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Dispositif porte-outil..
La présente invention concerne un dispositif porte- outil supporté par une machine-outil et, plus particulièrement, un dispositif dit "turning box" comportant au moins deux galets desti- nés à épauler et stabiliser la pièce à usiner qui tourne. Ce dispositif est habituellement supporté par la tourelle d'un tour et est avancé à une vitesse prédéterminée vers le mandrin de ma- nière à travailler sur la pièce à usiner. La vitesse à laquelle ce dispositif est avancé pendant l'opération d'usinage est limitée par plusieurs facteurs bien connus tels que le fini superficiel requis et la pression de l'outil de coupe.
Mais à la fin de l'opé- ration d'usinage, la tourelle est habituellement rétractée à une
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vitesse bien plus élevée de manière que l'opération d'usinage suivante puisse être exécutée avec un délai minimum. Quoique ce retrait rapide de la tourelle et, par conséquent, du dispositif porte-outil ne détériore pas l'outil de coupe qui n'est pas en charge, on a constaté que lorsqu'un bon fini superficiel est requis, le contact de l'outil de coupe avec la pièce à usiner produit une marque hélicoïdale sur la surface usinée qui est ainsi abimée. L'invention a pour but de procurer un dispositif porte- outil dit "turning box" qui puisse être rapidement rétracté sans altérer le fini superficiel de la pièce à usiner.
Suivant l'invention, un dispositif porte-outil du type supporté par une machine-outil de manière à se déplacer axiale- ment par rapport à une pièce à usiner, comprend un bloc susceptible de supporter rigidement un outil de coupe, des moyens par l'intermédiaire desquels le bloc est supporté par le disposi- tif porte-outil de manière à pouvoir se déplacer transversalement sur une distance limitée dans un sens s'écartant de la pièce à usiner, un organe de commande susceptible de déplacer le bloc entre une position dans laquelle l'outil est rétracté de la surface finie de la pièce et une position dans laquelle l'outil est présenté avec précision pour usiner la surface non finie de la pièce à usiner, des moyens étant prévus pour empêcher la réac- tion de travail de l'outil de rétracter le bloc.
Le bloc et son outil de coupe associé peuvent ainsi être déplacés transversalement dans un sens s'écartant de la pièce à usiner à la fin de chaque opération d'usinage de sorte que le recul rapide du dispositif porte-outil n'abîme pas le fini de la surface de la pièce usinée.
Comme on peut le remarquer, la distance de laquelle le bloc doit être rétracté est très faible, par exemple de l'ordre de 0,01 de pouce (0,25 mm).
Suivant une autre particularité de l'invention, le bloc peut être supporté par carter principal du dispositif porte-outil par l'intermédiaire d'un guide transversal, un coulis-
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seau principal est fixé au bloc et comporte une rainure à côtés parallèles qui est elle-même parallèle à l'axe de la pièce à usiner et l'organe de commande est relié à un excentrique qui entraîne- un second coulisseau qui est étroitement ajusté dans la rainure du premier. Dans un tel cas, le déplacement du second coulisseau dans la rainure du premier est, suivant une autre particularité de l'invention, limité par une butée de sorte que l'organe de com- mande ne permet jamais au bloc de déplacer l'outil au-delà de sa position de coupe réglée, et ainsi détériorer la pièce à usiner.
Suivant encore une autre particularité de l'invention, l'axe central de l'excentrique peut être transversalement en ligne avec l'axe d'une broche qui porte cet excentrique lorsque le bloc se trouve dans la position dans laquelle l'outil est.pré- senté avec précision pour usiner la surface non finie de la pièce de sorte que la réaction de travail de l'outil est incapable de déplacer l'excentrique autour de sa broche.
Suivant encore une autre particularité de l'invention, le bloc peut être solidarisé du premier coulisseau par un organe de blocage et la position du bloc par rapport à la pièce à usiner peut être réglée, lorsque l'organe de blocage est desserré, au moyen d'une vis de réglage qui réagit entre le bloc et le coulis- seau principal.
, Lorsque le dispositif porte-outil est un dispositif dit "turning box", au moins deux galets sont de préférence supportés par son carter pour venir en contact avec la périphérie de la pièce à usiner afin de la maintenir de façon qu'elle ne soit pas sensible à la réaction de travail de l'outil de coupe et le bloc est supporté de manière à se déplacer transversalement sur une distance limitée dans un sens s'écartant de la pièce à usiner.
Suivant encore une autre particularité, un ressort de sollicitation peut réagir entre le bloc et le dispositif porte- outil de façon que l'outil soit sollicité vers sa position ré- tractée.
