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Cation propotê ESEVET'D'-iNVTION.
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La présente invention est relative à une machine- outil à copier et à un moyen d'usinage de plusieurs profila à l'aide de plusieurs outils dans une seule pièce à usiner sana- manipulation ultérieure ni réglage intermédiaire de la pièce, des gabarits ou des outils de coupe.
Dans les appareillages commandés par palpeur, en particulier dans les tours à copier, il est de pratique de monter sur le mandrin une pièce à usiner, de monter ensuite un gabarit dans un support de gabarit, d'ajuster l'outil par rapport au gabarit et de déplacer ensuite le gabarit et l'eu**. ' ' til par rapport à une soupape à copier ou soupape à palpeur : et à la pièce à usiner de façon à reproduire le profil du ga- barit dans la pièce. Pour de nombreuses parties, il est né- cessaire d'effectuer une passe de coupe grossière dans la pièce et de terminer par une passe de finition.
Du fait que les profils des passes grossières et de finition sont très différents, de nombreuses techniques ont été mises au point en vue d'essayer de réaliser ces deux usinages sans enlève- ment et remise en place des gabarits, de la pièce à usiner ou de l'outil de coupe. Dans l'ensemble, ces techniques se sont avérées peu recommandables du fait que la substitution des,- gabarits sur le support nécessite des ajustages soignés pour obtenir l'alignement axial, latéral et angulaire. Du fait que les outils des coupes grossière et de finition diffèrent,
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l'emploi d'outils appropriés nécessitait également le rempla- cement et l'ajustage de ces outils.
Ou bien, l'outil de fini- tion était utilisé pour les deux passes mais cette solution est également peu recommandable.
Pour éliminer le problème de la remise en place du gabarit, on a parfois, pour les coupes grossières, recouvert les gabarits d'un gabarit de coupe finale. On a ainsi obtenu un découpage de profils plus larges mais qui n'étaient pas particulièrement de dimensions plus précises. En outre, il est encore nécessaire de changer d'outil de coupelorsqu'on passe de la coupe grossière à la coupe de finition, avec les ; difficultés que cela implique.
Par conséquent, pour les productions de série en particulier, il est de pratique actuellement d'usiner grossiè- rement un grand nombre de pièces en plaçant chaque pièce sur le mandrin et en la retirant, et de'les recycler ensuite dans la machine ajustée pour un gabarit et un outil de coupe dif- férents. Il ressort clairement que toutes ces techniques an- térieurs nécessitent de nombreuses manipulations et de nom- breux réglages de diverses parties de la machine telles que l'outil, les gabarits ou la pièce à usiner, ou des trois, et que par conséquent l'efficience de la machine s'en trouve quelque peu affectée.
La présente invention a par conséquent pour objet, ' un moyen d'usinage grossier et de finition d'une pièce qui. ne nécessite pas de manipulation ultérieure de la pièce ou des ajustages particuliers des outils de coupe et des gaba- rits lors de l'exécution des profils successifs de la même pièce.
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Une machine-outil suivant la présente invention com- porte un moyen monté sur un châssis pour supporter et faire tourner une pièce à usiner ainsi qu'une soupape à palpeur mon- tée sur le châssis. La machine-outil comporte, en outre une paire de glissières dont une est mobile suivant la direction d'avancement et l'autre, suivant une direction de profilage.
La première des glissières est montée à glissement sur le. châssis et la deuxième glissière est montée sur la première, les directions susdites étant non-parallèles l'une à l'autre et généralement, perpendiculaires.
La seconde glissière supporte plusieurs porte-ga- barits destinés chacun à supporter un gabarit, ainsi que plu- sieurs porte-outils destinés chacun à supporter un outil de coupe. Les porte-gabarits et les porte-outils sont appariés de telle sorte que chaque paire est destinée à supporter un gabarit présentant un bord à reproduire dans une pièce à usi- ner et un outil destiné à reproduire dans la pièce, le profil do son gabarit associé.
La machine est pourvue de moyens d'entraînement des glissières suivant les directions d'avancement et do profilage, la mouvement dans la direction du profilage s'effectuant sous la commande de la soupape à palpeur. Elle est également pour- vue de moyens d'entraînement en translation des gabarits par rapport à la soupape à palpeur de telle aorte que différents gabarits et différents outils puissent être amenés en contact . avec la soupape à palpeur et la pièce à usiner,respectivement.
Les moyens d'entraînement susdits peuvent être utilisés dans certaines machines pour effectuer l'entraînement de transla- tion.
