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MACHINE A PERCER,
La présente invention concerne les machines à percer des trous, comportant une broche actionnée par un moteur et montée dans un bâti, un dispositif de serrage de louvrage et des éléments destinés à faire avan- cer l'ouvrage ou un outil de perçage au cours de l'opération de perçage.
L'invention concerne plus particulièrement les machines à percer comportant un chariot d'avance qui se déplace pendant l'opération de perçage le long d'un plateau du bâti et un chariot de serrage de 1?ouvrage pouvant se dépla- cer le long du plateau, et dans lesquelles les chariots d'avance et de ser- rage sont de préférence actionnés par des servo-moteurso L'invention se propose notamment de réaliser une machine à per- cer du type ci-dessus : -qui permet une vitesse d'avance très élevée de l'outil, cette vitesse pouvant à titre dexemple être de 1?ordre de 250 mm. par minute, même dans le cas du perçage de trous d'un diamètre de 35 mmo dans des piè- ces en fér;
- dont le fonctionnement est commandé automatiquement lorsque l'outil de travail s'est émoussé ou lorsque l'arrivée du liquide refroidis- sant n'a plus lieu de façon satisfaisante, la machine s'arrêtant alors et l'cutil étant ramené dans-sa position de repos; - dans laquelle louvrage est situé latéralement par rapport au plan médian longitudinal de la machine de façon à permettre de placer com- modément l'ouvrage en position et de l'enlever de la machine.
On va décrire maintenant en détail un mode de réalisation d'une machine à percer des trous de grande longueur;, construite selon l'inven- tion, en se référant aux dessins annexés:, dans lesquels
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la fig.1 est une vue en élévation de la machine, la figo 2 est une vue en plan de la machine, une partie d'un servo-moteur faisant partie de la machine du côté gauche de celle-ci étant arrachée sur les deux figures, la figo 3 est une coupe verticale selon la ligne III-III de la figo 2, représentant certains éléments de la machine. la figo 4 est une coupe longitudinale suivant la ligne IV-IV de la fig. 2, à travers une partie du chariot de serrage de la machine, la figo 5 est une coupe verticale suivant la ligne V-V de la fig. 2, à travers une autre partie du chariot de serrage. la fig.
6 est une coupe longitudinale suivant la ligne VI-VI de la figo 2, à travers le chariot d'avance de la machine et un servo-mo- teur hydraulique faisant partie de la machine, la figo 7 est une coupe verticale suivant la ligne VII-VII de la figo 2, à travers une autre partie du chariot d'avanceo la figo 8 est une vue schématique d'un dispositif de commande du chariot de serrage, et la fig. 9 est une coupe longitudinale schématique d'un dispo- sitif de commande du chariot d'avance.
La machine représentée comprend un bâti allongé 10 présentant à l'une de ses extrémités un carter 12 logeant entre autres le moteur de commande ou moteur principal 13, destiné à entraîner en rotation l'ouvra- ge 14 représenté en traits mixtes. L'ouvrage est maintenu et entraîné par une broche 15 entraînée par le moteur.
Cette broche est conçue de ma- nière que l'ouvrage, qui dans le cas présent consiste en une barre cylin- drique en fer, n'est entraîné en rotation par la broche que sous l'ef- fet de l'application d'une pression sur l'extrémité opposée de l'ouvrage Le bâti 10 comporte un plateau 16 s'étendant dans le sens longitudinal sur sa surface supérieure et le long duquel peut coulisser un chariot de serrage, désigné en 18 de façon générale, et un chariot d'avance ou de per- çage, désigné en 20 de façon généraleo
Le bâti 10 présente une surface verticale de guidage 28 (figo 3) le long de laquelle s'applique une plaque 30 reliée aux chariots 18 et
20.
L'autre côté du bâti 10 présente une surface verticale de guidage 32 et une surface de guidage horizontale 34 contre lesquelles s'applique respectivement un élément 36 en saillie à partir du corps du charict 18 et une plaque 38.
La position du chariot de serrage 18 le long du bâti dépend de la longueur de l'ouvrage 14. Dans sa position de réglage, le chariot est mobile sous l'action d'un servo-moteur, désigné en 40 de façon géné- rale, et actionné par un gaz comprimé, l'air de préférence. Ce servo-mo- teur comprend un cylindre 42 fermé à ses deux extrémités (figo 4) et qui peut être bloqué dans toute position désirée sur le plateau 16 au moyen d'une rainure à queue d'aronde 22 formée dans le plateau et dans laquelle est reçue une plaque 24 de forme correspondante (fig.3). Des boulons
26, vissés dans le cylindre 42, permettent de fixer la plaque 24 dans la rainure' 22,de façon à bloquer le cylindre par rapport au bâti 10.
Dans le cylindre 42 peut coulisser un piston 44 relié au corps du chariot par une tige de piston 46 et un écrou 48. De l'air com- priméen provenance d'une source de pression, laquelle peut consister en celle qui est normalement disponible dans 1'atelier, peut être amené sur l'un ou l'autre côté du piston 44 par des conduits 50 et 52. On peut mettre ces conduits en communication avec la source de pression ou l'atmos- phère au moyen d'un dispositif de commande représenté à la figo 8 et'qui sera décrit en détail par la suiteo
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La broche 15 est située latéralement par rapport au bâti 10 ou au plateau 16.
Le chariot de serrage 18 comporte une saillie 54 s'étendant latéralement à 1?extérieur des surfaces de guidage du bâtio La broche 15 et la saillie 54 sont donc décalées latéralement par rapport au plan verti- cal longitudinal médian du bâti. La saillie 54 porte un manchon fixe 56 ( figo 5) sur lequel tourillonne un manchon de portée 58 au moyen de paliers à rouleaux 60, 62, destinés à absorber les pressions radiale et axiale.
Le manchon 58 présente une surface conique 59 contre laquelle une couronne 64 est maintenue de façon serrée par des boulons 66. La couronne 64 por- te à son tour un manchon 68 dont une extrémité est évasée de façon à con- sistuer une bride de retenue 70 biseautée en 72 sur sa face intérieure en vue du centrage de l'ouvrage 14.
