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Dispositif de copiage hydraulique applicable aux tours ou autres machines analogues.
La présente invention se rapporte à un dispositif de copiage hydraulique et a plus particulièrement comme but de permettre la réalisation, par copiage hydraulique sur tour, de pièces de forme cylindrique, dont la génératrice comporte plus spécialement des segments perpendiculaires à l'axe de la pièce.
Depuis la naissance des procédés et des appareils de copiage hydraulique, la réalisation de telles pièces a toujours été un point délicat du système.
L'invention consiste essentiellement en ce que, au cours du travail de copiage, le chariot est automatiquement im- mobilisé chaque fois que le palpeur rencontre un segment de la génératrice de la pièce disposé perpendiculairement à l'axe de cette pièce.
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L'immobilisation du chariot du banc peut être réalisée/ à l'intervention d'un dispositif de débrayage tel que décrit et @
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revendiqué par le brevet belge n 481.754 et basé sur l'emploi de butées agissant sur des contacts en liaison avec un disposi- tif de déclenchement électro-magnétique et en ce que ces butées sont portées, dans le cas du copiage,
par une barre ou autre pièce fixe supportant le gabarit et coopèrent avec un organe en général oscillant susceptible d'agir sur des contacts électriques de dé- clenchement.
Ce recours au système dit de "butées électriques" permet la réalisation de telles pièces avec une perfection indiscutable.
De plus, la perpendicularité sur l'axe est rigoureusement observée grâce au fait que l'usinage est réalisé avec le chariot du banc à l'arrêt. En outre, l'immobilisation du chariot du banc, obtenue à l'intervention de la "butée électrique" permet decré- gler à 0,0025 mm . près la distance entre la face perpendiculaire à l'axe de la pièce et un repère quelconque pris sur cet axe.
Afin de faire apparaitre le caractère particulier de l'in- vention, on donnera tout d'abord, à l'aide des figures 1 à 4, quelques indications sur les appareils connus, puis on décrira l'objet de l'invention d'une manière détaillée en se référant qux figures 5 à 8.
Dans les dispositifs connus, on fait usage en ordre prin- cipal (fig.l) d'une valve 1, dite "valve pilote" qui, d'une part, est commandée par un palpeur 2 et qui, d'autre part, agit sur la pression régnant dans la chambre 32 d'un cylindre 3 solidaire du chariot transversal 4. Ce cylindre 3 est divisé en deux chambres: 31 et 32 par un piston 5 fixé au chariot du banc 6. Le palpeur 2 peut décrire une course vers le milieu de laquelle existe une position, qui peut être appelée position d'équilibre pour laquelle il y a égalité de pression dans 31 et 3.
Si, par un moyen en principe quelconque, le palpeur est déplacé de sa position d'équilibre et si l'on suppose que la pres- sion en 31 reste constante, la pression dans 32 augmente ou dimi-
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nue et le chariot transversal 4 se déplace par rapport au chariot du banc 6 dans le sens de la flèche 7 pour un dé- placement du palpeur dans la même sens et inversement.
D'autre part, un ressort logé dans la valve-pilote 1 tend constamment à repousser le palpeur dans le sens de 7, de sorte qu'une fois le palpeur abandonne à lui-même, 4 coulisse sur 6 dans le sens de la flèche 7.
Si, au cours de ce déplacement, le palpeur 2 ren- contre une butée fixe, en pratique solidaire du banc delà machine, il sera déplacé vers sa position d'équilibre, et au moment où il atteint celle-ci, l'égalité des pressions se rétablissant dans les chambres 31 et 32, 4 s'immobilise sur 6.
Enlieu. et place de la butée dont il est question ci-dessus, on peut en pratique installer, soit une tôle convenablement découpée, soit une pièce finie, soit tout élément servant de gabarit et matérialisant un profil contre lequel le palpeur pourra venir buter pendant que, par les moyens habituels, on donnera au chariot son mouvement lon- gitudinal d'avance.
Au départ, l'ensemble est dans la position dont ques- tion ci-dessus : palpeur contre le profil, donc dans sa po- sition d'équilibre et égalité de pression dans 31 et 3 .
