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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AU PLANAGE DES METAUX.
La présente invention a pour objet une méthode perfec- tionnéé de planage ou de rabotage de plaques et barres métalli- ques, brutes de coulée, en particulier de cakes et de wire-bars en ouivre électro, pour enlever la peau de coulée oxydée, avant le laminage.
Elle a également pour objet une machine perfectionnée pour le planage de ses pièces suivant la nouvelle méthode
Il est connu dans des machines de planage ou de rabo- tage de disposer une pluralité d'outils de planage ou rabotage substantiellement suivant une spirale sur un support, tel qu'un disque ou analogue, le long de divers rayons de celui-ci, à des distances différentes à partir du centre et disposés à des pro- fondeurs différentes, de manière à effectuer un planage en gradins de la pièce à travailler,
Suivant la présente invention, les divers outils dans une telle machine sont disposés de telle manière que leur dépla cernent relatif le long des rayons est toujours plus grand que
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l'avance latérale de l'outil par rapport à la pièce à planer ou raboter par révolution du disque à outils.
Par déplacement relatif le long des rayons on entend la différence entre les rayons des cercles passant par deux outils consécutifs,
Le planage ou rabotage peut être effectué en combinant deux mouvements du support porteur d'outils par rapport à la pièce à travailler: une rotation autour du centre du dit sup- port et une translation linéaire perpendiculaire à l'axe de rotation.
Il est également possible de donner seulement un mou- vement de rotation au dit support, tandis que la pièce à tra- vailler se déplace le long d'un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du support porteur d'outils, On peut aussi faire tourner la pièce à travailler et déplacer le support le long d'un axe perpendiculaire à l'axe de rotation.
Dans la description ci-dessous nous considérerons spécialement les pièces en cuivre; il est cependant bien enten- du que ces considérations ne sont pas limitatives, et que la méthode et la machine peuvent convenir tout aussi bien pour d'autres métaux ou alliages.
Les cakes et wirebars en cuivre qui ont été coulés en moules horizontaux ont une surface supérieure (peau de cou- lée) ridée dont la teneur en oxygène est plus élevée que celle du reste de la pièce coulée. Il est connu qu'on peut enlever cette surface plus oxydée par fraisage, tournage ou rabotage, et obtenir ainsi de meilleurs produits lors du laminage.
Ce dégrossissage a toujours été une opération lente parce que les profondeurs de coupe étaient limitées et que de ce fait il fallait recommencer l'opération plusieurs fois. De plus, les pièces coulées pouvant être courbées, il est néces- saire d'enlever à certains endroits de grosses passes pour pouvoir enlever aux autres endroits le minimum indispensable correspondant à la surface oxydée
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La présente invention permet une grande profondeur de coupe en une seule passe aveo une avance très rapide. Le dis- que tournant muni de ses outils a un mouvement de translation relatif par rapport à la pièce à planer et enlève ainsi en une seule passe le métal de surface jusqu'à la profondeur voulue.
Le dit mouvement de translation peut être synchronisé aveo la rotation du disque à outils ; amplitude est déterminée sui- vant les dimensions de la pièce à planer.
Dans les dessins ci-joints qui montrent sohématiquement et à titre d'exemple un mode de réalisation de l'invention :
La figure 1 représente un disque muni de ses outils.
Figure 2 représente une coupe agrandie de la z8ne de travail d'une pièce qui est au planage. Les gradins proviennent du décalage progressifdes outils en profondeur et suivant le rayon. La partie enlevée par une révolution du disque combinée avec la translation correspondante est indiquée en traits poin- tillés; elle correspond au maximum possible avec la formation de bon copeaux. Si les outils sont par exemple disposés sur une même circonférence et ont une même longueur, comme réalisé dans certaines machines, la coupe agrandie de la zône de tra- vail de la pièce à planer est celle indiquée à la figure 3.
