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La présente invention a pour objet un accessoire de profilage pour machines à travailler les métaux, en particulier les tours de tournage.
Un accessoire de profilage conforme à l'invention comprend un socle pouvant être monté sur une machine à travailler les métaux, une partie mobile coulissant sur le socle et au moins un porte-outil supporté par la partie mobile et pouvant être déplacé dans une direction faisant un angle prédéterminé avec la direction du mouvement de la partie mobile, le porte-outil étant muni d'un organe de coopération avec une came et susceptible d'entrer en contact avec une came agencée pour être accouplée à la vis de commande d'avance ou à la barre de chariotage que comporte normalement une machine à travailler les métaux.
La partie mobile peut comprendre un élément supérieur et un élément inférieur articulé l'un à l'autre autour d'un axe vertical, le porte-outil étant supporté par l'élément supérieur.
Le porte-outil peut être monté dans un chariot porte-outil pouvant coulisser sur l'élément supérieur.
La partie mobile peut être reliée à la vis de commande d'avance ou à la barre de chariotage par l'intermédiaire d'un mécanisme à engrenage dont on peut modifier le rapport. Ce mécanisme à engrenage peut comporter un arbre de chariotage auxiliaire dont une partie est filetée, lequel arbre est agencé pour être actionné depuis la vis de commande d'avance ou depuis la barre de chariotage. un écrou engagé sur la dite partie filetée et dont la périphérie présente des dents d'engrenage en prise avec un pignong claveté coulissant sur un arbre de renvoi, le dit écrou étant accouplé de telle manière à la partie mobile qu'il soit libre de tourner, mais que son mouvement axial soit toutefois communiqué à la partie mobile et au pignon porté par l'arbre de renvoi, et des moyens d'embrayage agencés pour accoupler l'arbre de chariotage auxiliaire à l'arbre de renvoi.
Lorsque la partie mobile est en deux éléments, l'élément inférieur est relié à la vis de commande d'avance ou à l'arbre de chariotage et entraîne avec elle l'élément supérieur.
L'arbre auxiliaire de chariotage peut être relié opérativement à la came commandant le mouvement de l'outil.
Le mécanisme de changement du rapport de transmission peut être agencé de façon à fonctionner, pour une position présélectionnée de l'outil, par des moyens comprenant une came de changement de vitesse pouvant tourner avec la première came mentionnée ci-dessus et susceptible d'actionner des moyens de commande des moyens d'embrayage. Les moyens de commande des moyens d'embrayage peuvent consister en un interrupteur qui commande l'alimentation, en courant électrique, d'un solénoîde dont l'armature est accouplée aux moyens d'embrayage.
Dans un accessoire comprenant des moyens pour modifier le rapport de transmission tel que décrit ci-dessus, la première came dont il a été parlé peut être agencée d'une manière appropriée pour être actionnée par l'arbre auxiliaire de chariotage.
La partie mobile peut supporter au moins un porte-outil pouvant être actionné à la main ou par des moyens automatiques assurant le serrage et le desserrage mécaniques.
Pour exécuter certains types de travaux, par exemple pour usiner le bandage d'une roue de véhicule ferroviaire, il peut être indiqué de prévoir deux porte-outil dont les axes longitudinaux s'intersectent sur le côté de l'accessoire contigu à la pièce à usiner montée dans la machine, ce qui fait que les outils et les porte-outil s'approchent obliquement de la pièce à usiner, l'angle d'approche étant déterminé pour s'adapter au contour à usiner.
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Le chariot porte-outil peut être agencé pour recevoir des outils de coupe auxiliaires.
Les porte-outil peuvent être agencés pour recevoir des outils de coupe de type se trouvant dans le commerce .
La partie mobile peut être déplaçable par rapport au socle par des moyens à vis qui peuvent être actionnés à la main et/ou être susceptibles d'être reliés à la vis de commande d'avance ou à l'arbre de chariotage de la machine à travailler les métaux.