Lorsque le mouvement d'avance commence, le palpeur rencon- trant les sinuosités du gabarit se trouve déplacé de sa po- sition d'équilibre,soit sous l'action de la poussée qui nait au contact du gabarit dans le cas d'une partie"montante" telle que schématisée par la figure 2A, soit sous l'effet de la détente du ressort de la valve-pilote, dans le cas d'une partie "descendante" (fig. 2B). (Sur les figures 2A et 2B, la flèche indique le sens du mouvement d'avance longitudinal)-
Or, d'après ce qui a été dit sur le fonctionnement du dispositif, on sait qu'il en résulte un mouvement de 4 sur 6.
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En outre, ce mouvement est toujours tel qu'il oblige le palpeur solidaire de 4 à reprendre sa position d'équilibre.
Il s'ensuit que, dès la rencontre par le palpeur d'une si- nuosité du gabarit, la position d'équilibre est quittée mais aussitôt rétablie par le déplacement correspondant du chariot transversal 4 entrainé par le cylindre 3.
Grâce à l'extrême sensibilité du dispositif, c'est à dire au fait qu'il suffit d'un très faible déplacement du palpeur pour amener une différence dans les pressions des chambres 31 et 32, le dispositif est toujours pratiquement dans sa position d'équilibre.
La distance entre l'extrémité du palpeur et un point quelconque, solidaire de 4, en particulier la pointe d'un ou- til, est donc constante. Ce point décrit ainsi une ligne iden- tique au profil fixé au banc du tour.
Une pièce brute, placée sur le tour et qnimée de son mouvement de rotation habituel, sera taillée par l'outil, ainsi guidé, pour donner une pièce finie de révolution ayant pour génératrice le profil imposé par le gabarit.
En terminant, il y a lieu de signaler qu'un dispo- sitif permet de commander manuellement le palpeur et, par suite, de permettre le déplacement de 4 sur 6, à volonté. On peut ainsi opérer un dégagement de l'outil en vue de prendre une mesure sur la pièce travaillée,de régler la profondeur de passe, de placer une pièce brute ou d'enlever une pièce finie, d'exécuter une nouvelle passe, etc.*
A la lumière de ce qui.précède, il apparait main- tenant qu'avec un dispositif à copier hydraulique de ce genre, monté sur un chariot normal, c'est à dire, avec coulissement de 4 sur 6, perpendiculaire à l'axe longitudinal de la machine, il est impossible de "faire l'angle droit", c'est à dire de copier un profil, dont une ou plusieurs parties sont perpendi- culaires à l'axe de la pièce, donc aussi à l'axe longitudinal @ du tour.
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En effet, lors de la rencontre d'une telle partie du profil, le palpeur n'est plus guidé, soit qu'il se trouve empêché dans son mouvement d'avance longitudinal avec le cha- riot du banc (fig.3A), soit que, subitement, il ne trouve plus le gabarit pour s'y appliquer (fig.3B). Dans le premier cas, c'est la rupture du palpeur, dans le second, la réalisa- tion d'une face plus ou moins inclinée selon les valeurs relatives des vitesses d'avancement et de coulissement de4 sur 6. En aucune façon, il n'y a réalisation de l'angle droit sur la pièce façonnée par l'outil.
Pour y parvenir, diverses solutions ont été utilisées, souvent au prix d'une complication du système tant dans sa conception que dans son utilisation. On doit citer par exemple le système à deux coulissements hydrauliques superposés où, au système hydraulique principal qui commande le coulissement de 4 sur 6, on ajoute un système analogue auxiliaire orienté à 90 sur le précédent et dans lequel 6 joue le même rôle que le banc dans le système principal, en particulier celui de support pour le second gabarit, 4 le même rôle que 6 et en- fin, dans lequel le coulisseau porte-outil, existant d'ailleurs sur tous les tours, tient la même place que 4 dans le système principal. Le mouvement de la pointe de l'outil est cette fois composé de trois mouvements relatifs au lieu de deux dans le système à un seul coulissement hydraulique décrit précédemrnent.
Le mouvement longitudinal d'avance, les deux mouvements hydrau- liques à 90 l'un par rapport à l'autre, commandés par leur palpeur respectif, guidé par les gabarits, créent un ensemble de trois mouvements relatifs de la pointe de l'outil tels que la résultante des trajectoires composantes soit le profil final désiré , par exemple, une trajectoire à 90 sur l'axe de la pièce.
