bâti (9) qui comporte un moteur (11) destiné à entraîner la broche (16) de ladite tête (7), qui est adaptée pour recevoir la queue de l'outil 15 d'usinage et des moyens (17, 19) permettant d'orienter et bloquer ladite tête(7) dans la position présélectionnée .

3. Tête porte-outil suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens permettant d'orienter 20 et bloquer la tête (7) consistent en deux pistons (17, 19), la tige du premier piston (17) provoquant la rotation de la tête (7) dans les deux sens et la tige du deuxième piston (19) bloquant l'arbre (22) par lequel ladite tête est orientée en agissant sur 25 des méplats (21) pratiqués dans cet arbre (22).

4. Tête porte-outil suivant la revendication 3, caractérisée en ce que l'arbre (22) comporte trois méplats (21) permettant trois positions privilégiées de la tête, à savoir une position perpendiculaire 30. l'axe de la pièce à usiner, le nez de la broche (16) étant dirigé vers l'arrière de la machine, une position parallèle à l'axe de la pièce à usiner et . une position perpendiculaire à l'axe de la pièce, h 10 le nez de la broche étant tourné vers l'avant de la machine.

5. Tête porte-outil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la 5 broche (16) est munie d'un dispositif de fixation et . d'expulsion de.l'outil.

- 6. Tête porte-outil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que'la broche (16) est munie d'un dispositif d'indexage 10 de la broche (16) à une position précise.

7. Tête porte-outil suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le dispositif d'indexage est constitué par deux pistons en série (33, 35) dont le premier (33) appuie, par l'intermédiaire de sa tige, 15 sur une came en forme de coeur (39) solidaire de la broche (16), l'axe de rotation de ladite came (39) correspondant à l'axe de la broche (16), et dont le deuxième (35) s'engage,moyennant sa tige munie d'un ergot (40), dans une encoche précisé (41) pratiquée 20 dans la paroi de la broche (16) de la tête porte-outil.

8. Tête porte-outil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu ' elle comporte un système de sonde (42) qui permet l'utilisation 25 d'une sonde pour les mesures caractéristiques de la pièce à usiner, dans un système de coordonnées bidimensionnel.

9. Tête porte-outil suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une broche fixe qui n'est pas logée dans des 30 roulements à billes, permettant de fixer des outils non-rotatifs travaillant sur la pièce en^^otat^^^ j