On voit immédiatement que la profondeur de @ coupe est limitée dans ce cas par la longueur limitée de l'arête coupante de l'outil+ Par la nouvelle méthode, les différents outils travail- lent dans des plans différents et leur décalage relatif suivant le rayon est toujours supérieur à l'avance par rapport à la pièce à planer, correspondant à une révolution du disque, De cette manière les outils travaillent indépendamment l'un de l'autre et la distance entre ces zones indépendantes est appro- ximativement égale au déplacement des outils consécutifs le long des rayons.
Dans les dispositifs de planage connus dans lesquels
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les outils sont disposés le long d'une ou plusieurs spirales, le rapport entre l'avance latérale de l'outil par rapport à la pièce à planer par révolution du disque à outils et la vitesse de rotation du dispositif de support des outils a une valeur constant, Cette valeur constante est déterminée par le fait que le déplacement relatif des outils le long des rayons est égal à l'avance latérale de l'outil par rapport à la pièce à planer ou raboter par révolution du disque à outils.
Suivant la présente invention, il n'y a pas de con- nexion mécanique entre l'avance et le dit déplacement, et cela permet à l'opérateur de régler l'avance suivant la résistance de coupe rencontrée, Cela permet aussi d'employer des outils coupants analogues à ceux employés sur une machine ordinaire de planage, avec comme conséquence une grande facilité d'aigui- sage, Par machine ordinaire de planage on entend une machine ayant une table aveo mouvement linéaire automatique réversible sur lequelle la pièce à travailler est fixée et un porteur d'ou- til glissant progressivement le long d'une poutrelle horizon- tale fixée transversalement par rapport à la direction de mou- vement de la table, Ces outils sont faits en aciers rapides en barres de section standardisée et peuvent être aiguisés beaucoup plus facilement que les couteaux d'une fraiseuse.
Les outils sont montés sur une sorte de spirale dont le diamètre moyen est d'autant plus grand que la pièce 4 planer est plus large. Le nombre de tours par minute faits par le disque à outils et l'amplitude du mouvement de translation cor- respondant, varient également suivant la largeur de la pièce à planer.
Ces caractéristiques sont toujours déterminées de façon à obtenir un travail maximum du moteur commandant le dis- que à outils, Nous parvenons ainsi par exemple à planer en une minute un wirebar de 1,37 m, de longueur et 111 mm, de
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largeur en faisant tourner le disque à 600 ts./min. et en pre- nant une avance de 2,5 mm. par tour, avec des profondeurs de coupe qui dépassent parfois les 10 mm. Les outils se trouvent entre les circonférences ayant 230 et 300 mm. de diamètre.
Pour un cake de 610 mm. x 610 mm,, nous faisons tourner le disque à 130 ts./min., adoptons une avance de 2 mm. par tour et pbtenons le planage complet en 3 minutes. Dans ce cas, les outils se trouvent entre les circonférences ayant 700 et 820 mm. de diamètre
Une machine spéciale basée sur ce mode de planage est représentée schématiquement par les figures 4 et 5.
Dans ces figures, 10 sont des wirebars en cuivre qui doivent être planés, La figure 6 montre le montage de cakes 14 sur la même machine
Le plateau porte-outils 1 tourne dans un plan verti- cal et est commandé par le moteur 2 par l'intermédiaire d'une poupée 3 qui assure la vitesse et lavanee désirée du plateau 1 pour chaque format de pièce à planer, Un jeu d'engrenages dis- posé.,.dans la poupée permet de changer indépendamment ces deux caractéristiques.
Cet ensemble est monté sur une table à glissières 4 qui peut se déplacer parallèlement à l'axe du plateau et est commandée pour les mouvements rapides .par un moteur 5. Un volant à main 6 permet à l'opérateur de commander des mouve- ments lents de la table 4 et de régler la profondeur de coupe des outils pour chaque pièce..La table 4 est montée sur,une autre table 7 qui peut se déplacer sur un bâti horizontal 9 perpendiculairement à l'axe du plateau, Ce mouvement est com- mandé psr un moteur 8 pour le recul rapide et par le moteur 2 de commande du plateau par l'intermédiaire de la poupée 3 pen- dant l'opération de planage.