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Suivant une particularité avantageuse de l'invention, les divers porte-gabarits et porte-outils sont répartis sur
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la seconde glissière sensiblement suivant la direction de dêw.f' ,,-placement de translat4,on de telle sorte que par déplacement de la glissière sur una distance suffisante, différents gaba- bzz frits puissent être éoxts au contact de la soupape à palpeur. ,¯Il] , i .. 'Suivant un*#utre particularité avantageuse de l'in-': vention, les porte-gâtarite et les porte-outils sont montés ,,'(/j sur une table tournante, sur une tourelle par exemple, qui ,''; cet elle-mdme montêt, -sur la seconde glissière de telle sorte qu'on puisse tourner ,la tourelle de façon à permettre le rap-@..: ,' prochement des divers outils et des divers gabarits. .i,Ô "1 ...... .ij.
Les particularités précédentes et d'autres parties-,, ; larités de la présenta invention seront mieux comprises à la z .. lecture de la description d6taillée suivante çt à l 'exam,gj,, 1' /j/ ",Ù j ) des dessins annexés, dans lesquels: .. .,... / l, 1.,: , - la figure 1 est une vue en plan, représentée par- ' , ' tiellement en coupe et partiellement de façon schématique, : .illustrant la forme T d'exécution actuellement préférée suivant >;j .. ' . , l'invention; '.J , r - . la figure 2 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne 2-2 dé la figure 1; '1'"/" - la figuré 3 est une vue de profil de droite de la .
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¯ figure 2;
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la figure est une vue en coupe illustrant une ope-' ration de' dressage exécutée à l'aide du dispositif de la fit ,..gure1;
1a ' , - .. ¯ ,.. '? pou,,,/ ' - la figura $ illustre quelques autres profils pou-.,. vant être u$inés rlaide de la machine de la figure 1; bzz
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- la figure 6 est une vue du dessus d'une partie d'une autre forme d'exécution suivant l'invention, et - la figure 7 est une vue do profil de la forme d'exécution de la figure 6.
Aux figures 1 et 2, on a représenté une machine-
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outil 10 suivant l'invention, comportant un châssis 11 qui .l'l.. comprend un bras 12 et un socle 13. Il cet prévu un plateau ;¯." lu pourvu d'un mandrin 15 qui fonctionne comme dispositif des support pendant l'usinage pour soutenir et entraîner en rota-.
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tion une pièce à usiner 16 autour d'un axe 17.
Le.tour, tel '< ' que représenté, ne comporte pas de plateau bien que suivant ., ; l'invention, il puisse être prévu un plateau et que ce plateau puisse également constituer une des glissières décrites ci- 3', , après, si on le désire. illl/j¯ Une soupape à palpeur 18 est montée sur le bras 1. ;t,,[' Cette soupape à palpeur ot les circuits de sélection et les Ç,,] dispositifs de commande do la machine-outil qui lui sont 8sso-1./] ciés sont décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique nu 2.984-07>. Dans ce brevet, une soupape à palpeur exerce la , ,: f commande de la mise à profil ou profilage suivant un axe d'une,',,,.,
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machine-outil bi-axiale, l'autre axe étant celui d'un mouve-' ' ment d'avancement dont la vitesse d'avancement est coffimandéo par la soupape à palpeur.
Dans ce brevet, la commande est '' appliquée à un outil à graver les matrices dont les déplace- ments à commander sont un avancement vertical et un avancement transversal de telle sorte que la machine travaille dans un
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plan vertical. Dans la présente invention, les mouvements se situent dans un plan horizontal mais le changement de l'orien- tation du plan de coupe est indifférente et n'apporte aucune différence à la configuration des circuits de commande *
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L'expression "longitudinal" se substitue directement à l'ex- pression "vertical" dans le brevet susdit.
On ne donnera pas une description détaillée de la aoupape à palpeur et des cir- cuits de sélection et des dispositifs de commande étant donné que ces détails ne font pas partie de la présente invention.
Les éléments du circuit faisant l'objet du brevet susmentionné peuvent être directement montés sur le tour décrit dans le présent mémoire à la place d'un outil à graver les matrices.
Le tour comporte une première glissière 19 et une seconde glissière 20. Ces glissières sont disposées de manière à ne pas être parallèles l'une à l'autre et dans la forme d'exé- cution représentée, elles sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre. La première glissière est destinée à se dé- placer parallèlement à l'axe 17 ( longitudinalement) et la seconde glissière se déplace perpendiculaurement à la première suivant l'axe 20a (suivant un mouvement parfois dénommé dé- placement latéral ou transversal). Un premier moteur 21 et un second moteur 22 constituent les moyens d'entraînement de la première et de la seconde glissières, respectivement. Ces moteurs peuvent être du type hydraulique rotatif ou à piston et cylindre.
