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"Dispositif ou machine-outil pour l'usinage de pièces avec enlève- .ment de copeaux".
La présente invention a pour objet un dispositif ou une machi ne-outil pour l'usinage de pièces avec enlèvement de copeaux, en particulier pour l'usinage de pièces de dimensions et de poids considérables telles que des lingots et des cylindres, des trains de rmues, des arbres, etc., qui nécessitent pour leur mouvement et leur usinage des forces particulièrement grandes.
Jusqu'à présent, on a employé pour l'usinage et pour l'ébar- bage de blocs d'acier avant le laminage, principalement des rabo- teuses et des tours qui présentent divers inconvénients impor- tants. Dans les raboteuses, par exemple, la dépense technique par rapport au rendement n'est pas satisfaisante tandis que, dans les tours, l'usinage de blocs quadrangulaires nécessite une commande compliquée pour le mouvement d'oscillation et le mouvement de va- et-vient de l'outil. En outre, les forces de coupe élevées exigent
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une construction lourde de la machine.
Il en est de mme pour les tours à trains de roues dans les- quels les forces de travail également atteignent une valeur rela- tivement grande. On impose en outre aux machines de ce genre la condition d'une rigidité très importante du bâti et des pièces de commande, ce qui conduit à des poids très élevés de la ma- chine.
Or¯ a constaté maintenant que le système de fraisage avec des fraises d'une vitesse périphérique élevée, employé jusqu'à pré- sent seulement pour le fraisage en plan, peut s'employer égale- ment avec d'excellents résultats pour l'usinage de pièces rondes ou à symétrie axiale ou de section transversale analogue. On obtient, d'après ces constatations, un dispositif ou machine- outil dans lequel, suivant la présente invention, le fraisage rapide avec des vitesses élevées de la périphérie du corps de fraisageet l'usinage de pièces particulièrement grandes, sont employés dans un dispositif approprié, avec des vitesses de coupe d'environ 200 à 350 m/minute.
Dans le cas présent, il s'agit d'un dispositif suivant l'in- vention pour l'usinage de blocs ronds ou quadrangulaites, mais ce dispositif peut s'employer également avec le même effet pour l'u- sinage de cylindres, de trains de roues, d'arbres de grands dia- mètres, etc.
Par suite de la commande propre suivant la présente inven- tion de la machine-outil, l'outil tournant rapidement avec une grande vitesse de coupe, taille une rainure de filetage dans la pièce tournant lentement. Le nombre de tours de la pièce et l'a- vancement latéral doivent être accordés l'un par rapport à l'autre de façon que le bloc soit pelé complètement.
L'avantage résultant de l'objet de la présente invention est le suivant:
Dans le genre. d'usinage mentionné, les propriétés favorables du métal dur sont complètement utilisées contraitement à la ra-
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boteuse et au tour . La tête à couteaux est pourvue sur sa péri- phérie d'un grand nombre de couteaux entre lesquels se répartit le travail de formation de copeaux. Un couteau individuel ne sé- pare qu'un petit copeau et travaille en coupe seulement pendant un temps court tandis qu'un multiple de ce temps est disponible pour le refroidissement. Il est ainsi possible de travailler avec une vitesse de coupe élevée d'environ 200 à 350 m/minute pour le couteau.
Il faut en outre, pour un même débit d'enlèvement de co- peur peaux que/le tour, des forces de coupe beaucoup plus minimes et des forces petites dans le dispositif de commande pour le mouve- ment de va-et-vient de l'outil dans le cas de travaux sur des pièces quadrangulaires. Comme, à cause de la grande vitesse de coupe admissible, la tête à couteaux tourne rapidement, on se ti- re d'affaire avec un seul étage de multiplication du moteur à l'arbre de la tête à couteaux, comme déjà utilisé d'ailleurs dans d'autres machines. La pièce traitée tourne très lentement, de aorte que l'influence des masses en mouvement lors du mouve- ment de va-et-vient de l'outil pour l'usinage de pièces quadran- gulaires n'intervient pas. Un autre avantage important provient de ce que les copeaux s'obtiennent sous une forme courte très bien transportable.
Dans l'exemple de réalisation exposé ci-après, pour la pro- duction de la grande différence entre les vitesses de rotation du porte-outil et de la pièce traitée et de la multiplication considérable combinée à celle-ci, on a prévu un double mécanis- me à vis sans fin, monté en série avec une commande à roues de rechange. L'étage à roues de réchange sert au changement de l'a- vancement en correspondance avec les divers diamètres des blocs.