Les pièces à planer, wirebars 10 ou cakes 14 sont montées sur les faces verticales d'une tourelle 11 au moyen de griffes appropriées 12. Dans la machine représentée le nombre de faces est de six ; les faces dans les positions A et B ser- vent au chargement des pièces à planer ; laface C sert au mesu-
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rage de la profondeur de coupe nécessaire que le mécanicien règle au volant 6, la face D est la face portant la pièce au planage, les faces E et F sont les faces où les pièces planées sont enlevées. Cette tourelle tourne de 60 par l'intermédiaire d'un moteur 13 quand l'opération de planage est terminée.
Un dispositif approprié assure chaque fois le parallélisme de la face D avec le plateau porte-outils, et un dispositif de ver- rouillage empêche la rotation de la tourelle tant que la table 4 n'a pas reculé suffisamment pour permettre le passage des angles de la tourelle.
Quand le planage d'une pièce est terminé, le moteur 5 est automatiquement mis en marche pour assurer le recul suffi- sant de la table 4 portant le plateau, la poupée et le moteur principal. Ce mouvement est suivi du retour rapide automatique de la table 7 à la position de départ pour le planage et de l'avance rapide de la table 4 vers laptèce à planer.
Les différents mouvements se succèdent ainsi dans l'ordre suivant :
I - planage avec avance proportionnée à la vitesse du plateau à outils,
II- recul rapide automatique de la poupée avec son support,
III- retour rapide automatique de la poupée avec son support, combiné avec la rotation de 60 de la tourelle, IV- avance rapide de la poupée avec son support, V - avance au volant de la poupée.
La succession des mouvements II - III et IV est rendue entièrement automatique. Leur harmonisation permet de réduire au minimum le temps qui s'éooule entre les planages de deux pièces.
Si on veut effectuer des planages dans les deux sens de marche de la table 7, le retour automatique de cette table citée sous III n'est plus nécessaire.
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Cette machine suppose'le planage dans un plan verti- cal. Il est évident qu'il y a moyen de concevoir une machine analogue avec planage dans un plan horizontal ou même suivant un plan Incliné
Diverses modifications peuvent être apportées à la machine décrite ci-dessus sans sortir de la portée de l'inven- tion: les pièces à planer peuvent être montées sur des plaques formant une chaîne sans fin qui passe devant le disque à outils avec avance lente pendant le planage, et avance rapide entre deux planages successifs. En harmonisant ces mouvements il y a moyen de réduire également au minimum le temps perdu entre deux planages successifs.
Les pièces à travailler peuvent aussi être montées sur deux ou plusieurs chariots au moyen d'un châssis fixe et placées en alignement sur un axe perpendiculaire à l'axe de rotation du disque déplaçable porteur d'outils. Ces chariots peuvent présenter deux ou plusieurs faces sur lesquelles on peut fixer les pièces. Chaque chariot peut être verrouillé par un dispositif approprié au châssis fixe aussi longtemps que le disque rotatif glisse devant lui, et peut être tourné autour de son axe horizontal lorsque le disque tournant de trouve devant le chariot suivante De cette manière, tandis qu'une pièce est rabotée, une autre pièce peut être fixée sur une autre face du chariot.
L'enlèvement rapide de la pièce finie, par exemple par la gravité, et le placement en position prêt pour le planage de la pièce suivante est rendu possible en tournant le chariot pendant que le planage se fait sur un autre chariot.
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IMPROVEMENTS MADE IN METAL PLANING.
The present invention relates to an improved method of leveling or planing metal plates and bars, as cast, in particular cakes and wire-bars in electro drunk, to remove the oxidized casting skin, before rolling.
It also relates to an improved machine for leveling its parts using the new method.