Ainsi'qu'il est le plus clairement illustré à la figure 2, la première glissière est montée sur le châssis au moyen d'une queue d'arondo et la seconde glissière est montée sur la première glissière au moyen d'une queue d'aronde. La première glissière peut, si on la désire, être le plateau d'un tour bien que l'on utilise plus généralement le chariot du tour pour constituer la première glissière.
La première et la deuxième glissières peuvent être pourvues, si on le désire, de moyens de réglage manuel do leur position, du type à vis par exemple, où elles peuvent
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être mises sous la dépendance entière des moteurs 21 et 22.
De l'une ou l'autre façon, la première et la seconde glis-
Bière peuvent être préalablement positionnées par rapport à la pièce à usiner et ensuite commandées par la soupape à pal- peur.
La commande du mouvement d'avancement au moyen de la soupape à palpeur ne constitue pas une particularité es- senti elle de l'invention. On connaît des machines dans les- quelles les mouvements sont indépendants l'un de l'autre et le dispositif suivant l'invention peut être utilisé de l'une ou l'autre façon.
A la figure 1, le moyen d'alimentation en fluide sous pression destiné à actionner les moteurs comprend une pompe 23 qui soutire du fluide hydraulique à un réservoir 24 et le refoule dans une conduite de pressurisation 25. Une branche 26 de la conduite de pressurisation conduit à un ori- fice de prossurisation ménagé dans la soupape à palpeur dans laquelle, suivant le réglage de la soupape à palpeur, il est envoyé d'un coté du moteur ou de l'autre, gràce à des circuits de sélection et à des dispositifs de commando 28 (dénommé ci- après "commandes"). La branche 27 de la conduite de pressuri- sation S'étend également jusqu'aux commandos 28.
Les commandes
28 ont pour attribution, la sélection de celui des moteurs qui doit actionner sa glissière pour lui communiquer un mou- vement d'avancement et celui qui doit l'actionner pour lui communiquer un mouvement de mise à profil sous la commande de la soupape à palpeur. Un autre rôle de ces circuits et de des commandes est d'envoyer directement du fluide au moteur qui doit entraîner une glissière dans la commande de l'avance- mont .
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Les conduit* 29, 30, 31, 32 relient les commandes zal 28 aux cotés opposés do leur moteur respectif.
Les conduites ');] à fluide du palpeur, 33, 34, relient la soupape à palpeur et les
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commandes 29 afin de diriger ce fluide à la sortie de la sou- pape à palpeur vers celui des moteurs qui fonctionne pour com- ..mander le mouvement de mise à profil.
La conduite d'échappement 35 ramène le fluide de
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sortie du système quittant la soupape à palpeur, au réservoir.
La conduite de coordination 36 conduit le fluide s'échappant
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du moteur sous la ccamande du mouvement d'avancement à travers une partie coordinatrice de la soupepe à palpeur dans le but avec
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de coordonner la vitesse d'avancement/les mouvements de mise à profil.
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Les commandes précitées et leur rôle sont entièret. "ô'gJ - , ment décrits dans l.e brevet des Etats-Unis d'Amérique no ,'/,1'<' 2.984.0?3 et seront facilement compris par les techniciens '"j'(/ en la matière. Il nty a pas lieu d'en diceuter davantage dans le présent mémoire. Qu'il suffise de dire que la soupape à palpeur comprend un palpeur ou stylet 37 dont le contact avec les gabarits ou modèles est utilisé comme moyen d'enclen- chement de la valve à palpeur qui oblige le palpeur à suivre
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<,/ . -.le profil du gabarit ou modèle et impose â 1 outil de coupe ;
.'"'."1'. de reproduire ce parcours sur une pièce à usiner do façon F , reproduire le profil du gabarit ou module dans la pièce à
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usiner. '
Une particularité de l'invention réside dans lapré- ' " vision de plusieurs porte-gabarits ou porte-modèles et de
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plusieurs PoAe--oui4ge associés disposés sur la seconde glis-';/ ' Bière,. A la figure 1, on a représenté une rainure 40 en forme ' ' de T ménagée dans 1& surface supérieure de la seconde glissiè-.
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re à laquelle sont boulonnés au moyen de boulons 41, des porte-gabarits 42-46.
Le porte-gabarit 42 qui est identique aux autres porte-gabarits est pourvu de glissières en queue d'aronde 42',42' fig.3 orientées perpendiculairement, chacune de celles-ci étant pourvue de moyens à vis grâce auxquels un gabarit monté sur le support peut être déplacé pour permettre les longitudinal et latéral par rapport à l'axe. Il est prévu un manchon ou tout autre moyen de support pour retenir le gaba- rit ou modèle.