Le chariot porte-outil peut être déplacé par des moyens à vis susceptibles d'être actionnés à la main ou reliés à la vis de commande d'avance ou à l'arbre de chariotage. Dans une variante, le chariot porteoutil peut être mobile dans le sens du serrage par une force fournie par la vis de commande d'avance ou l'arbre de chariotage et il peut être actionné à la main dans le sens du retour. Dans une autre variante. le mouvement de retour peut être produit par un moteur électrique ou au moyen d'un fluide sous pression, de préférence de l'air comprimé agissant sur un mécanisme à cylindre et piston interposé entre le chariot porte-outil et la partie mobile, des moyens étant prévus pour désaccoupler le chariot porte-outil de son système à vis de commande d'avance.
Le pivot entre les éléments supérieur et inférieur de la partie mobile peut être creux et la commande depuis la vis de commande d'avance ou de l'arbre de chariotage de la machine,. à la vie de commande du chariot porte-outil. peut passer par le pivot creux.
Les cames peuvent être des disques rainurés au profil désiré.
De préférence, chaque disque est rainuré sur une face et chaque organe de coopération pénètre dans la rainure de la came à laquelle il est associé.
Les rainures ménagées dans les cames sont, de préférence, continues de manière qu'il ne soit pas nécessaire de tourner la came en sens inverse pour ramener de nouveau les organes de coopération à leur point de départ.
L'accessoire peut comprendre un mécanisme de retour automatique pour ramener le porte-outil ou le chariot porte-outil à sa position de départ, lorsque se trouve achevée une opération d'usinage, les outils étant évidemment d'abord écartés de la pièce à usiner.
Des réalisations pratiques de l'invention sont représentées sur le dessin annexé sur lequel : la Fig. 1 est une vue en plan; la Fig. 2 est une coupe suivant la ligne 2-2 de la Fig. 1. et la Fig. 3 est une vue, avec arrachement partiel. suivant la ligne 3-3 de la Fig. 1. d'une réalisation d'un accessoire dans lequel la partie mobile consiste en un élément supérieur et un élément inférieur articulés l'un à l'autre; la Fig. 4 est une coupe, suivant une ligne correspondant à la position de la ligne 4-4 de la Fig. 1. d'une autre réalisation de l'inven- tion, comprenant une boite de vitesses et une partie mobile monobloc; la Fig. 5. enfin, est une coupe partielle montrant comment un interrupteur et une came de commande peuvent être prévus pour actionner la boîte de vitesses, en vue de passer d'une vitesse à l'autre.
Sur les Figs. 1. 2 et 3 du dessin.. on a désigné par 1 un socle pouvant être fixé à une machine à travailler des métaux, par 2A et 2B respectivement les éléments inférieur et supérieur d'une partie mobile supportant un chariot 4, l'élément 2B étant articulé à l'élément 2A par un pivot con-stitué par un arbre menant 5. le chariot 4 coulissant. sur l'élément 2B, dans des guides 6.
L'arbre 5 porte un pignon conique 7 engrenant avec un
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pignon conique 8 claveté sur un arbre horizontal 9 qui porte un pignon 10 en prise avec des pignons 11 et 12 montés respectivement sur des arbres 13 et 14. l'arbre 13 étant rainuré et portant un pignon coulissant 13A qui en- grène avec un pignon 15 prévu sur un arbre 16 portant une vis sans fin 17 en prise avec une roue à denture hélicoïdale 18 fixée sur un arbre vertical
19 qui porte un pignon 20 en prise avec deux pignons 21 et 22. Les pignons
21 et 22 comportent respectivement des rainures-cames 23 et 24 de contour approprié au travail à exécuter et dans lesquelles pénètrent des organes de coopération. 25 et 26 respectivement. organes de coopération qui sont fixés à des porte-outils 27 et 28. respectivement, portant les outils 29 et 30 respectivement.