It is known in leveling or planing machines to dispose a plurality of leveling or planing tools substantially in a spiral on a support, such as a disc or the like, along various radii thereof, at different distances from the center and arranged at different depths, so as to perform a step leveling of the workpiece,
According to the present invention, the various tools in such a machine are arranged such that their relative displacement along the radii is always greater than
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the lateral feed of the tool with respect to the workpiece to be leveled or planed by revolution of the tool disc.
By relative displacement along the radii is meant the difference between the radii of the circles passing through two consecutive tools,
Planing or planing can be carried out by combining two movements of the tool-carrying support with respect to the workpiece: a rotation around the center of said support and a linear translation perpendicular to the axis of rotation.
It is also possible to give only one rotational movement to said support, while the workpiece moves along an axis perpendicular to the axis of rotation of the tool carrier support. rotate the workpiece and move the support along an axis perpendicular to the axis of rotation.
In the description below we will especially consider copper coins; However, it is understood that these considerations are not limiting, and that the method and the machine may be equally suitable for other metals or alloys.
Copper cakes and wirebars that have been cast in horizontal molds have a wrinkled top surface (casting skin) with a higher oxygen content than the rest of the casting. It is known that this more oxidized surface can be removed by milling, turning or planing, and thus obtain better products during rolling.
This roughing has always been a slow operation because the cutting depths were limited and therefore the operation had to be repeated several times. In addition, since the castings can be bent, it is necessary to remove large passes in certain places in order to be able to remove in other places the essential minimum corresponding to the oxidized surface.
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The present invention allows a great depth of cut in a single pass with a very fast feed. The rotating disc provided with its tools has a relative translational movement with respect to the workpiece and thus removes the surface metal in a single pass to the desired depth.
Said translational movement can be synchronized with the rotation of the tool disc; amplitude is determined according to the dimensions of the part to be leveled.
In the accompanying drawings which show schematically and by way of example an embodiment of the invention:
FIG. 1 represents a disc fitted with its tools.
Figure 2 shows an enlarged section of the work area of a part which is leveling. The steps come from the progressive offset of the tools in depth and along the radius. The part removed by a revolution of the disc combined with the corresponding translation is indicated in dotted lines; it corresponds to the maximum possible with the formation of good chips. If the tools are for example arranged on the same circumference and have the same length, as produced in certain machines, the enlarged section of the working area of the part to be leveled is that shown in figure 3.
We can immediately see that the depth of cut is limited in this case by the limited length of the cutting edge of the tool + By the new method, the different tools work in different planes and their relative offset according to the radius is always greater than the advance in relation to the part to be leveled, corresponding to one revolution of the disc, In this way the tools work independently of each other and the distance between these independent zones is approximately equal to the displacement of the consecutive tools along the radii.
In known leveling devices in which
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the tools are arranged along one or more spirals, the ratio between the lateral feed of the tool with respect to the workpiece to be leveled per revolution of the tool disc and the speed of rotation of the tool support device has a constant value, This constant value is determined by the fact that the relative displacement of the tools along the radii is equal to the lateral feed of the tool with respect to the part to be planed or planed per revolution of the tool disc.
According to the present invention, there is no mechanical connection between the feed and said displacement, and this allows the operator to adjust the feed according to the cutting resistance encountered. This also makes it possible to use cutting tools similar to those used on an ordinary leveling machine, resulting in great ease of sharpening, By ordinary leveling machine is meant a machine having a table with a reversible automatic linear movement on which the workpiece is fixed and a tool carrier sliding progressively along a horizontal joist fixed transversely to the direction of movement of the table, These tools are made of high speed steels in bars of standardized cross-section and can be sharpened much more easily than the knives of a milling machine.
The tools are mounted on a sort of spiral, the mean diameter of which is all the greater as the part 4 planer is wider. The number of revolutions per minute made by the tool disc and the amplitude of the corresponding translational movement also vary according to the width of the part to be leveled.