Dans la partie 54 du chariot passe un tube de perçage 74 portant à son extrémité extérieure un cône de perçage 76 muni d'un outil de coupe 78. Sur la figo 5, loutil de coupe est représenté dans la position qu'il occupe au moment où 1?opération de perçage va commencer. Un liquide refroi- dissant, de 1?huile, par exemple, est fourni apitoiement 54 du chariot par un conduit 80 relié à une source de pression (non représentée). Le liquide' traverse ensuite un intervalle 82 ménagé entre les éléments 68 et 74 et s'é- chappe de façon connue à 1-'intérieur du tube 74 en même temps que les copeaux résultant du perçage du troua La pression du liquide est très élevée, de 25 atmo par exemple.
Il est particulièrement important par suite d'empêcher des fuites de liquide, et à cet effet on dispose une bague détanchéité 84 entre la surface de bout de l'ouvrage 14 et Isolément 68, ladite bague étant montée dans cet élément. Le liquide est empêché de pénétrer dans les pa- liers à rouleaux 60, 62 par une garniture d'étanchéité 860 Le tube 74 est entouré à l'autre extrémité de Isolément 54 du chariot par une boîte presse- étoupe 88 destinée à supposer à la fuite du liquide à l'extérieur le long du tube.
Un tampon d'étanchéité 90, faisant partie de la boîte presse-étou- pe et fait en une matière synthétique est destiné à amortir les vibrationso
Le mouvement davance du chariot d'avance ou de perçage 20 est assuré au moyen dun milieu hydraulique sous pression agissant sur un ser- vo-moteur indiqué de façon générale en 92. Ce servo-moteur comprend un cy- lindre allongé 94 (figo 6) fermé à ses deux extrémités et pouvant être blo- qué dans la position désirée au moyen des plaques 24 regues dans la rainure 22 en queue d'aronde formée dans le plateau du bâtio Dans le cylindre cou- lisse un piston 96 relié par une tige de piston 98 au corps du chariot et maintenu par un écrou 100.
Les espaces situés de part et d'autre du pis- ton 96 peuvent être reliés par des tuyaux 102 et 104 à une source de liqui- de sous pression, de l'huile par exemple, ou à l'échappement, ainsi qu'on le décrira plus en détail par la suïteo Lorsque le liquide comprimé est fourni auservo-moteur par le tuyau 102, le chariot 20 se déplace vers la droite de la figa 6, en déplaçant l'outil de coupe 78 vers la broche 15 de façon à effectuer une opération de perçage.
Le tube de perçage 74, qui est coaxial à la broche 15, est serré dans le chariot de perçage 20 au moyen du dispositif représenté sur la fig.
7. Le chariot 20, de même que le chariot 18, présente une portion 106 en saillie latérale à l'extérieur du plateau 16 et percée d'un alésage axial dans lequel est reçu un manchon 108 présentant une surface conique 110 sur une partie de sa longueur. Un manchon fendu de serrage 112 coopérant avec cette surface conique présente un prolongement cylindrique 114 sur l'extré- mité duquel est vissé un écrou 116. En serrant cet écrou, on serre le manchon 112 fortement contre la surface 110, de sorte que le tuyau 74 est maintenu en position fixe par rapport au chariot 20, en direction axiale.
Un tuyau souple 118, raccordé à 1-'extrémité postérieure du tuyau 74, permet d'évacuer vers un bac de décharge le liquide refroidissant et les copeaux. t La tige de piston 46 du chariot de serrage 18 et la tige de pis- ton 98 du chariot de perçage 20 sont reliées aux chariots respectifs sur
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leurs faces de Lotit en regard de l'ouvrage, ainsi qu'on le voit en parti- culier sur les figs. 4 et 6.
Il s'ensuit que lorsque les deux chariots sont déplacés vers la broche 1.5 en vue d'effectuer une opération de pergage, ils sont soumis à une force qui est appliquée en un point situé laté- ralement par rapport aux éléments 54 et 106 respectivement des chariots, de sorte que les couples obliques de rotation dus aux positions excentri- ques de l'ouvrage et de la tige de perçage par rapport au plan médian du bâti sont très faibles.
Par ailleurs, remplacement des éléments de support de l'ouvra- ge est important du fait qu'il permet de monter rapidement et lacilement l'ouvrage sur la machine et de l'en démonter, en particulier lorsque le poids de 1 ouvrage est tellement élevé qu'il nécessite des dispositifs spé- ciaux de levée. On peut ainsi enlever un ouvrage terminé au moyen d'un transporteur dcnt les mâchoires de serrage se déplacent directement vers le haut ou vers le bas au-dessous du point de fixation de la pièce.
Ainsi qu'on le voit sur la fig. 8, les deux tuyaux 50,52 commu- niquent avec un cylindre 120 dans lequel coulisse un piston 122. Un tuyau 124 communiquant avec une source dair comprimé est de même relié au cylin- dre 120 par un tuyau 126. Deux tuyaux 128 et 130 partant du cylindre sont de préférence réunis et en communication avec l'atmosphère. Deux chapelles de soupape 134, 136 sont montées dans un panneau de commande 132. Dans ces chapelles coulissent respectivement des éléments de soupape 138 et 140 dont les prolongements respectifs 142 et 144 traversant la chapelle cons- tituent des boutons-poussoirs accessibles à partir du panneau de commande.
La chapelle 134 est reliée par un tuyau 146 au côté gauche du cylindre 120, et la chapelle 136 est reliée par un tuyau 148 au côté droit de ce cylindre (en observant la fig.8). Des extrémités du cylindre partent des tuyaux dévacuation 150, 152, ayant de préférence une section transver- sale plus faible que celle des tuyaux 146, 148 qui sont reliés aux chapel- les de soupape 134 et 136. Ces dernières sont munies de tuyaux 154 et 156 qui sont reliés par le tuyau 126 au tuyau 124 d'air comprimé. Des ressorts 158 tendent à maintenir les boutons-poussoirs 142, 144 en position saillan- te. Dans cette position des soupapes 138, 140 les tuyaux 146 et 148 sont coupés de l'intérieur des chapelles.
SI on enfonce le bouton-poussoir 142 en comprimant le ressort 158, les tuyaux 154, 146 sont mis en communication mutuelle du fait d'un évidement 160 formé dans le piston 138. Il s'ensuit que le piston 122 est déplacé vers la droite, dans la position gu'il occupe sur la fig. 8. Dès qu'cn relâche le bouton-poussoir 142, il revient à sa position initiale.
Un évidement 162 formé dans le milieu du piston 122 met alcrs le tuyau 124 d'air comprimé en communication avec le tuyau 50 et le piston .