L'arbre 14 est fileté et porte une roue à denture hélicoï- dale 31 munie d'un taraudage correspondant à la partie filetée de l'arbre
14, cette roue étant, grâce à des butées 32. mise dans l'impossibilité de se déplacer axialement par rapport au chariot 4. La roue à denture héli- coïdale 31 est en prise avec une vis sans fin 33 fixée sur un arbre 34 qui porte un volant de manoeuvre à main 35. On a désigné par 36 et 37 des ou- tils auxiliaires que porte le chariot 4. Un moyen de serrage (non repré- senté) est prévu pour bloquer les éléments 2A et 2B dans une position angu- laire prédéterminée, l'un par rapport à l'autre.
Dans la construction représentée sur les Figs. 4 et 5, la par- tie mobile 2 est monobloc et le pignon conique 8 engrène avec un pignon conique 38 formant corps avec un pignon droit 39 en prise avec un pignon 40 fixé sur un arbre auxiliaire de chariotage 41 présentant un filetage sur lequel est engagé un écrou 42 embrassé par un prolongement inférieur 42a solidaire de la partie mobile 2. de façon que l'écrou 42 soit libre de tour- ner par rapport à la partie ?, mais ne puisse pas se déplacer axialement par rapport à cette partie, le dit écrou 42 étant relié à un pignon 43 qui engrène avec un pignon 44 claveté coulissant sur un arbre de renvoi 45. le pignon 44 étant également embrassé par le prolongement 42a pour se mouvoir longitudinalement avec la partie mobile 2, afin que les pignons 43 et 44 res- tent continuellement en prise.
L'arbre de renvoi 45 porte le pignon conique 38 et également un élément d'embrayage 46 tournant avec le dit arbre 45 et susceptible de venir en prise avec un autre élément d'embrayage 47 soli- daire du pignon 39. L'arbre de renvoi 45 est prolongé au delà du boîtier de l'accessoire et présente une partie de section carrée 48 destinée à rece- voir une manivelle de commande à main. L'arbre auxiliaire 41 porte un pi- gnon 49 accouplé à un mécanisme qui peut être le même que celui formé par les éléments 13. 13a, 14, 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.
27. 28. 29 et 30 ou lui être mécaniquement équivalent. L'élément d'embraya- ge 46 est relié, par un système de levier, à un solénoide de commande 50 dont l'alimentation, en courant, est commandée par un interrupteur 51 ac- tionné par une came de changement de vitesse 52 convenablement portée par un prolongement de l'arbre 19 (voir Fige 2 et 5).
En pratique (voir Fig. 1. 2 et 3) lorsqu'on désire, par exem- ple. usiner le bandage d'une roue de véhicule ferroviaire, l'accessoire est monté sur un tour à roue et l'on fait pivoter l'élément supérieur 28 autour de l'arbre 5 jusqu'à une position dans laquelle les guides 6 font. par rap- port à l'axe du tour. un angle égal à l'angle d'inclinaison du portant (sur- face de roulement) de la roue avec l'axe de la roue. L'outil 30 est placé pour usiner une partie du portant de la roue, contiguë au boudin de roue et une partie voisine de ce boudin, tandis que l'outil 29 est placé pour usiner la partie restante du boudin et la partie intérieure de la roue.
L'outil 36 est placé pour usiner une partie de portant plane alignée sur la partie de portant usinée par l'outil 30. et l'outil 37 est placé pour venir en contact avec le portant. vers la fin de l'opération d'usinage, pour for- mer un chanfrein sur le bord de portant opposé au boudin. Lorsque le tour est mis en action, l'arbre 5 tourne et. par l'intermédiaire des pignons co- niques 7 et 8. de l'arbre 9 et des pignons 10. 11 et 12. les arbres 13 et
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14 tournent. Lorsque l'arbre fileté 14 tourne,, la roue à denture hélicoïdale 31. en prise avec la partie filetée de cet arbre,, est mise dans l'impossibilité de tourner par la vis sans fin non rotative 33. de sorte que la roue à denture hélicoïdale 31 se déplace axialement le long de l'arbre 14 en entraînant avec elle le chariot perte-outil 4.
