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"Appareil à calculer, notamment pour déterminer les vitesses de travail les plus économiques et les temps correspondants sur des machines-outils".
Jusqu'ici les valeurs décisives pour une opération économique avec enlèvement de copeaux : lavitesse, l'avancemen- et le profondeur de coupe, (ces trois grandeurs étant désignée: plus loin sous le nom collectif de "conditions de travail"), e1 les temps de fonctionnement qui en dépendent ont été calculés au moyen de données recueillies par de longues études de pré- paration du travail et de calcul et rassemblées dans des tableaux ou des livres, ces calculs étant effectués à l'aide
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de règles à calcul, de monogrammes, de diagrammes ou d'autres données auxiliaires. Ceci exigeait, d'une part, un recueil et une collection de données de travail que des techniciens spé- cialisés et exercés devaient ensuite évaluer par le calcul au moyen d'appareils auxiliaires.
Les bases pour le travail mécanique proprement dit, c'est-à-dire les bases de l'opération de coupe en elle-même, autrement dit le recueil de ces données de travail et de cal- cul les plus économiques, sont obtenues à partir de résultats d'expérience acquis dans les ateliers et de recherches effec- tuées au cours du travail de conformation avec enlèvement de copeaux. Jusqu'ici on n'a pas encore pu obtenir de lois fonda- mentales exactes basées sur les sciences naturelles. Les rapports des différentes grandeurs d'influence et leur corré- lation ne peuvent s'étendre en majeure partie qu'à des recher- ches pratiques ; c'estpourquoi aussi on n'a pu déterminer et fixer que des lois fondamentales empiriques.
Dans ces condi- tions on ne peut donc parler de relations de lois qu'autant que l'on a déterminé, suivant des hypothèses égales ou semblables, des relations trouvées une fois, et pour autant qu'on les retrou- vera toujours.
Les relations ainsi trouvées sont constituées princi- palement par des corrélations dans les conditions de travail (vitesse, avancement et profondeur de coupe) constatées dans des hypothèses égales ou semblables. Le savant et le spécia- liste connaissent bien ces rapports et ces influences et la loi qui les régit, conditions qui conduisent à une utilisation économique de l'outil et de la machine, et dont les corrélation? doivent être trouvées dans les conditions de travail, mais l'atelier, c'est-à-dire le lieu de fabrication, ne les connaît qu'imparfaitement ou, tout au plus, elles ne sont connues que de ce-'aines personnes par une étude approfondie de ce domaine social.
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Or, la présente invention a pour objet un appareil indiquant automatiquement les conditions de travail les plus économiques sur la base des relations de loi mentionnées, après un simple réglage à valeurs déterminées ou désirées. En même temps l'appareil indique également les temps de fonction- nement correspondants des machines, temps qui peuvent être lus directement.
Pour les divers modes d'usinage avec enlèvement de copeaux, par exemple pour le tournage, le perçage, le freinage, etc..... la forme ou la construction de l'appareil restent les mêmes. Les seules choses qui varient sont le texte et les va- leurs de tableaux, ainsi que, par conséquent, les dimensions de l'appareil.
A titre d'exemple de réalisation de l'objet de l'inven- tion, on a représenté schématiquement dans les dessins ci-joints un appareil pour le mode d'usinage suivant, avec enlèvement de copeaux ; travail au tour.
Dans ces conditions: -La figure 1 est un plan.
-La figure 2 est une vue de profil.
-La figure 3 est une coupe longitudinale par la ligne III-III de la figure 1.
-La figure 1+ estun extrait du tableau porté par le grand rouleau.
-La figure 5 est une vue d'une plaque appliquée sur le bâti.
-La figure 6 est une vue du tableau porté par le petit rouleau.
-La figure 7 est une vue de la plaque portant le mode d'emploi.