44 du sèrvo-moteur déplace alors le chariot 18 vers l'ouvrage. Par ailleurs, le piston 122 a mis le tuyau 52 en communication avec le tuyau d'échappement 130 par 1-'intermédiaire d'un évidement 164 formé dans ledit piston, de sor- te qu'il ne s'exerce aucune pression sur l'autre face du piston 44. En en- fonçant le bouton-poussoir 144, le piston 122 se déplace vers la gauche, l'évidement 162 mettant alors en communication le tuyau 124 d'air comprimé avec le tuyau 52, tandis que le tuyau 50 est mis en communication avec l'é- chappement par l'intermédiaire d'un évidement 166 et du tuyau 128.
Le cha- riot 18 s'éloigne alors de l'ouvragea
Si la pression dans le tuyau 124 d'admission de l'air comprimé descend au-dessous d'une certaine valeur pour une raison quelconque, elle actionne un manomètre 168 communiquant avec le tuyau 124 par un tuyau 170 en vue d'ouvrir un contact 172, de faÇon à interrompre le courant d'excita- tion du moteur principal et du moteur de circulation du liquide refroidis- sant, en amenant ainsi l'ouvrage à l'arrêt.
Une butée 174 (fig. 4) présentant un bord taillé en biseau est fixée sur un côté du chariot 18. Un contacteur 176, destiné à actionner
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le circuit d'éxcitation 178 du moteur principal et le circuit d'excitation 180 du moteur du liquide refroidissant, est réglé par rapport au bâti de façon à se trouver en regard de la butée lorsque la bride de centrage 70 du chariot de serrage a été amenée au contact de l'ouvrage. Dans le cas où le chariot 18 démarrerait avant qu'un ouvrage 14 ait été amené en posi- tion entre ses éléments de mise en position, la butée 174 se déplacerait enregard du contacteur 176 vers la droite de la fig. 4, de sorte que les deux moteurs ne pourraient pas démarrer.
Le contacteur 176 peut se déplacer le long d'une rainure 179 ( figso 1 et 3) formée dans le bâti 10, présentant en coupe la forme d'un T et recevant une barre 181 de même profil. Sur la fig. 4, les éléments 174 et 176 ont été représentés du coté opposé du chariot 18 par rapport à la fig. 1.
On a représenté en 182 sur la fige 9 un moteur électrique de commande d'une pompe 184 à engrenages et d'une pompe à piston 186. L'huile est amenée à la pompe 184 à partir d'un bac par un tuyau 188. L'huile sous pression sécoule de la pompe à engrenages-ers la pompe à piston, à partir de laquelle en peut régler de façon connue la quantité d'huile qui s'échap- pe par un tuyau 190 au moyen d'un bouton 192 du panneau de commande 132, ce bouton portant une aiguille 194 qui se déplace en regard d'une échelle indiquant directement la vitesse d'avance du chariot de perçage, laquelle dépend de la quantité d'huile amenée par le tuyau 190 par unité de temps.
Le tuyau 190 débouche dans une chambre de cylindre 196 conte- nant un piston 198 mobile librement et un piston 200 actionné par un ressort 202 portant contre un épaulement 204 et qu'on peut régler de l'extérieur à des hauteurs différentes dans la chambre 196. Dans la position représen- tée, le piston 198 découvre un conduit 206 communiquant avec la partie cen- trale d'une chambre 208 dans laquelle un piston 210 peut être déplacé à la main à partir de l'extérieur au moyen d'un bouton 212. Le piston 210 pré- sente en son centre un évidement 214, de sorte que l'huile sous pression peut traverser la chambre pour s'écouler dans un conduit 216 relié au tuyau 102 qui aboutit au servo-moteur 92.
L'huile s'écoule ainsi par le système de conduits ci-dessus dé- crit à partir de la pompe à piston 186 vers le côté gauche (en regardant la fige 6) du piston 96 du servo-moteur; le chariot 20 est ainsi déplacé vers la broche 15 à une vitesse déterminée par le réglage du bouton 1920 Sur la fige 9, ce bouton est représenté en position retirée, dans laquelle le piston 210 interrompt la communication entre la partie médiane de la chambre 208 et un tuyau 21G aboutissant au bac sus-mentionné, par l'inter- médiaire d'une soupape de retenue 2200
Un conduit 222, partant de la pompe à engrenages 184, débouche dans une chambre 224 contenant un piston 226 sur lequel agit un ressort 228 prenant appui contre une butée 230 réglable à partir de l'extérieur.
Sous une pression déterminée par le ressort 228, l'huile sous pression qui s'écoule dans le conduit 222 peut découvrir un conduit 232 dans une mesure variable. Cette pression, déterminée par le réglage de la butée 230 ,peut sélever à 2-30 atm. Le conduit 232 communique par un conduit 234 avec ]?espace de la chambre 196 qui est compris entre les pistons 198 et 200, et également par un conduit 236 avec le tuyau 104 qui conduit à l'autre face du piston 96.
La pression dans le tuyau 104 est déterminée par le piston 200, attendu que ce dernier peut, selon le degré de réglage préalable du res- sort 202,ouvrir plus ou moins la communication avec un tuyau 238 qui abou- tit au bac. Le piston 198, qui est actionné par la pression de lhuile en provenance de la pompe à piston 186, abaisse le piston 200 lorsque cette pression atteint la valeur déterminée, de sorte que ledit piston ouvre en grand la communication à l'échappement vers le bac. La pression dans le tuyau 104, qu'on peut dénommer contre-pression, s'abaisse alors à une faible
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valeur ou devient nulle.
Normalement, la contre-pression est beaucoup plus faible que la pression d'alimentation. Toutefois, si au cours de l'avance du chariot 20, la pointe de l'outil de perçage rencontre un endroit soufflé de l'ouvrage diminuant la résistance au perçage et provoquant par suite une chute soudai- ne de la pression, le piston 198 s'écarter du piston 200. Ce dernier fer- me alors plus ou moins le conduit 238, de sorte que la contre-pression aug- mente dans le tuyau 104. L'avance du chario+ 20 se poursuit donc unifor- mément et sans secousses jusqu'à ce que la partie soufflée ait été dépassée, après quoi la contre-pression est de nouveau réduite automatiquement.