Lorsque l'arbre 13 tourne, l'arbre 16 tourne par l'intermédiaire des pignons 13A et 15. Lorsque l'arbre 16 tourne. la vis sans fin 17 tourne et provoque la rotation de la roue à denture hélicoïdale 18 et de l'arbre 19 qui en est solidaire et qui porte le pignon 20. Lorsque le pignon 20 tourne, les pignons 21 et 22 tournent également et les galets de came 25 et 26, engagés dans les rai- nures-cames 23 et 24.font que les porte-outil 27 et 28 coulissent dans le chariot 4a en conformité avec le profil des rainures-cames 23 et 24., ce qui déplace les outils 29 et 30 par rapport au chariot 4.
Etant donné que le mouvement du chariot porte-outil 4 et celui des outils 29 et 30. par rapport au dit chariot 4a ont lieu simultanément, les outils 29 et 30 coopèrent pour usiner leurs parties respectives du boudin et du portant de la roue. les outils 36 et 37 venant au contact de la roue aux endroits convenables.
Le chariot porte-outil 4 peut être déplacé manuellement par la rotation du volant de manoeuvre 35, rotation qui est communiquée à la vis 33 qui provoque la rotation de la roue à denture hélicoïdale 31 et, étant donné que l'arbre 14 est alors immobile, la roue à denture hélicoïdale 31, en tournant sur l'arbre immobile 14, se déplace axialement en entraînant avec elle le chariot porte-outil 4.
Lorsque l'opération d'usinage est achevée, un mouvement de rotation ultérieur des pignons 21 et 22 amène les nutils 25 et 30 dans leur position initiale, prêts pour une autre opération de tournage de roue; il suffit ensuite simplement de ramener le chariot porte-outil dans sa position d'origineo
Dans la construction représentée sur les Figs. 4 et 5. le réglage du dispositif et l'action des outils, lors de la rotation de l'arbre 5. sont les mêmes que dans la réalisation représentée sur les Figs. 1. 2 et 3.
Lorsque l'opération d'usinage commence. les éléments d'embrayage 46 et 47 sont désaccouplés et, étant donné que l'arbre 5 tourne, le pignon conique 38 et le pignon droit 39 qui en est solidaire tournent également et com- muniquent un mouvement de rotation au pignon 40 et à l'arbre de chariotage auxiliaire 41. L'écrou 42 est maintenu non rotatif par le pignon 43 qui est en prise avec le pignon 42 claveté coulissant sur l'arbre immobile 45. de sorte que l'écrou 42 se déplace à grande vitesse le long de l'arbre 41 en entraînant avec lui la partie mobile 2, le portant de la roue étant usiné pendant cette phase de l'opération.
Lorsque l'opération d'usinage a atteint un point déterminée par exemple lorsque les outils atteignent le boudin de roue, la came 52 actionne l'interrupteur 51 pour commander le so- lénoide 50 et faire que les éléments d'embrayage 46 et 47 s'accouplent.
L'arbre de renvoi 45 commence alors à tourner et provoque la rotation du pignon 44 et celle du pignon 43 accouplé à l'écran 42. L'agencement est tel que la rotation de l'écrou 42. rotation produite par le pignon 44. tend à déplacer axialement l'écrou 42 dans le sens opposé à la direction du mouvement produit par l'arbre rotatif 41. l'effet résultant étant de réduire la vitesse axiale de l'écrou dans la direction d'origine et de réduire ainsi la vitesse de la partie mobile 2. La partie mobile continue ainsi sa course à une vitesse réduite pendant que le boudin est usiné.