Dans le mode de réalisation représenté dans le dessin, 1 désigne la plaque de base sur laquelle repose, par deux flas- que- .¯. un bâti cylindrique .1 concentrique à l'arbre IL et pourvu
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de nombreuses fenêtres % dont la disposition et le but seront expliqués plus loin. Une couche de matière transparente 6 empêchant la poussière et la saleté d'entrer à l'intérieur du bâti 3 par les fenêtres % est appliquée sur une partie de la paroi extérieure du bâti 3. Une plaque 11 qui se trouve au-dessus de cette couche 6 est percée de fenêtres corres- pondant aux fenêtres 1 et porte des inscriptions indiquées dans la figure 5.
Les faces d'extrémité du bâti 3 portent les plaques de fermeture circulaires 7, 8 dans lesquelles l'axe 4 est monté à rotation. L'extrémité de gauche (figure 3) de l'axe ?+ porte l'anneau moleté de réglage , qui est relié à l'axe 4 par la goupille 10 de nanière à tourner avec cet arbre.
A l'intérieur du bâti .1 et immédiatement à droite (figure 3), près de la plaque 7, se trouve le grand rouleau 12 qui s'appuie sur l'axe 4 par les disques 13, 14. Le rouleau 12 qui porte un tableau 15 (figures 3, 4) est relié à l'axe 4 de manière à tourner avec lui, ce qui fait que ce grand rouleau 12 tourne en même temps que l'anneau de réglage 2, les valeurs du tableau 15 étant visibles à travers des fenêtres 5, 5'. Des arrêta 16 disposés sur la face extérieure du disque 13 coopèrent avec la bille 18 chargée par un ressort 17. Ce ressort 17 est monté avec une tension préalable entre la bille 18, d'une part et la vis 19 vissée dans la plaque 7.
Immédiatement à droite (figure 3), près du disque 14, libre le petit rouleau 20 est monté à rotation/sur une partie 21 de l'axe 4, dont l'extrémité de droite porte un pas-de-vis 22.
Un manchon 24 muni d'une poignée 23 est vissé sur ce pas-de-vis et peut tourner librement dans la plaque . Comme on peut le voir directement dans la figure 3, on peut appliquer le petit rouleau 20 contre le disque 14 en vissant le manchon 24 sur le pas-de-vis 22, de façon que ce rouleau soit entraîné par ce diaque. Inversement, si l'on dévisse le manchon 24 en le dégageant vers la droite (figure 3), on peut faire tourner les
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rouleaux 12, 20 indépendamment l'un de l'autre.
Le petit rouleau 20 porte, dans sa partie dont le diamètre est égal à celui du grand rouleau 12. un tableau 25 représenté développé dans la figure 6 et dont on peut lire les indications à travers les fenêtres , 21. du bâti 3 et de la plaque 11 respectivement.
Le rouleau 20 porte un rebord de réglage moleté 26 accessible de l'extérieur par une ouverture 27 du bâti 3 (figure 1).
Un verrou 29 chargé par un ressort 28 et s'engagent dans des crans d'arrêt 30 du rouleau 20 agit également sur ce petit rouleau 20. Le verrou 29 est guidé dans un manchon 31 qui est encastré dans la plaque 8 et fermé extérieurement par une vis 32. Le manchon 31 présente un épaulement 33 sur lequel s'applique une extrémité du ressort 28, dont l'autre extrémité s'appuie sur un épaulement 34 du verrou 29. La charge du petit rouleau 20 par le verrou 29 est plus forte que celle du grand rouleau 12 par la bille 18, qui est chargée par un ressort et qui joue également le rôle de verrou.
Il est donc possible, lorsque la douille de serrage est dégagée, de faire tourner le grand rouleau 12 au moyen de l'anneau de réglage 9, tandis que le petit rouleau 20 reste immobile par suite de l'action du verrou 29, mais si les deux rouleaux 12, 20 sont accouplés entre eux après le serrage effectué par la douille 24, on peut les faire tourner ensemble en surmontant la force de ressort du verrou 29. Le pas des arrêts 16 correspond à celui du tableau 15 (figure 4) et la bille 18 a pour effet que les divisions viennent toujours se placer exactement sous les fenêtres du bâti 3 et de la plaque 11.