On obtient en outre avantageusement que les dimensions du méca- nisme soient très petites à cause des forces minimes. La puis- sance du moteur qui actionne ce mécanisme et conjointement le gabarit et la tige de traction, est également minime.
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La commande de l'avancement pour le mouvement du chariot est dérivée au moyen de roues coniques de l'arbre de la pièce trai- tée. Un arbre vertical transmet, par exemple, le mouvement vers le bas et, par l'intermédiaire d'une autre paire de roues coniques , transmet ce mouvement vers un arbre transversal horizontal du côté gauche de l'assise. De cet arbre, le mouvement est trans- mis au moyen de deux autres paires de roues coniques à l'arbre du gabarit et à la tige de traction. Avent la tige de traction, on a monté un agencement de roues de rechange.
Pour la commande du mouvement et de l'outil, en cas d'usina- ge de profils quadrangulaires, on a prévu une commande hydrauli- que avec une pointe de contact. Cette commande à pointe de contact est montée sur laface inférieure de la tête de fraisage. On a pris des mesures pour que, moyennant la mise hors service de l'actionnement de la commande, le cylindre du gabarit puisse tre également déplacé par la pression hydraulique. Cette possi- bilité est donnée par un vissage.,
Pour qu'on pusse employer un gabarit compact plus petit que la pièce à traiter, ce gabarit marche avantageusement quatre fois plus rapidement que la pièce traitée. Comme on peut le voir facilement, le gabarit recevra en outre une forme qui correspond à un excentrique faiblement conique.
Pour ce qui concerne la conformation de la tête de fraisage elle-même, la description qui suit donne des renseignements dé- taillés.
Le dessin montre un exemple de réalisation de l'objet de l'invention. La fig.l montre une vue de dessus de la machine- outil tandis que la fig.2 représente une vue de coté partielle.
La figo3 montre une coupe horizontale partielle de la tête de fraisage. Les fig.4 et 5 montrent des détails, en partie schéma- tiquement, de la fixation des couteaux de fraisage.
1 est la poupée mobile et 2 la poupée de l'arbre de la ma- chine-outil, qui présente un châssis de fondation 3 correspondant
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sur lequel peut en outre glisser, à l'avant, sur les guides 4 et 5 la fondation 6(figo2) de l'agrégat de fraisage. Entre la pou- pée mobile 1 et la poupée d'arbre 2, on a serré d'une manière connue la pièce 7 à traiter, par exemple un lingot ou un bloc d'acier spécial. On a désigné par 8 la botte du mécanisme pour la commande de la pièce traitée, boite sur laquelle le moteur 9 de commande est fixé par brides.
On actionne en outre par cette commande au moyen du mécanisme non représenté en détail, par exemple un autre mécanisme à vis sans fin et un mécanisme à roues de rechange, et au moyen d'un arbre 10.,un autre mécanisme à roue conique dans la botte de mécanisme 11 pour l'actionnement de 1:'arbre 12 du gabarit. On a prévu en outre un arbre 13 par le- quel cette commande est reliée encore à la tige de traction 14 par l'intermédiaire de la botte d'engrenages 13a. Cette tige de traction est pourvue d'une manière connue d'une roue conique 15 qui engrène avec une autre roue conique 16 montée en même temps que la roue dentée 17 au moyen de l'arbre 18 dans un appui 19.
Par l'intermédiaire d'une roue 20 avec un déplacement de roue à main 21, cette réalisation du pignon engrène avec la roue dentée 22 d'un arbre transversal 23 qui est monté dans les barres 24,24 de la fondation 6. Sur cet arbre 23, on a prévu deux roues dentées 25,25 à denture oblique qui engrènent avec les crémail- lères 26,26 de coulissement longitudinal pour l'agrégat de frai- sage. En outre, les deux roues dentées mentionnées 25,25 peu- vent coulisser au moyen de rainures et de languettes en 28 sur l'arbre 23 pour que les deux roues dentées soient amenées à porter en même temps. Le cône de la poupée mobile est déplaçable hydrauliquement par un dispositif 30 mais est réglable également à la main en 31 et. déplaçable en 32 par des moyens de serrage.
On a prévu en 33(fig,l) un embrayage de mécanisme pour qu'on puisse mettre en service et hors service le gabarit, de telle sorte qu'avec la même machine-outil, on peut usiner également de
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grandes sections transversales rondes.