Le terme "gabarit" est utilisé dans le présent mé- moire pour désigner inclusivement tout élément profilé pré- sentant un bord ou une surface dont le profil doit être re- produit. Cela comprend aussi bien les plaques planes présen- tant un bord profilé que les répliques complètes du corps à reproduire, telles que celles illustrées à la figure 2.
Une seconde rainure 47 en forme de T est ménagée à la partie supérieure de la seconde glissière et sort de moyen d'ancrage aux boulons 48 qui retiennent les porte-outils 49-
53 à la partie supérieure de la glissière. Les porte-outils comportent des moyens, tels que les moyens 54 prévus sur le porte-outil 49, destinés à retenir un outil de coupe 55.Il est à noter que les outils qui peuvent être supportés par les porte-outils sont de types différents. Les outils des, porte- outils 49-52 inclusivement, par exemple, sont des outils à coupe latérale destinés à. découper les surfaces latérales in- térieure et extérieure et leur type varie depuis les outils de coupe grossière jusqu'aux outils de coupe de finition d'une rainure en forme de gorge.
D'autre part, l'outil 56 monté dans le porte-outil 53 est destiné à exécuter une opération de dres-
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sage du type illustré eà la figure 4 dans laquelle on a repré- sente une pièce 57 an cours d'usinage à l'aide de cet outil se déplaçant suivant la surface et reproduisant la surface d'extrémité de gabarit 56a.
La figure 5 illustre certains profils extérieurs et intérieurs qui peuvent Être découpés au moyen des outils de la figure 1, aussi bien par découpage extérieur .que par alésage intérieur. Par exemple, la ligne 58 illustre une première opération grossière qui est facilement exécutée à l'aide de l'outil 55, reproduisant un gabarit 55a monté dans un porte- gabarit 42. La ligne plus accentuée 59 représente le profil final à découper qui est facilement obtenu à l'aide de l'ou- til de finition 60, on reproduisant le gabarit 60a monté dans le porte-gabarit 43. La ligne 61 illustre une opération ini- tiale grossière de tournage intérieur facilement exécutée à l'aide de l'outil 62,reproduisant le gabarit 62a.
La ligne plus accentuée 63 illustre une configuration finale qui est faci- lement découpée à l'aide de l'outil de finition.64, reprodui- sant le gabarit 64a.
Il résulte de ce qui précède quo les gabarits et les outils sont montés sur la seconde glissière et associés par paires do telle sorte qu'ils puissent être amenes succes- sivement par paires au voisinage de la soupapo à palpeur et de la pièce à usiner. On peut ensuite réaliser une pièce com- plète par passes successives sans enlever et replacer la pièce à usiner, la gabarit ou l'outil do coupe de la machine.
Il n'est nécessaire que de déplacer la seconde glissière par translation de telle sorte que le gabarit suivant et 1-outil de coupe suivant soient amenés en position.
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Aux figures 6 et 7, on a représenté une autre forme d'exécution suivant l'invention. Dans cette forme d'exécution, une machine-outil 70 comporte une première glissière 31 montée sur un châssis 72 qui comprend un bras suspendu 73 supportant une soupape à palpeur 74. Un premier moteur 75 déplace en translation la première glissière le long de l'axe 76 qui est quelquefois dénommé l'exe longitidinal". L'axe 77 est normal à l'axe 76. L'axe 76 est quelquefois dénommé "l'axe transversal
Une seconde glissière 78 est montée à glissement suivant l'axe transversal sur la première glissière. Un moteur 79 assure le déplacement de translation transversal.
Les mo- teurs 78 et 79 sont pourvus de conduites 81-84 reliées aux circuits de sélection et aux commandes, à la source de puis- sance motrice et à la soupape à palpeur ainsi qu'il est illus- tré à la figure 1.
Le châssis comprend également un plateau à mandrin, 84 pour supporter et entraîner en rotation une pièce à usiner 85.
Le dispoxitif diffère de celui do la figure 1 en ce que divers porto-gabarits et outils do coupe sont mont6s. sur une tourelle au lieu d'être répartis le long d'une glis- sière. Cette disposition est la mieux visible à la figure 7 dans laquelle on a représenté une tourelle 86 montée sur la seconde glissière; les dispositifs de la tourelle sont, de ce fait, montés sur la seconde glissière. La tourelle peut être considérée comme un élément de cette glissière. On peut éga- lement recourir à des moyens connus d'entraînement en rotation et do repérage do la position de la tourelle (non représentée').