La chambre 224 communique par un trou 240 avec une chambre 242 contenant une soupape déplaÇable d'inversion 244. Cette soupape présente une partie de diamètre réduit 246, soumise continuellement à la pression régnant dans la chambre 224 au moyen d'un canal interne 248. La soupape d'inversion 244 est sollicitée par un ressort 250 qui tend à la déplacer vers le bas de la fig. 9. Elle présente une deuxième partie 252 de diamè- tre réduit en regard de laquelle débouchent un conduit 254 qui communique avec l'atmosphère et un autre conduit 256 se prolongeant à l'extérieur du piston 200.
La partie de la chambre 242 qui est située au-dessus de la soupa- pe 244 communique constatent avec le conduit 206 par un conduit 258. Si la pression de l'outil de perçage contre l'ouvrage s'élève pour une raison quelconque, par exemple dans le cas où l'outil s'est émoussé, la pression du liquide fourni par la pompe à piston 186 s'élevant alors, cette dernière pression agit par le conduit 258 pour déplacer la soupape 244 vers le bas, en interrompant ainsi la communication entre les conduits254 et 256, et enamenant en communication les condaits 248 et 256. La face extérieure du piston 210 est donc soumise à une pression qui enfonce le piston et met à l'échappement le tuyau 102 par l'intermédiaire du conduit 216 et du tuyau d'échappement 218.
La machine répond ainsi automatiquement de façon à faire cesser la pression de perçage lorsque l'outil n'est plus en état de servir. Lors- que ceci a lieu, le piston 200 n'est plus soumis à la pression d'alimenta- tion qui s'exerce sur le piston 198, de sorte qu'il se déplace vers le haut en fermant le tuyau 238 d'échappement vers le bac. Il se crée alors dans le tuyau 104 une contre- ressior, qui ramène rapidement le chariot 20 à la position initiale.
On supposera que le chariot de serrage 18 a serré un ouvrage 14 dans la machine. On a ensuite tiré le bouton 212, de sorte que l'huile sous pression arrive par le tuyau 102 sur le piston 96 du servo-moteur du chariot d'avance. L'outil de perçage est encore éloigné de l'ouvrage et en manoeuvrant une soupape 260, on contribue à amener rapidement l'outil de perçage porté par le chariot 20 à proximité immédiate de l'ouvrage. La soupape 260 comporte un piston 262 (fig. 6) qui est articulé en 266 sur un bras 264. Une extrémité du bras porte un galet 268 qui est représenté sur la fig. 6 comme soulevé par une came 270.
Le piston 262 a été tiré vers le bas à rencontre de l'action d'un ressort 271 de façon à mettre en communication deux tuyaux 272 et 274 dont 1 e premier communique avec le tuy- au 104 et le second avec la partie centrale de la chambre 208.
Le tuyau lG2 reçoit alors de l'huile en provenance des deux pom- pes 184 et 186. Il est vrai que les deux côtés du piston 96 sont à, la même pression (relativement -Lassé), mais attendu que, du fait de la présence de la tige de piston 98, cette pression s'exerce sur une surface qui est beau- coup plus petite du droit que du côté gauche, (en observant la fig.6) le chariot 20 se déplace vers l'ouvrage. On. disposée ainsi d'une quantité relativement importante d'huile dont la plus grande partie s'écoule dans la chambre du côté gauche du cylindre du servo-moteur, communiquant ainla chambre du côté gauche du cylindre du servo-moteur, en communiquant ain- si au chariot un mouvement croissant rapidement.
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Un cliquet 27 J l.lonGé sur le chariot ,0, est destiné à soulever un Dras de contact 27# lorsque le chariot de perçage se rapproche de l'Î" vrage, en fermant ainsi, de préférence, tout é-'ahor<1 le circuit 180 d'excita- tion du moteur de circulation du liquide refroidissant, puis le circuit 17G d'excitation du moteur principal. Les contacts 2CO et 282 coopérant avec le bras 278 sont conçus de telle sorte que les circuits restent fermés mê- me après que le bras les â quittés. Le cliquet 276 pivote en arrière lors du mouvement da retour du chariot 20, en frappant de nouveau le bras de contact 27G. La tube de perçage 74 commence é-lors son mouvement d'avance dans 1?o1=ce-<age; 1.;c;t en effectuant son opération de perçage.
Après une petite course avance, un cliquet 284 rencontre un contacteur 286 qui est connecté dans 12 circuit 1b0 di mcteur de circulation du liquide refroidis- sante mais é"iznt dominé que le cliquet tourne dans le sens sinistrorsum, (en observant la figo 6), il n'exerce aucune action. Lorsque, à mesure que
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le chariot 20 poursuit son mouvement d'avance, l'outil de perçage a termi-
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né le perçage du trou dans la pièce, un cliquet 288 porté par le chariot frappe un ccnt5.cteu.r 21-,,0 qui interrompt le circuit du moteur principal 13,
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lequel est ainsi amené à l'arrêt avec une action de freinage.
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Apres un autre mouvement d $ &.v::mce de faible amplitude du chariot 20, il heurte de nouveau uns butée réglable 2 portée par le bâti 10.
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La pression s'élève alors momentanément dans le tuyau 102, de sorte que la pression d'avance est supprimée do la manière décrite ci-dessus. Il s'é-
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tablait ou s'accroît dans la tuyau 10 une contre-pression qui déplace le chariot 2C rs.pic1c¯.::ut en arrière vers sa position initiale. Immédiatement avant que l'outil d: perçage quitte l'ouvrage, le cliquet 284 frappe contre le contacteur 3 en E--4enL,,.it cJnsi à l'arrêt le moteur de circulation du liquide refroic:i.3::;c...
RESm .
Machine à percer notûlillment des trous de grande longueur, carac-
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térisée par les points suivants, séparément ou en combinaisons :
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1. - Elle comprend une broche entraînée par un moteur montée
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dans un bâti et un chariot d'acance guidé dans un plateau dudit bâti, le
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mouvement davsnce dudit chariot dans la directic4 de la broche étanG ef- fectué au ::lOyc:
CL'Ltxi servo-moteur comprenant un cylindre dans lequel coulis- se un piston:, les deux faces du piston pouvant être l'uses en cC,P1il'Lu:lÍco.tion par l'intermédiaire de J .t G': v;.i.t!1 ..iE.lC:.t..1 soupape scit avec une source de fluiac comprimé soit avsc l'échappement, les conduits du.dit dis- 1-' 3:'-'02I s. ;:>(;1.:<.;'C.1-"0 r. iûii agencés de manière a coopérer avec un ou plusieurs éléments de 5CÙ18'F.e de manière telle que li pression c;.- &vance .du fluide comprimé 0:;.1.. à"ÙpPr ±1=éà lorsque IL. :1::' te: pression dépasse une valeur détermi- née par suite de l':.:.oussage de l'ouzil de perçage.