Il est clair qu'au prix d'une telle complication, les possibilités du système sont élargies, en particulier, il de- vient possible de réaliser'l'angle droit".
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Une telle solution/peut être comparée au dispositif à un seul coulissement, d'abord parce que, comme on le com - prendra aisément, l'adjonction d'un système hydraulique auxiliaire double presque le prix de l'installation, ensuite parce que, pour faire "l'angle droit", tout au moins, il devient nécessaire d'utiliser deux gabarits avec, générale- ment pour le gabarit principal, un profil qui n'est plus celui de la génératrice de la pièce et dont le tracé réclame une étude graphique ou mathématique.
Donc, complication dans l'utilisation qui n'est pas sans augmenter la proba- bilité d'aboutir à des imprécisions dans les gabarits et par suite sur les pièces usinées à partir de ceux-ci,
A côté de ces solutions compliquées, il en est. cependant une, aujourd'hui largement utilisée, et qui n'uti- lise qu'un seul système à un seul coulissement hydraulique.
Dans cette solution, on fait subir à la pièce )+ et à tout ce qu'elle porte une rotation autour d'un axe vertical d'une amplitude qui varie en pratique entre 30 et 45 degrés.
Le fonctionnement du système reste absolument iden- tique à celui décrit précédemment et est en particulier toujours basé sur la constance de la distance entre l'ex- trémité du palpeur et la pointe de l'outil. Mais, grâce à lèinclinaison donnée au chariot transversal 4, le palpeur vient buter obliquement les parties du profil perpendiculai- res à l'axe de la pièce (fig.4). Si l'on examine cette so- lution d'un peu près, on s'aperçoit què l'on n'a, en fait, que déplacé la difficulté.
Si "l'angle droit" peut être réalisé grâce à l'inclinaison donnée, ce sont maintenant les faces paral- lèles de la direction du coulissement qui sont irréalisables pour la même raison qui empêchait l'exécution des faces per- pendiculaires à l'axe de la pièce avec une direction de cou- lissement perpendiculaire à cet axe.
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En résumé, il apparait qu'avec les dispositifs à copier simples à un seul coulissement hydraulique, une in- clinaison propre à chaque système est irréalisable sans l'in- tervention d'un auxiliaire qui arrête le chariot du banc, cha- que fois que le palpeur rencontre une partie du gabarit paral- lèle à la direction du coulissement de 4 sur 6. Pour que cet- te intervention soit pratique, il est indispensable, d'une part, d'avoir un arrêt pratiquement instantané du chariot du banc, et, d'autre part, de pouvoir le faire pour une position donnée quelconque avec une précision convenable.
La présente invention a pour but de permettre une telle réalisation, et utilise le dispositif déjà décrit et revendiqué dans le brevet belge n 481.754 de la demanderesse du 10 avril 1948 et se rapportant à un "dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils", en le combinant avec le dispositif à copier hydraulique à un seul coulissement perpen- diculaire à l'axe de la pièce.
Les figures 6 à 9 donnent, à titre d'exemple, une vue d'ensemble du dispositif utilisé en vue de faire agir le système électro-magnétique de débrayage du chariot du banc pendant le copiage hydraulique, cette disposition n'étant nullement limitative quant aux applications possibles du sys- tème.
Les figures 6A, 6B et 6C donnent respectivement une vue de profil, une vue en élévation et une vue en plan du dis- positif objet de l'invention.
Ce dispositif comprend principalement une barre 11 dans laquelle une rainure 12 a été pratiquée pour y placer le gabarit en tôle 13, maintenu par des goujons 14, permettant le serrage convenable du gabarit dans cette rainure. Une rainure 15 en forme de T est, d'autre part, prévue à la sur- face extérieure et inférieure de la barre 11 et, dans cette rainure, sont glissés des supports 16 pour des butées qui ont comme fonction de déclencher le chariot du banc.
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Les supports 16 comprennent une pièce 161 de forme parallélipipédique dans laquelle passe dans un alésage 164 (fig.6D) la tige d'un boulon 162 dont la tête façonnée en forme de T s'ajuste dans la rainure 15, tandis qu'un écrou 163 se vissant sur la partie filetée du boulon permet de blo- quer la pièce 161 sur la barre 11.