Le petit rouleau 20 peut également être Immobilisé par le cran d'arrêt 22. dans des positions déterminées, ce qui permet par conséquent de faire tourner les deux rouleaux indépendamment l'un de l'autre, de les accoupler entre eux, dans des positions déter inées, au moyen de la douille de
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serrage 24, puis de les faire tourner ensemble par rapport
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à la fenêtre du bâti et à la plaque il respectivement.
L'axe 4 porte deux disques de calcul 52, 53 sur une
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douille 0 pouvant être déplacée au moyen d'un anneau 5l. un arrêt à ressort du disque 52 s'engageant dans des creux du disque 53. Ce dernier est soumis en outre à l'action de
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l'arrêt ±6, qui est encastré dans la paroi 22 du bâti. Les disques 12, la sont employés comme les disques de calcul usuels des règles à calcul, le temps d'usinage pour 100 mm, temps qui peut être lu à travers la fenêtre 40, étant posé sur l'un des disques et la longueur de la pièce à usiner étant posée sur l'autre disque. En faisant tourner les deux
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disques 52, il ensemble vis-à-vis d'une fenêtre du bâti, on peut lire le résultat des multiplications.
Il est évident que d'autres rouleaux peuvent encore être montés dans l'appareil et qu'on peut les faire tourner indépendamment les uns des autres, puis les accoupler entre eux et les faire tourner ensemble contre une fenêtre corres-
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pondante du bâti ou de la plaque respectivement. Ceci permet d'obtenir un très grand nombre d'indications ma thé/tiques, techniques, etc..... que l'on peut lire directement à tra-
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vers les fenêtres 2,-±. L'appareil repose sur la plaque de base 1, qui peut être reliée à une -achine-cutil, vissée sur un bâti ou disposée de toute autre façon. Cette plaque de base porte en outre une plaque 35 avec un mode d'emploi, comme cela est représenté par exemple dans la figure 7.
Avant d'expliquer la façon de se servir de l'appa- reil décrit, on dira encore quelques mots des indications por-
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tées par les tableaux , 2. Une partie du pressier de ces tableaux est représentée développée dans la figure 4; la
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colonne 4 contient les temps de marche, la colonne 2 les vitesses, la colonne 4'} la nature du métal à travailler, et 1, -r' 'e 4 les vitesses de coupe pour des outils à coupe
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rapide. La lecture de ces valeurs se fait par les fenêtres 40, 39 et 37, c'est-à-dire par les trois rangées de fenêtres de gauche du bâti (figure 5). Des indications correspondantes figurent dans les colonnes 41'-44' pour des outils à métal dur et peuvent être lues à travers les rangées de fenêtres qui se trouvent à droite sur la plaque 11.
Dans le tableau 25, représenté développé sur la figu- re 6, la section A contient les durées de coupe de l'outil de tour et la section B contient l'indication du diamètre de la pièce. Ces valeurs peuvent être lues à travers les fenêtres 36, 38. (figure 5)..
Les valeurs indiquées dans les tableaux représentent toujours des chiffres de normalisation avec des bonds déter- minés par degrés. On sait que les produits et les quotients des chiffres de normalisation, de même que leurs puissances entières, sont encore des chiffres de normalisation qui peu- vent être déterminés à l'aide des numéros d'ordre ou nantisses (nombres sirples) sans calcul, c'est-à-dire qui peuvent être obtenus par la lecture du tableau. Les valeurs des chiffres de normalisation sont réparties sur les deux rouleaux avec une grandeur de bonds par degrés suffisante pour les conditior.s exigées, et les fenêtres de pose et de lecture repsectivement sont disposées suivant les besoins.