20 .- Le üïs,ccitif a soupape est des biné automatiquement a pro-
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voquer le mouvement en retour du chariot vers sa position initiale en mê-
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me temps que 1::. suppression d? la pression d'avance, du fait de l'applica-
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tion d'une contre-pression sur la face opposée du piston, ladite contre-
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pressicn existent u.8.J'1 cu étant établie.
30 - La machine comprend en cutre un chariot de serrage de ouvrage pouvant être- déplacé de 1=#gcn réglable le long du plateau du bâti, ledit bâti et les dcux chariots (d:o.v::":1ce t é-e serrage) présentant des portions en saillie un coté du plateau la 'br(.c1J.e et les éJ éments de support des Cn:±î'1o=ts peur l'ouvrage et 1"outil de perçage respective- r"el1t étant disposés ;'u1' ' bâti de manière ^ 1C:LNÛBx' un espace J '(.7re la- Léralement par rappc.rt au . 7 !::c-desso-:.7.z de l'ouvrage lors- que oc dernier ea serré en W:
1't.011 àgns la machine, en facilitant ait- si la mise en place de 1 ouvrage dans lit machine et son enlèvement je lia
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machine.
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4. - LE cß?ihc.re du .,zwo-t¯oeur qui assure l'avance du chariot
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de perçage étant fixé sur le plateau de .la machine et dans ce cylindre cou- lissant un piston dont la tige de piston est reliée audit chariot, ladite tige de piston est reliée audit chariot,en avant de Isolément de support qui maintient l'outil de perçage sur le chariot, en regardant dans le sens de l'avance, et de préférence à la face avant du chariot.
5. - Le chariot de serrage coopère avec un cylindre de servo- moteur fixé au bâti et dans lequel coulisse un piston dont la tige de pis- ton est fixée audit chariot en un point situé en avant de l'élément de ce chariot qui serre l'ouvrage en position, en regardant dans la direction du serrage, et de préférence sur la face avant dudit cïmriot.
6. - Le serve-moteur du chariot de serrage est relié à une sour- ce de gaz comprimé, tandis que le servo-moteur du chariot d'avance est relié à une source de liquide comprimé.
7. - Le chariot de serrage comprend des éléments destinés à serrer l'ouvrage, contre la broche, et un contacteur branché dans les cir- cuits d'excitation du moteur de commande de la broche et du moteur assurant la circulation du liquide refroidissant peut se déplacer le long du bâti et être réglé de façon à ne fermer ces circuits que lorsqu'il arrive en regard et au contact d'une Lutée portée par le chariot.
8. - L'un ou l'autre, ou l'un et l'autre, des chariots pouvant être déplacé le long du plateau du bâti au moyen d'un sèrvo-moteur contenant un piston actionné par un fluide comprimé, le cylindre du servo-moteur peut être bloqué dans toute position choisie le long du bâti au moyen d'un élé- ment en forme de plaque, puis serré en position au moyen de boulons dans une rainure en queue d'aronde formée dans le plateau.
9. - La machine comprend des éléments de commande destinés à actionner les diverses parties de la machine dans l'ordre suivant :mise en route du mateur de circulation du liquide refroidissant au cours du mou- vement d'avance du chariot, mise en route du moteur principal et arrêt dudit moteur à la fin d'une opération de perçage, mise à l'arrêt du moteur de circulation du liquide refroidissant au cours du mouvement de retour du chariot, de préférence juste avant la fin de ce mouvement. en annexe : 6 dessins.
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DRILLING MACHINE,
The present invention relates to hole-drilling machines, comprising a spindle actuated by a motor and mounted in a frame, a work clamping device and elements intended to advance the work or a drilling tool during drilling. the drilling operation.
The invention relates more particularly to drilling machines comprising an advance carriage which moves during the drilling operation along a plate of the frame and a work clamping carriage which can move along the frame. plate, and in which the advance and clamping carriages are preferably actuated by servomotors. The invention proposes in particular to produce a drilling machine of the above type: which allows a speed of Very high feed rate of the tool, this speed possibly being of the order of 250 mm by way of example. per minute, even when drilling holes with a diameter of 35 mm in iron parts;
- the operation of which is controlled automatically when the work tool becomes dull or when the coolant no longer arrives satisfactorily, the machine then stopping and the tool being returned to - its resting position; - in which the work is located laterally with respect to the longitudinal median plane of the machine so as to allow the work to be conveniently placed in position and to be removed from the machine.
An embodiment of a machine for drilling holes of great length ;, constructed according to the invention will now be described in detail, with reference to the accompanying drawings :, in which
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fig. 1 is an elevational view of the machine, figo 2 is a plan view of the machine, part of a servo motor forming part of the machine on the left side thereof being cut away on both Figures, Figo 3 is a vertical section along line III-III of Figo 2, showing certain elements of the machine. figo 4 is a longitudinal section along line IV-IV of fig. 2, through part of the clamping carriage of the machine, fig. 5 is a vertical section on the line V-V of fig. 2, through another part of the clamping carriage. fig.
6 is a longitudinal section along the line VI-VI of figo 2, through the advance carriage of the machine and a hydraulic servo-motor forming part of the machine, figo 7 is a vertical section along the line VII-VII of figo 2, through another part of the advance carriage, figo 8 is a schematic view of a control device of the clamping carriage, and fig. 9 is a schematic longitudinal section of a control device of the advance carriage.
The machine shown comprises an elongated frame 10 having at one of its ends a casing 12 housing, among other things, the control motor or main motor 13, intended to drive the opening 14 shown in phantom in rotation. The work is held and driven by a spindle 15 driven by the motor.
This spindle is designed in such a way that the work, which in this case consists of a cylindrical iron bar, is only rotated by the spindle under the effect of application of the spindle. a pressure on the opposite end of the work The frame 10 comprises a plate 16 extending in the longitudinal direction on its upper surface and along which can slide a clamping carriage, generally designated 18, and a carriage feeding or drilling, generally designated 20
The frame 10 has a vertical guide surface 28 (figo 3) along which is applied a plate 30 connected to the carriages 18 and
20.