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L'invention sera décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés dans lesquels : la fig. 1 est une vue en élévation d'extrémité d'un porte-outil comportant des galets de maintien, passant par l'axe de rotation de la pièce à usiner ; la fig. 2 est une vue en élévation de coté dans le sens de la flèche 2 de la fig. l; la fig. 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la fig. 1; la fig. 4 est une coupe suivant la ligne 4-4 de la fig. 1; la fig. 5 est une cou@@s suivant la ligne 5-5 de la fig. 2 ; la fig. 6 est une vue semblable à la fig.5 mais mon- tre le fonctionnement du mécanisme excentrique; la fig. 7 est une vue semblable à la fig. 3 mais mon- tre une variante;
et les fig. 8 et 9 correspondent respectivement aux fig. 5 et 6 mais montrent d'autres détails de la variante re- présentée sur la fig. 7.
Sur les fig. 1 à 6, le dispositif dit "turning box" à galets de maintien comprend un carter principal 10 sur lequel un bloc 11 est supporté par une glissière transversale 12 formée par une rainure taillée à 60 , et par une barre de guidage 13 fixée au carter 10 par deux vis à tête creuse noyée 14. Un alésage
15 est ménagé dans le carter 10 de sorte que la pièce à usiner, qui est indiquée par les traits de chaînette 16 peut être usiné)} sur une partie substantielle de sa longueur par un outil, non représen- té, qui est supporté d'une manière bien connue dans une rainure rectangulaire 17 ménagée dans le bloc 11 qui est évidé en 18 pour procurer une aisance de travail pour l'outil.
La réaction de coupe . produite par le travail de l'outil sur la pièce à usiner 16 tend à ; écarter la pièce à usiner de l'outil et cette tendance est con-
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tenue d'une manière bien connue par deux galets de.maintien 19, 19 qui sont supportés par des bras correspondants 20, 20 qui coulissent dans des rainures 21, 21 ménagées dans le carter 10. Outre qu'ils contiennent la pièce à usiner, les galets tendent également à brunir la surface usinée, améliorant ainsi le fini de cette surface.
Le carter 10 est monté de la façon habituelle sur la tourelle d'un tour et est rapproché à la main ou automatiquement de la pièce a usiner qui est entraînée par le mandrin du tour, La vitesse à laquelle la tourelle est rapprochée de la pièce à usiner est limitée par la charge de coupe maximum qui peut être appliquée à l'outil et par le fini superficiel requis. Mais l'ou- til n'est pas en charge lorsque la tourelle est rétractée de la pièce à usiner et il est souhaitable de faire,en sorte que la vitesse de retrait soit aussi rapide que possible de façon que l'opération d' usinage suivante puisse être entreprise après un dé- lai minimum.
Avec le dispositif que l'on vient de décrire, le retrait rapide de l'outil tend à abîmer le fini superficiel de la pièce parce que le contact de frottement entre l'outil et la surface usinée forme une marque hélicoïdale indésirable le long .de la pièce.
La présente invention diminue cet inconvénient en permettant à l'outil de s'écarter légèrement de la pièce à usiner à la fin de l'opération d'usinage et immédiatement avant que la tourelle recule. A cet effet, un organe de commande 22 est monté sur l'extrémité d'une manette 23 qui s'étend radialement à partir d'une broche 24 et qui est fixée à la broche par un adaptateur 25. Comme le montrent clairement les fig. 3 et 5, la broche 24 tourne dans une buselure 26 dans un alésage vertical ménagé dans le carter 10 et est venue d'une pièce avec une colle- rette 27 et un tourillon excentrique 28 qui est ajusté avec préci- -sion dans une forure correspondante ménagée dans-un coulisseau auxiliaire 29.
La broche 24 est maintenue .en place par la collerettes
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27 qui est en contact avec la face inférieure radiale de la buselu- re 26.
Le coulisseau auxiliaire 29 est ajusté avec précision dans une rainure 30 ménagée dans un coulisseau principal 31 qui est logé dans une cavité ménagée dans le carter 10 de manière à pouvoir se déplacer dans un sens se rapprochant ou s'écartant de la pièce à usiner. Le coulisseau principal 31 est normalement bloqué dans le bloc 11 par un écrou de blocage 32 qui se visse sur l'extrémité filetée d'un goujon 33 qui est fixé au bloc et qui traverse une boutonnière 34 ménagée dans le.coulisseau princi- pal de sorte que lorsqu'on serre l'écrou 32, le coulisseau princi- pal est bloqué dans le bloc.
Toute rotation de la broche 24 obte- nue en déplaçant la manette 22 oriente le tourillon excentrique
28 autour de la broche 24 et oblige ainsi le coulisseau auxiliaire
29 à suivre un lieu circulaire. Ce dernier est divisé en deux com- posantes linéaires dont l'une déplace le coulisseau dans sa rainure
30 et l ,itre rapproche ou écarte le coulisseau principal 31 et le bloc 11 qui y est attaché de la pièce à usiner.