Les dispositifs de butée comprennent chaque fois une petite tige 17 qui, d'une part, peut coulisser dans un alésage 165 de la pièce 161 perpendiculairement à la rainure 15 et qui, d'autre part, reçoit une vis 18 dont l'axe est parallèle à 15. C'est en fait la tête 181 de la vis 18 qui constitue la butée proprement dite,
Il résulte de cette disposition que l'on dispose de deux possibilités de réglage longitudinal et d'une possibilité de réglage transversal. En effet, par le glissement de 16 dans 11, on règle grossièrement la position de la vis 18 ; la vis 18 elle-même, on dispose d'un réglage fin dans la même direction. D'autre part, par le coulissement de 17 dans 16, il est possible de régler transversalement la position de la vis 18.
Le long de la barre 11 portant le gabarit 13 et la ou les butées 18, se déplace le palpeur 1 9 qui est porté par un levier 20 pouvant osciller en 21 et pouvant agir en 22 sur la valve-pilote 23 à laquelle est raccordé un tuyau fle- xible 24 (fig. 5) réliant la valve-pilote à l'appareillage hy- draulique.
Le long de la barre 11 se déplace en outre un élé- ment 25 qui sert à actionner le déclenchement du chariot lors de son contact avec la tête 181 d'une vis 18 de butée et qui est une simple tige tournant autour d'un axe 26 et pouvant agir lors de sa rotation sur des boutons 271 et 272 (fig.6B et 6C), solidaires respectivement de lamelles 281 et 282 devant assu- rer le contact électrique entre des barres 291 et 301 ou 292 et 302
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Ces lamelles et ce système de contacts électriques sont situés dans un boitier 31 fixé par exemple par un boulon 32 sur la valve-pilote 23.
Les lamelles 281 et 282 jouent absolument le même rôle que les contacts mobiles portant les références 27 et 271 dans le brevet belge 481.754 et servent à produire le déclenchement du chariot soit pour la marche à droite, soit pour la marche à gauche.
Aux contacts fixes 291 et 301 d'une part et 29 2 et 302 d'autre part sont raccordés les fils 331 et 332 reliés en déri- vation aux conducteurs 34 contenus dans-un câble 35 (fig.5). Les conducteurs 34 sont ceux portant les références 28 et 29 dans le brevet belge n 481.754 et sont en liaison avec le disposi- tif de déclenchement électro-magnétique.
Avec le dispositif, objet de l'invention, la réali- sation de Sangle droit devient possible, grâce à la possibilité d'arrêter le chariot du banc à l'intervention de la "butée électrique".
Afin de mettre en relief l'intérêt de l'invention, on décrira ci-après le mode de réalisation d'une pièce possédant la forme représentée par la figure 8B et cela en utilisant un gabarit ayant le profil représenté par la figure 8A.
L'outil 36, qui possède une forme particulière en ce sens qu'il présente une forme trapézoïdale ou toute autre forme donnant naissance à deux pointes A et B, attaque la pièce en 1 et réalise normalement la partie 1. 2. Pendant ce temps, le palpeur parcourt 1',2' sur le gabarit. Arrivé en 2, l'élément 25 rencontre une butée (ayant été repérée ci-dessus par la référence 18) préalablement réglée quant à sa position. Le chariot s'arrête immédiatement et, en commandant manuellement le palpeur, ce qui ne réclame aucun effort, on actionne le dispositif hydraulique pour dégager l'outil. Au cours du dé-
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gagement, la pointe A de l'otil (fig.7) entrainée par le cylindre 3 de la figure 1 usine la face 2.3 de la pièce.
On donne alors à la main un léger avancement longitudinal au chariot du banc. On relâche ensuite la valve-pilote ; le palpeur repart vers le gabarit et y vient buter sur la partie 3'4' à cause du léger avancement qui a été donné au chariot du banc. L'outil, de son côté, s'enfonce dans la pièce brute jusqu'à la partie 3.4 de la pièce. La longueur de l'arête tranchante étant plus grande que l'avancement donné au chariot du banc, il n'y a aucune portion de la piè- ce qui ne soit pas usinée. On remarquera d'autre part que le contact réalisé par 281 ou 282 entre 291 et 301 ou 292 et 302 est rompu dès l'instant où l'outil a été dégagé de sorte que le mouvement d'avance du chariot du banc peut de nouveau être aussitôt embrayé.