The other side of the frame 10 has a vertical guide surface 32 and a horizontal guide surface 34 against which an element 36 protruding from the body of the charict 18 and a plate 38 respectively apply.
The position of the clamping carriage 18 along the frame depends on the length of the work 14. In its adjustment position, the carriage is movable under the action of a servomotor, generally designated 40. , and actuated by a compressed gas, preferably air. This servomotor comprises a cylinder 42 closed at both ends (figo 4) and which can be blocked in any desired position on the plate 16 by means of a dovetail groove 22 formed in the plate and in which is received a plate 24 of corresponding shape (fig.3). Bolts
26, screwed into the cylinder 42, allow the plate 24 to be fixed in the groove '22, so as to block the cylinder with respect to the frame 10.
In the cylinder 42 can slide a piston 44 connected to the body of the carriage by a piston rod 46 and a nut 48. Compressed air from a pressure source, which may consist of that which is normally available in the cylinder. The workshop, can be brought to either side of piston 44 by conduits 50 and 52. These conduits can be placed in communication with the pressure source or the atmosphere by means of a device. control shown in Fig. 8 and which will be described in detail later.
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The spindle 15 is located laterally with respect to the frame 10 or to the plate 16.
Clamp carriage 18 has a protrusion 54 extending laterally outside the guide surfaces of the frame. Pin 15 and protrusion 54 are therefore laterally offset with respect to the longitudinal central vertical plane of the frame. The projection 54 carries a fixed sleeve 56 (figo 5) on which a bearing sleeve 58 pivots by means of roller bearings 60, 62, intended to absorb the radial and axial pressures.
The sleeve 58 has a conical surface 59 against which a crown 64 is held tightly by bolts 66. The crown 64 in turn carries a sleeve 68, one end of which is flared to constitute a retaining flange. 70 bevelled at 72 on its inner face for centering the structure 14.
In the part 54 of the carriage passes a drilling tube 74 carrying at its outer end a drilling cone 76 provided with a cutting tool 78. In figo 5, the cutting tool is shown in the position it occupies at the time. where the drilling operation will start. Coolant, eg oil, is supplied to the cart 54 through a conduit 80 connected to a pressure source (not shown). The liquid then passes through a gap 82 formed between the elements 68 and 74 and escapes in a known manner inside the tube 74 at the same time as the chips resulting from the drilling of the hole. The pressure of the liquid is very high. , 25 atm for example.
It is therefore particularly important to prevent liquid leaks, and for this purpose there is a sealing ring 84 between the end surface of the work 14 and Insulation 68, said ring being mounted in this element. Liquid is prevented from entering the roller bearings 60, 62 by a gasket 860 The tube 74 is surrounded at the other end of Insulation 54 of the carriage by a stuffing box 88 intended to support the liquid leaking out along the tube.
A sealing pad 90, forming part of the stuffing box and made of synthetic material, is intended to damp the vibrations.
The forward movement of the advance or drilling carriage 20 is provided by means of a pressurized hydraulic medium acting on a servomotor generally indicated at 92. This servomotor comprises an elongated cylinder 94 (figo 6 ) closed at both ends and able to be locked in the desired position by means of the plates 24 received in the dovetail groove 22 formed in the plate of the frame In the cylinder runs a piston 96 connected by a rod piston 98 to the body of the carriage and held by a nut 100.
The spaces situated on either side of the piston 96 can be connected by pipes 102 and 104 to a source of pressurized liquid, oil for example, or to the exhaust, as is the case. Will be described in more detail below When the compressed liquid is supplied to the servomotor through the pipe 102, the carriage 20 moves to the right of figa 6, moving the cutting tool 78 towards the spindle 15 so as to perform a drilling operation.
The drill tube 74, which is coaxial with the spindle 15, is clamped in the drill carriage 20 by means of the device shown in FIG.
7. The carriage 20, like the carriage 18, has a portion 106 projecting laterally outside the plate 16 and pierced with an axial bore in which is received a sleeve 108 having a conical surface 110 on a portion of its length. A split clamping sleeve 112 cooperating with this conical surface has a cylindrical extension 114 onto the end of which a nut 116 is screwed. By tightening this nut, the sleeve 112 is tightened against the surface 110, so that the pipe 74 is held in a fixed position relative to the carriage 20, in the axial direction.
A flexible pipe 118, connected to the rear end of the pipe 74, allows the cooling liquid and the chips to be evacuated to a discharge tank. t The piston rod 46 of the clamping carriage 18 and the piston rod 98 of the drilling carriage 20 are connected to the respective carriages on
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their Lotit faces facing the work, as can be seen in particular in figs. 4 and 6.
It follows that when the two carriages are moved towards the spindle 1.5 in order to carry out a lifting operation, they are subjected to a force which is applied at a point situated laterally with respect to the elements 54 and 106 respectively of the carriages, so that the oblique torques of rotation due to the eccentric positions of the structure and of the drilling rod with respect to the median plane of the frame are very low.
In addition, replacing the work support elements is important because it allows the work to be quickly and easily mounted on the machine and removed from it, in particular when the weight of the work is so heavy. high that it requires special lifting devices. A finished work can thus be removed by means of a conveyor where the clamping jaws move directly up or down below the point of attachment of the workpiece.
As can be seen in FIG. 8, the two pipes 50, 52 communicate with a cylinder 120 in which slides a piston 122. A pipe 124 communicating with a source of compressed air is likewise connected to the cylinder 120 by a pipe 126. Two pipes 128 and 130 leaving the cylinder are preferably united and in communication with the atmosphere. Two valve chapels 134, 136 are mounted in a control panel 132. In these chapels slide valve elements 138 and 140 respectively, the respective extensions 142 and 144 of which passing through the chapel constitute push-buttons accessible from the panel. control.
The chapel 134 is connected by a pipe 146 to the left side of the cylinder 120, and the chapel 136 is connected by a pipe 148 to the right side of this cylinder (observing fig. 8). The ends of the cylinder extend from the discharge pipes 150, 152, preferably having a smaller cross section than that of the pipes 146, 148 which are connected to the valve caps 134 and 136. The latter are provided with pipes 154 and 156 which are connected by the pipe 126 to the compressed air pipe 124. Springs 158 tend to hold push buttons 142, 144 in the protruding position. In this position of the valves 138, 140 the pipes 146 and 148 are cut from the inside of the chapels.