Ce déplacement apparaît clairement sur les fig. 5 et 6 qui montrent respective- ment le bloc 11 dans sa position rétractée et dans sa position d'usinage précise et indiquent la position de la broche 24 par un cercle en traits de chaînette 240. Un déplacement du tourillon excen- trique 28 autour de la broche 24. de la position de la fig. 5 à celle de la fig. 6 fait donc avancer le bloc 11 vers la pièce à usiner comme l'indique la rainure 12 dans les deux figures, et le passage de la position représentée sur la fig. 6 à celle de la fig. 5 écarte le bloc 11 de la pièce à usiner.
Il est à remarquer que la rainure 30 ne permet qu'un déplacement limité du coulisseau auxiliaire 29 et que, lorsque le coulisseau se trouve dans la position représentée sur la fig. 6, il vient contre le côté du bloc qui est ainsi toujours ramené dans sa position initiale. De plus, l'axe du tourillon excentrique 28 est transversalement en ligne avec la broche 24 dans la position re-
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présentée sur la fig. 6 de sorte que la réaction de l'outil de coupe sur le bloc 11 est incapable de faire tourner l'excentri- que et de faire reculer l'outil accidentellement pendant une opération d'usinage. Mais un déplacement de la manette 23 oblige le bloc à se rétracter avant que la tourelle recule de sorte que . la surface de la pièce usinée n'est pas rayée par l'outil qui recule.
Quoique la manette 23, comme.le montre le dessin, soit destinée à être actionnée à la main, elle peut facilement être actionnée automatiquement au moyen des butées à vis habituelles d'un tour automatique.
Afin de pouvoir régler avec précision un outil monté dans le bloc 11, une vis de réglage 35 se visse dans une forure taraudée 36 ménagée dans le bloc et est d'une pièce avec une collerette 37 qui est engagée dans un évidement courbe 38 ménagé dans le coulisseau principal 31 comme le montrent clairement les fig. 4 à 6. On règle donc l'outil en amenant le bloc dans la position indiquée sur la fig. 6, en desserrant l'écrou de blocage 32 de façon que le bloc puisse être déplacé'par rapport au coulisseau principal 31, en faisant tourner la vis de réglage 35 jusqu'à ce qu'on obtienne le réglage requis et en serrant l'écrou de blocage 32 pour maintenir le réglage. Pen-. dant cette opération, le goujon 33 est libre de se déplacer par rapport au coulisseau principal 31 parce que la boutonnière 34 est allongée comme le montre la fig. 1.
Comme la plupart des éléments représentés sur les fig. 7 à 9 ont déjà été décrits avec référence aux fig. 3, 5 et
6, on a utilisé les mêmes chiffres de référence pour désigner les parties correspondantes et on ne décrira que les points diffé- rents.
Le coulisseau auxiliaire 29 est plus étroit de sorte qu'il ne vient pas contre le côté du bloc dans l'une ou l'autre des fig. 8 ou 9. La buselure 26 est omise et la broche 24 est de plus grand diamètre de sorte qu'elle s'ajuste de manière à pouvoir
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tourner dans l'alésage vertical du carter 10 que la buselure 26 occupait précédemment. Un boulon 39 se visse dans une forure ta- raudée ménagée dans le carter 10 et comporte un nez 40 qui s'en- gage dans une rainure courbe 41 ménagée dans la surface cylindri- que de la broche 24 qui sert à retenir la broche 24 et à limiter la rotation de cette broche à un arc compris entre la position de la fig. 8 et la position de la fig, 9.
Un ressort hélicoïdal de compression précomprimé 42 est logé dans une forure 43 du coulisseau principal 31 pour réagir entre le carter 10 et le coulisseau principal 31. Outre qu'il procure la force nécessaire pour rétracter l'outil, le ressort 42 élimine les effets de toute usure éventuelle dans le mé@anisme en rattrapant tout le jeu qui permettrait autrement au bloc 11 d'être en avance sur sa position de coupe réglée, ce qui détériorerait par conséquent la pièce à usiner 16.
Quoique l'invention a été décrite d'une manière spé- cifique avec référence à un dispositif dit "turning box" à galets de maintien destiné à être attaché à la tourelle d'un tour, les principes de l'invention peuvent être facilement appliqués à d'autres outils de coupe pour différents tours en vue d'empêcher la pièce à usiner d'être abîmée par le retrait de l'outil. Par exemple, l'invention peut être appliquée à un outil aléseur sup- porté par la tourelle d'un tour du type capstan ou elle peut être appliquée au porte-outil du chariot transversal d'un tour.
Si on le désire, l'invention peut être appliquée à des machines-outils automatiques au lieu des machines-outils à main décrites.A cet effet, il suffit de prévoir un vérin pneumatique pour faire tourner la broche 24.