These characteristics are always determined in such a way as to obtain maximum work from the motor controlling the tool disc. We thus manage for example to level in one minute a wirebar of 1.37 m, length and 111 mm, of
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width by rotating the disc at 600 ts./min. and taking an advance of 2.5 mm. per revolution, with cutting depths sometimes exceeding 10 mm. The tools are located between the circumferences having 230 and 300 mm. of diameter.
For a 610 mm cake. x 610 mm ,, we rotate the disc at 130 ts./min., adopt a feed of 2 mm. per turn and we can achieve full leveling in 3 minutes. In this case, the tools are located between the circumferences having 700 and 820 mm. of diameter
A special machine based on this leveling mode is shown schematically in Figures 4 and 5.
In these figures, 10 are copper wirebars which must be planed, Figure 6 shows the mounting of cakes 14 on the same machine
The tool-holder plate 1 rotates in a vertical plane and is controlled by the motor 2 via a headstock 3 which ensures the desired speed and the desired speed of the plate 1 for each size of workpiece to be leveled. The gears placed in the headstock allow these two characteristics to be changed independently.
This assembly is mounted on a sliding table 4 which can move parallel to the axis of the plate and is controlled for rapid movements by a motor 5. A handwheel 6 allows the operator to control movements. of the table 4 and adjust the cutting depth of the tools for each part. The table 4 is mounted on another table 7 which can move on a horizontal frame 9 perpendicular to the axis of the table, This movement is Controlled by a motor 8 for the rapid reverse and by the motor 2 for controlling the plate via the tailstock 3 during the leveling operation.
The pieces to be leveled, wirebars 10 or cakes 14 are mounted on the vertical faces of a turret 11 by means of suitable claws 12. In the machine shown the number of faces is six; the faces in positions A and B are used for loading the parts to be leveled; face C is used for measuring
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rage of the necessary cutting depth that the mechanic sets on the flywheel 6, face D is the face carrying the part to leveling, sides E and F are the faces where the planed parts are removed. This turret turns 60 by means of a motor 13 when the leveling operation is finished.
An appropriate device ensures each time the parallelism of the face D with the tool-holder plate, and a locking device prevents the rotation of the turret until the table 4 has not retreated sufficiently to allow the passage of the angles of. the turret.
When the leveling of a part is finished, the motor 5 is automatically started to ensure sufficient recoil of the table 4 carrying the plate, the headstock and the main motor. This movement is followed by the automatic rapid return of the table 7 to the starting position for planing and the rapid advance of the table 4 towards the specie to be planed.
The different movements follow each other in the following order:
I - leveling with feed proportional to the speed of the tool plate,
II- automatic rapid retraction of the doll with its support,
III- automatic rapid return of the headstock with its support, combined with the rotation of 60 of the turret, IV- rapid advance of the headstock with its support, V - forward driving of the headstock.
The succession of movements II - III and IV is made fully automatic. Their harmonization makes it possible to reduce to a minimum the time which elapses between the leveling of two rooms.
If we want to perform planes in both directions of travel of the table 7, the automatic return of this table mentioned under III is no longer necessary.
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This machine assumes leveling in a vertical plane. It is obvious that there is a way to design a similar machine with leveling in a horizontal plane or even in an inclined plane.
Various modifications can be made to the machine described above without departing from the scope of the invention: the parts to be leveled can be mounted on plates forming an endless chain which passes in front of the tool disc with slow advance during planing, and rapid advance between two successive planes. By harmonizing these movements there is a way to also reduce to a minimum the time lost between two successive planes.
The workpieces can also be mounted on two or more carriages by means of a fixed frame and placed in alignment on an axis perpendicular to the axis of rotation of the movable tool-carrying disc. These carriages can have two or more faces on which the parts can be fixed. Each carriage can be locked by a suitable device to the fixed frame as long as the rotating disc slides in front of it, and can be rotated around its horizontal axis when the rotating disc is in front of the next carriage In this way, while a part is planed, another part can be attached to another side of the carriage.
The rapid removal of the finished part, for example by gravity, and the placing in position ready for leveling of the next part is made possible by turning the carriage while the leveling is done on another carriage.