Une fois palpeur et outil respectivement sur 3'4' et 3.4, on met en marche l'avance automatique du chariot du banc et la portion 3.4. est usi- née normalement. Arrivé en 4', le chariot du banc se trouve de nouveau débrayé par l'action d'une butée placée au bon endroit. Le palpeur etl'outil s'enfoncent respectivement vers 5' et-5. On voit qu'ici, pour la réalisation de l'an- gle rentrant, il faut allonger la partie 3'4' du gabarit de la longueur (fig.8B) de l'arête tranchante C de l'outil.
En effet, lors de l'enfoncement de ce dernier, l'usinage de la face 4.5. est réalisé par la pointe 2 de l'outil. Une fois les parties 5',6' et 5.6 respectivement du gabarit et de la pièce atteintes, l'élément 25 (fig.5) étant dégagé de la butée, le mouvement d'avance automatique est de nou- veau mis en marche et l'usinage de 5.6. se fait normalement.
Toutes les opérations pour la réalisation de l'angle rentrant 4,5*6. sont automatiques sauf-.le réembrayage du mouvement d'avance du chariot du banc.
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On remarquera que les manoeuvres décrites ci-dessus ne demandent pratiquement que très peu de temps et en tous cas aucun effort. D'ailleurs, les dispositifs à copier sont, en pratique, utilisés pour la réalisation d'une série de pièces identiques de sorte que le conducteur de la machine répé- tant les mêmes manoeuvres pour chaque pièce, il se fait qu'elles deviennent pour lui pratiquement automatiques.¯.d'au- tant plus que ce sont les seuls cas où son intervention est nécessaire.
Par ailleurs, il va de soi que l'on peut appliquer et réaliser la même idée sur tous les systèmes de copiage hy- draulique tant ceux avec coulissement oblique sur l'axe du tour que ceux avec coulissement perpendiculaire à cet axe.
Il devient alors possible de réaliser les faces dont on a montré précédemment l'impossibilité de réalisation, que ces faces soient rentrantes ou sortantes par rapport au sens d'avancement longitudinal du chariot.
La précision de la cote, entre une face ainsi usinée et un repère quelconque pris sur l'axe de la pièce, peut toujours être mise en accord avec les nécessités de la pra- tique. Si l'on s'en réfère au brevet n 481.754, déjà cité, on y trouvera la description du fonctionnement de la batée électrique.
Cette description justifie qualitativement l'affirmation d'ailleurs sanctionnée quantitativement par la pratique de ce que la position d'arrêt du chariot peut être ajustée à moins de 25 microns près. Cette précision est absolument nécessaire.
En effet, on a décrit ci-dessus les possibilités de réglage des butées. Il va de soi que le réglage fin par la vis de butée peut répondre aux besoins de la pratique. Cela se ferait par exemple par l'emploi de vis du type "micromé-
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trique" donnant en moyenne une précision à moins de 0,01 mm.
Si dans ces conditions, la précision sur l'arrêt du chariot se tfouvait être moindre, par exemple à moins de 0,1 mm. près, la précision finale sur la cote de la face usinée perpendicu- lairement à l'axe de la pièce ne pourrait, en aucun cas, être considérée comme supérieure à 0,1 mm.
Avec la précision à moins de 25 microns près, fournie par le système des butées électriques, l'exactitude réalisée sur le réglage des vis de butée est pratiquement conservée.
La précision finale ne dépend donc que de l'exactitude de ce réglage, laquelle peut être'appropriée à chaque cas de la pra- tique courante.
En résumé, la présente invention consistant en principe en la combinaison du système breveté n 481.754, sous l'appellation "dispositif de débrayage pour chariots de machines-outils" avec les systèmes à copier hydrauliques connus, apporte un perfectionnement important à ces sys- tèmes en permettant des réalisations jusqu'ici impossibles en raison du principe même de fonctionnement des dispositifs à copier hydrauliques. La réalisation pratique de la combi- naison des deux systèmes se fait par des moyens courants et est d'une utilisation facile pour l'opérateur.
D'autre part, l'invention n'enlève rien des possi- bilités propres des systèmes à copier. Les exécutions per- mises par l'invention sont d'une précision déterminée qui ne dépend que de la construction des parties accessoires de l'é- quipement du système.