Comme on le voit à la fig.2, la commande pour la production du mouvement de va-et-bient de l'agrégat de fraisage comprend la disposition suivante:
Sur le coté inférieur de la fondation 6 de l'agrégat de frai- sage, on a prévu un cylindre hydraulique 36 qui sert à la créa- tion d'une pression hydraulique qui est transmise dans un cylin- dre de commande 37. Dans ce dernier peut coulisser une pointe de contact 38 dont l'extrémité est pressée en 39 contre le gabarit 40. Ce gabarit est en coupe transversale une barre ronde ayant une excentricité déterminée et une forme faiblement conique, qui tourne sous l'action de la commande mentionnée à une vitesse qui vaut le quadruple de la vitesse de rotation de la pièce trai- tée.
Pour le réglage et le déplacement de cette commande, on a prévu un volant à main 41 qui agit par l'intermédiaire d'orne roue dentée 42, d'une chaîne 43 et d'une autre roue tentée 44 sur un dispositif 45 par lequel une pointe 46, vissable dans la tige de contact, peut être déplacée. Il y a entre cette possibilité de dé- placement et le mécanisme hydraulique de la commande automatique, une certaine dépendance qui ne sera pas détaillée davantage ici.
On a représenté aux fig.3 à 5 la tête de frajsage, son mode de support et sa commande. On a désigné par 50 la tête de frai- sage proprement dite qui présente un certain nombre d'évide- Dents 51 dans lesquels les porte-outils 52 sont disposés avec des plaquettes connues 53 de métal dura Ces porte-outils sont en outre pourvus en 54 de rainures et de languettes pour pouvoir prendre la position correcte et pour produire une misa en posi- tion aisée et empêcher la rotation. Chaque tige 52 est en outre serrée à l'endroit voulu au moyen de deux vis de serrage 56 eL 57.
Sur la tête de fraisage, on a prévu un cône 58 qui se rac-
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corde à une partie cylindrique 59. Cette partie présente un trou cylindrique 61 pourvu en 60 d'un pas de vis dans lequel peut être introduite et vissée l'extrémité de tête, pourvue d'un pas de vis, d'une tige de traction 62. Cette tige est pourvue à son extrémité libre d'une embase 63 qui est fixée de façon rotative à l'endroit voulu au moyen d'une plaque 65 vissée en 64. La tê- te carrée sert au serrage de cette tige.
Le support établi vers l'avant avec une ouverture conique pour le siège de serrage de la tête de fraisage est un corps cylindrique 67 avec en 68 un épaississement qui sert de volant.
La tige 67 est retenue dans des paliers de qualité supérieure. Le palier antérieur est un palier réglable à rouleaux cylindriques comportant deux séries de rouleaux 70 et 71, la bague intérieu- re 72, la bague extérieure 73 et les écrous de réglage et de rai- nure 74 et 75 au moyen desquels on peut régler le jeu du palier dans des limites déterminées ou l'amener à zéro. Ce palier est fi- xé, au moyen d'un anneau 76 et d'une garniture d'étanchéité 77, en 78 au logement 79 de l'agrégat de fraisage. Sur ce logement, on a fixé en outre sur une saillie 80 le moteur 81 de l'arbre de fraisage.
Le palier postérieur 82 est réuni à la disposition d'appui de trace 83 et 84 par le corps intérieur 85 et le corps exté- rieur 86 pour former un corps qu'on peut insérer et enlever et est vissé en 87, de sorte que le montage et le démontage de la tige est très simple.
Comme on peut le voir encore au dessin, l'axe de la tête de fraisage est disposé, d'une manière connue, obliquement par rap- port à l'axe de la pièce traitée, ce qui donne également la disposition croisée de la fondation 6 par rapport à l'axe de fraisage suivant la fig.3.
On a prévu, se raccordant au moteur, la poulie 90 en forme de poulie à courroie trapézoïdale qui est reliée par la courroie
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trapézoïdale 91 à la grande poulie 92 pour l'arbre de fraisage.
Sans sortir du cadre de la présente invention, on peut indiquer qu'à la place des éléments mentionnés ci-dessus, on peut employer également leurs équivalents techniques pour autant que le même effet technique soit obtenu.
R E V E N D I C A T 1 0 N S
1. Dispositif ou machine-outil pour l'usinage, avec enlève- ment de copeaux , de pièces de grandes dimensions comme des lin- gots, des cylindres, des trains de roues, etc., caractérisé par l'emploi immédiat de la fraise rapide à grande vitesse de rotation ou à très grande vitesse de l'arbre de fraisage, d'environ 200 à 350m/minute de vitesse de coupe dans le cas d'usinage d'acier, avec la pièce traitée tournant lentement.