If pushbutton 142 is depressed while compressing spring 158, pipes 154, 146 are brought into communication with each other due to a recess 160 formed in piston 138. As a result, piston 122 is moved to the right. , in the position gu'il occupies in fig. 8. As soon as the push-button 142 is released, it returns to its initial position.
A recess 162 formed in the middle of the piston 122 places the compressed air pipe 124 in communication with the pipe 50 and the piston.
44 of the servomotor then moves the carriage 18 towards the work. On the other hand, the piston 122 has placed the pipe 52 in communication with the exhaust pipe 130 by means of a recess 164 formed in said piston, so that no pressure is exerted on it. The other side of the piston 44. By depressing the push-button 144, the piston 122 moves to the left, the recess 162 then putting the compressed air pipe 124 in communication with the pipe 52, while the pipe 50 is communicated with the exhaust via a recess 166 and pipe 128.
The cart 18 then moves away from the work.
If the pressure in the compressed air intake pipe 124 drops below a certain value for any reason, it actuates a pressure gauge 168 communicating with the pipe 124 through a pipe 170 to open a contact. 172, so as to interrupt the excitation current of the main motor and the coolant circulation motor, thus bringing the work to a standstill.
A stop 174 (fig. 4) having a bevelled edge is fixed to one side of the carriage 18. A contactor 176, intended to actuate
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the excitation circuit 178 of the main motor and the excitation circuit 180 of the coolant motor are adjusted relative to the frame so as to be located opposite the stop when the centering flange 70 of the clamping carriage has been brought into contact with the structure. In the event that the carriage 18 were to start before a work 14 has been brought into position between its positioning elements, the stopper 174 would move against the contactor 176 to the right of FIG. 4, so that both motors could not start.
The contactor 176 can move along a groove 179 (figso 1 and 3) formed in the frame 10, having in section the shape of a T and receiving a bar 181 of the same profile. In fig. 4, the elements 174 and 176 have been shown on the opposite side of the carriage 18 with respect to FIG. 1.
There is shown at 182 in fig 9 an electric motor for controlling a gear pump 184 and a piston pump 186. The oil is supplied to the pump 184 from a tank through a pipe 188. The pressurized oil flows from the gear pump to the piston pump, from which the quantity of oil which escapes through a pipe 190 can be adjusted in a known manner by means of a knob 192 of the control panel 132, this button carrying a needle 194 which moves opposite a scale directly indicating the speed of advance of the drilling carriage, which depends on the quantity of oil supplied by the pipe 190 per unit of time .
The pipe 190 opens into a cylinder chamber 196 containing a freely movable piston 198 and a piston 200 actuated by a spring 202 bearing against a shoulder 204 and which can be adjusted from the outside to different heights in the chamber 196. In the position shown, the piston 198 discovers a conduit 206 communicating with the central part of a chamber 208 in which a piston 210 can be moved manually from the outside by means of a button. 212. The piston 210 has a recess 214 at its center, so that pressurized oil can pass through the chamber to flow into a conduit 216 connected to the pipe 102 which terminates at the servomotor 92.
Oil thus flows through the duct system described above from piston pump 186 to the left side (looking at pin 6) of servo motor piston 96; the carriage 20 is thus moved towards the spindle 15 at a speed determined by the adjustment of the button 1920 In fig 9, this button is shown in the withdrawn position, in which the piston 210 interrupts the communication between the middle part of the chamber 208 and a 21G pipe leading to the aforementioned tank, via a check valve 2200
A duct 222, starting from the gear pump 184, opens into a chamber 224 containing a piston 226 on which acts a spring 228 bearing against a stop 230 adjustable from the outside.
Under a pressure determined by the spring 228, the pressurized oil which flows in the conduit 222 can discover a conduit 232 to a varying extent. This pressure, determined by the setting of the stop 230, can rise to 2-30 atm. The conduit 232 communicates through a conduit 234 with the space of the chamber 196 which is between the pistons 198 and 200, and also by a conduit 236 with the pipe 104 which leads to the other face of the piston 96.
The pressure in the pipe 104 is determined by the piston 200, since the latter can, depending on the degree of prior adjustment of the spring 202, more or less open the communication with a pipe 238 which terminates in the tank. The piston 198, which is actuated by the pressure of the oil from the piston pump 186, lowers the piston 200 when this pressure reaches the determined value, so that said piston opens wide the communication to the exhaust towards the tank. . The pressure in the pipe 104, which can be called back pressure, then drops to a low
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value or becomes zero.
Normally the back pressure is much lower than the supply pressure. However, if during the advance of the carriage 20 the tip of the drilling tool encounters a blown area of the work reducing the resistance to drilling and consequently causing a sudden drop in pressure, the piston 198 move away from the piston 200. The latter then more or less closes the pipe 238, so that the back pressure increases in the pipe 104. The advance of the chario + 20 therefore continues uniformly and without jerking. until the blown portion has been exceeded, after which the back pressure is automatically reduced again.
Chamber 224 communicates through a hole 240 with a chamber 242 containing a movable reversing valve 244. This valve has a reduced diameter portion 246, continuously subjected to the pressure prevailing in the chamber 224 by means of an internal channel 248. The reversing valve 244 is biased by a spring 250 which tends to move it downward in FIG. 9. It has a second portion 252 of reduced diameter opposite which open a conduit 254 which communicates with the atmosphere and another conduit 256 extending outside the piston 200.
The portion of chamber 242 which is located above valve 244 communicates with conduit 206 through conduit 258. If the pressure of the drilling tool against the work rises for any reason, for example in the case where the tool has become dull, the pressure of the liquid supplied by the piston pump 186 then rising, this latter pressure acts through the conduit 258 to move the valve 244 downwards, thus interrupting communication between the conduits 254 and 256, and bringing the conduits 248 and 256 into communication. The outer face of the piston 210 is therefore subjected to a pressure which depresses the piston and exhausts the pipe 102 through the conduit 216 and the exhaust pipe 218.
The machine thus responds automatically so as to stop the drilling pressure when the tool is no longer in service. When this takes place, the piston 200 is no longer subjected to the supply pressure exerted on the piston 198, so that it moves upwards, closing the exhaust pipe 238. to the bin. A counter-spring is then created in the pipe 104, which quickly returns the carriage 20 to the initial position.