En déplaçant les rouleaux les uns par rapport aux autres, puis en les accouplant entre eux et en les déplaçant ensemble par rapport à un point de lecture déterminé (fenêtre), un très grand tableau est réduit simplement à de très petites dimensions.
La détermination des conditions de travail les plus économiques au moyen de l'appareil décrit à titre d'exerple s'obtient de la façon suivante pour le tournage.
1)- On desserre la poignée à tourniquet 23, ce qui permet de faire tourner les deux rouleaux 12 et 20 indépendam-
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r.c: ' 1' de l'autre.
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2) - On fait tourner le petit rouleau 20 au moyen du flasque 26 et on pose la durée de coupe désirée pour l'ou- til de tour, durée qui est contenue dans la section A du ta- bleau 2 représenté dans la figure 6, en amenant cette dure de coupe sous la fenêtre correspondante 36 (figure 5), cette position étant ensuite fixée par le verrou 29.
3) - On déplace le grand rouleau 12 au moyen de la poignée tournante 2. et on pose la matière à usiner en l'ame- nant sous la fenêtre correspondante 37 (figure 5). Cette position est fixée par l'arrêt 8, sans que la position du petit rouleau 20 soit changée, le ressort 28. étant, ainsi qu'on l'a déjà dit, plus fort que le ressort 17.
4)- On serre fortement la poignée 23, les deux rou- leaux 12, 20 étant ainsi accouplés entre eux.
5)- On pose le diamètre de la pièce au moyen de l'an- neau de réglage 9, en amenant ce diamètre, qui est contenu dans la section B du tableau 25 (figure 6) sous la fenêtre correspondante 38 (figure 5). Maintenant que les deux rou- leaux sont accouplés entre eux, et qu'on peut par conséquent les faire tourner ensemble, on peut lire sous les fenêtres correspondantes ' les valeurs cherchées, que l'on trouve sur la moitié de droite (figure 5) si l'on tourne un métal dur, et sur la moitié de gauche de l'apoareil si l'on opère avec de l'acier à coupe rapide.
Si l'on opère par exemple avec de l'acier à coupe rapide, les vitesses les plus économiques apparaissent sous les rangées de fenêtres "vitesse" 39 (figure 5), la fenêtre correspondante étant choisie suivant le travail dont il s'agit, et l'avancement correspondant, ainsi que la profondeur de copeau maxima admissible se Usant à côté de cette fenêtre.
Ces conditions de travail ainsi lues, qui sont les plus économiques (vitesses de travail), garantissent ensuite
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I)ot:r ' ' -,titil de tour une durée de coupe (temps qui s'écoule
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avant que la tranche de l'outil ait besoin d'être réaffûtée) égale à celle qui a été posée au début, c'est-à-dire celle qu: a été choisie suivant le travail à effectuer (voir les instru( tions correspondantes sur la plaque figure 7).
En même temps on peut lire aussi le temps de marche de la machine sous la fenêtre correspondante 40, comme le montre la figure 5. Cette durée de marche est valable pour des pièces de 100 mm de longueur. Si la longueur de la pièce est différente, la durée de marche effective est déterminée directement au moyen du dispositif à multiplication 52, 53.
Au besoin on peut encore rendre possible la lecture de valeurs autres que celles qui sont représentées, si les points de lecture, c'est-à-dire les fenêtres,sont encore disposés de façon à pouvoir coulisser. Dans ce cas la plaque 11 (figure 5) ou une partie de cette plaque peuvent coulisser sur le bâti 3, sur une échelle graduée portée par ce bâti.
Suivant les besoins, les divisions déterminées de cette échel- le graduée sont munies de la désignation utile au moment de leur mise au point. Le mode de disposition des numéros d'crdre sur les tableaux est naturellement quelconque. Les nombres pourraient par exemple aussi être des rangées de nombreux logarithmiques.