Les porte-outils 87-92 sont montés à proximité de la périplé- rie de cette table à un premier niveau, et sont destinés à
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supporter des outils de coupe tels que l'outil 93. Ces porte- outils permettent, de préférence, un ajustage latéral et an- gulaire de l'outil dans toutes les directions. La même diver- site de tailles et do dimensions d'outils que celle du dis- positif de la figure 1, peut dtre utilisée avec le présent dispositif.
Un manchon 94 'est monté concentriquement à l'axe de rotation 95 de la tourelle et supporte six porte-gabarits 96-101* Ces porte-gabarits sont idehtiquus à ceux de la figure 1, chacun dteux présentât une paire de glissières en queue d'aronde disposées perpendiculairement de telle sorte que le porte-gabarit puisse être ajusté latéralement et longitu- dinalement pour favoriser le montage.
Les porte-gabarits et les porte-outils sont dis- posés par paires comme dans le dispositifde la figure 1.
Le fonctionnement des deux dispositif résulte de fa- çon évidente de ce qui précède. Au moyen des circuits de sélec- tion et des commandes, en détermine d'abord celui des moteurs qui doit être actionné en réponse à la commande du mouvement de mise à profil, c'est-à-dire, de façon à exécuter le mou- vement dans le sens d'un rapprochement et d'un écartement de la pièce à usiner pour réaliser la mise à profil, et celui des moteurs qui doit foncti.onner suivant la direction d'avan- cernent, c'est-à-dire, déplacer l'outil le long de la surface à réaliser.
Les outils 55, 60, 62 et 64 sont destinés à exé- cuter le mouvement de vise à profil dans le sens d'un rappro- chement et d'un écartement de l'axe de rotation de telle sorte . que la seconde glissière soit sous la dépendance de la soupa- pe à palpeur pour exciter le mouvement de profilage suivant l'axe transversal taadis que la première glissière déplace
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l'outil de coupe et le gabarit dans le sens du mouvement d'a- vancement suivant l'axe longitudinal lorsqu'ils sont utilisés.
Pour l'outil 56, le mouvement de mise à profil s'effectue suivant l'axe longitudinal et le mouvement d'avancement, sui- vant l'axe transversal. Pour ce dernier outil, la première glissière est sous la dépendance de la soupape à palpeur.
Les circuits de sélection ou les commandes d'ajus- tage manuel de l'outil, telles que les vis de déplacement longitudinal et transversal, s'il y en a, ou même la soupape à palpeur . elle.-même, peuvent être utilisas pour déplacer la soupape à palpeur et le modèle l'un par rapport à l'autre pour les amener au départ à proximité l'un de l'autre. Après leur mise en contact, la commande de l'avancement et de la mise à profil est automatique.
Lorsque la première passe est terminée sur l'un des modèles, la soupape à palpeur est écar- tée du modèle et la commande ou la soupape à palpeur est à nouveau manipulée pour déplacer la glissière sous la dépen- dance de la commande d'avancement de telle sorte que lé mo- dèle suivant vienne en contact avec la soupape à palpeur; à l'extrémité de "départ" du profil, et les passes successives suivantes sont alors exécutées.
On peut constater qu'une fois que le réglage de la machine est obtenu, on peut usiner com- plètement un nombre indéfini de pièces à. 1'aide de plusieurs modèles sans autre ajustage ou manipulation en dehors de la mise en contact de nouveaux modèles et de nouveaux outils de coupe avec la soupape à palpeur et la pièce à usiner, respec- tivement, et de l'enlèvement de la pièce achevée et de son remplacement par une nouvelle pièce à usiner.
La mise en oeuvre à la figure 6 est identique à celle qui vient d'être décrite, il n'est nécessaire que de faire
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tourner la tourelle de façon appropriée pour présenter les ; outils de coupe et les gabarits successifs à la pièce et à la soupape à palpeur, respectivement.
Pour passer des opérations de tournage aux opéra- tions de dressage, il n'est nécessaire que d'inverzer la sé- ".: lection du moteur qui est sous la dépendance de la commande de la mise à profil et de recourir à un outil de dressage et-: à un gabarit.
On peut constater que le dispositif suivant l'in- vention constitue un accessoire d'une machine-outil à copier les profils qui simplifie considérablement la production en série de pièces qui doivent être usinées par plusieurs passes exécutant plusieurs profils.
La présente invention n'est pas limitée aux formes ' d'exécution représentées dans les dessins et décrites à ti- tre d'exemples nullement limitatifs dans le présent mémoire..