It will be assumed that the clamping carriage 18 has clamped a work 14 in the machine. The button 212 has then been pulled out so that the pressurized oil comes through pipe 102 to the piston 96 of the servomotor of the advance carriage. The drilling tool is still remote from the work and by operating a valve 260, it helps to quickly bring the drilling tool carried by the carriage 20 in the immediate vicinity of the work. The valve 260 has a piston 262 (Fig. 6) which is articulated at 266 on an arm 264. One end of the arm carries a roller 268 which is shown in Fig. 6 as lifted by a cam 270.
The piston 262 has been pulled down against the action of a spring 271 so as to place two pipes 272 and 274 in communication, the first of which communicates with the pipe 104 and the second with the central part of room 208.
The pipe lG2 then receives oil from the two pumps 184 and 186. It is true that both sides of the piston 96 are at the same pressure (relatively tired), but expected that, due to the presence of the piston rod 98, this pressure is exerted on a surface which is much smaller on the right than on the left side, (observing fig.6) the carriage 20 moves towards the work. We. thus disposed of a relatively large quantity of oil, the greater part of which flows into the chamber on the left side of the cylinder of the servomotor, thus communicating with the chamber on the left side of the cylinder of the servomotor, thus communicating to the carriage a rapidly increasing movement.
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A 27 J pawl mounted on the carriage, 0, is intended to lift a 27 # Contact Dras as the drill carriage approaches the island, thus preferably closing all the holes. 1 the circuit 180 for excitation of the cooling liquid circulation motor, then the circuit 17G for excitation of the main motor The contacts 2CO and 282 cooperating with the arm 278 are designed so that the circuits remain closed even. me after the arm has left them. The pawl 276 swings back on the return movement of the carriage 20, again striking the contact arm 27G. The drill tube 74 then begins its forward movement in 1 ? o1 = ce- <age; 1.; c; t while performing its drilling operation.
After a small advance stroke, a pawl 284 meets a contactor 286 which is connected in 12 circuit 1b0 di mctor of circulation of the coolant liquid but is not dominated that the pawl turns in the sinistrorsum direction, (observing figo 6) , it does not exercise any action. When, as
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the carriage 20 continues its forward movement, the drilling tool has finished
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ne the drilling of the hole in the part, a pawl 288 carried by the carriage strikes a ccnt5.cteu.r 21 - ,, 0 which interrupts the circuit of the main motor 13,
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which is thus brought to a standstill with a braking action.
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After another low amplitude movement d $ & .v :: mce of the carriage 20, it again hits an adjustable stop 2 carried by the frame 10.
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Pressure then rises momentarily in pipe 102, so that the advance pressure is relieved in the manner described above. It is-
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established or increased in the pipe 10 a back pressure which moves the carriage 2C rs.pic1c¯. :: ut back to its initial position. Immediately before the tool d: drilling leaves the work, the pawl 284 strikes against the contactor 3 at E - 4enL ,,. It stops the motor for circulating the coolant: i.3 ::; vs...
RESm.
Machine for drilling particularly long holes, characterizing
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terized by the following points, separately or in combination:
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1. - It includes a spindle driven by a mounted motor
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in a frame and an acance carriage guided in a plate of said frame, the
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movement of said carriage in the direction of the etanG spindle carried out at :: lOyc:
CL'Ltxi servomotor comprising a cylinder in which a piston slides :, the two faces of the piston being able to be worn in cC, P1il'Lu: lÍco.tion via J .t G ': v ; .it! 1 ..iE.lC: .t..1 scit valve with a source of compressed fluiac either avsc the exhaust, the ducts of the said dis- 1- '3:' - '02I s. ;:> (; 1.:<.;'C.1-"0 r. Iûii arranged so as to cooperate with one or more elements of 5CÙ18'Fe such that the pressure c; .- & vance .du compressed fluid 0:;. 1 .. to "ÙpPr ± 1 = éà when IL.: 1 :: 'te: pressure exceeds a value determined as a result of:.:. Foaming of the drilling tool.
20 .- The üis, valve gear is automatically binned to pro-
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evoke the return movement of the carriage to its initial position at the same time
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time as 1 ::. deletion of? advance pressure, due to the application
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tion of a back pressure on the opposite face of the piston, said back
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pressicn exist u.8.J'1 cu being established.
30 - The machine also comprises a work clamping carriage which can be moved by 1 = # gcn adjustable along the plate of the frame, said frame and the two carriages (d: ov :: ": 1 this clamping ) having protruding portions on one side of the plate la 'br (.c1J.e and the supporting elements of the Cn: ± î'1o = ts for the work and 1 "respective drilling tool" and being arranged ; 'u1' 'built so ^ 1C: LNÛBx' a space J '(.7re la- Lalement by rappc.rt to. 7! :: c-desso - :. 7.z of the work when oc last ea tight in W:
1't.011 at the machine, facilitating the placement of 1 work in the machine bed and its removal I bind
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machine.
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4. - THE cß? Ihc.re du., Zwo-core which ensures the advance of the carriage
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drilling being fixed on the plate of the machine and in this sliding cylinder a piston whose piston rod is connected to said carriage, said piston rod is connected to said carriage, in front of the support element which holds the tool drilling on the carriage, looking in the direction of feed, and preferably at the front of the carriage.
5. - The clamping carriage cooperates with a servomotor cylinder fixed to the frame and in which slides a piston whose piston rod is fixed to said carriage at a point situated in front of the element of this carriage which clamps. the work in position, looking in the direction of clamping, and preferably on the front face of said cïmriot.
6. - The servomotor of the clamping carriage is connected to a source of compressed gas, while the servomotor of the advance carriage is connected to a source of compressed liquid.
7. - The clamping carriage comprises elements intended to clamp the work, against the spindle, and a contactor connected in the excitation circuits of the spindle control motor and of the motor ensuring the circulation of the cooling liquid. move along the frame and be adjusted so as to close these circuits only when it arrives opposite and in contact with a Strut carried by the trolley.
8. - One or the other, or both, of the carriages which can be moved along the plate of the frame by means of a servo-motor containing a piston actuated by a compressed fluid, the cylinder The servo motor can be locked in any chosen position along the frame by means of a plate member, and then clamped in position by means of bolts in a dovetail groove formed in the plate.
9. - The machine includes control elements intended to actuate the various parts of the machine in the following order: start-up of the cooling liquid circulation matrix during the advance movement of the carriage, start-up of the main motor and stopping said motor at the end of a drilling operation, stopping the motor for circulating the cooling liquid during the return movement of the carriage, preferably just before the end of this movement. in appendix: 6 drawings.