Machine-outil. La présente intention a pour objet une machine-outil automatique, du type compre nant une broche avec une pince dans laquelle la pièce à travailler est. serrée.
La machine selon l'invention est carac térisée en ce qu'elle comprend un dispositif porte-outil et de commande d'outil monté sur le bâti, de façon à pouvoir être réglé par rap port à la broche, ce dispositif comprenant une base, un chariot monté pour se déplacer d'un mouvement de va-et-vient sur cette base, une tourelle porte-outil montée sur ledit cha riot, un moteur électrique, et un mécanisme de commande dudit chariot et de la tourelle, actionné par le moteur et comprenant un ré ducteur de vitesse.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine-outil selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue en plan.
La fi-. 2 est une vue en élévation fron tale.
La fig. 3 est une vue de profil.
La fi-. 1 est une vue en élévation d'une partie arrière de la machine.
La fig. 5 est une vue en plan partielle ment en coupe des chariots transversaux et des cames de commande de ces chariots.
La fig. 6 est une coupe par la ligne 6-6 de la fig. 5.
La fig. 7 est une coupe en élévation d'une partie de la fi,,,. 2.
La fig. 8 est une vue de profil de la fig. 7. La fig. 9 est une coupe par la ligne 9-9 de la fig. 8.
La fig. 10 est une coupe par la ligne 10-10 de la fig. 8.
La fig. 11 est une coupe verticale longi tudinale dans le plan de l'axe de la broche. La fig. 12 est une coupe par la ligne 12-12 de la fig. 7.
La fig. 13 est une coupe par la ligne 13-13 de la. fig. 7.
La fig. 14 est une vue en plan en coupe par la ligne 14-14 de la fig. 2.
La fi-. 15 est une coupe par la ligne 15-15 de la fig. 14.
La fig. 16 est une vue schématique en plan des différents organes de la machine.
La fig. 17 en est une vue en élévation schématique.
La fig. 18 représente une vue en éléva tion latérale partiellement en coupe du cha riot porte-tourelle, et la fig. 19 est une vue en bout de la fig. 18. Le bâti principal A de la machine a de préférence la forme d'un meuble et porte sur sa partie supérieure une broche rotative B munie d'une pince B' porte-pièce. Cette broche est entraînée à partir d'un moteur C par l'intermédiaire d'un mécanisme de changement de vitesse D, le moteur avec la transmission étant logés dans le bâti. La broche est tourillonnée dans un châssis E qui est muni sur sa face frontale et de chaque côté de la broche d'une glissière E' destinée à recevoir des chariots porte-outil P et<B>P</B> mo biles transversalement.
Les outils travaillant en bout sont. portés par une tourelle faisant partie d'un dispositif porte-outil tel que dé crit ci-après. <I>Dispositif de</I> commande <I>d'outils</I> travaillant <I>en bout.</I>
Une glissière t1' sur laquelle est monté de façon réglable un dispositif G est prévue sur le bâti principal A à droite et en arrière (le la broche (fig. 1, 2 et 3). Ce dispositif G com prend une base G' s'engageant dans la glis sière l1', un carter de transmission G2 à droite et s'étendant au-dessus de la base G' et un moteur électrique G3 monté sur la partie su périeure du carter G2.
Une glissière G-1 sur la quelle est monté un chariot<I>II</I> pouvant se déplacer d'un mouvement de va-et-vient est prévue sur la partie supérieure de la base G', le chariot H portant une tourelle porte-outil I associée à un mécanisme de déplacement pas à. pas. Les outils montés dans la tourelle doivent être successivement alignés sur l'axe de la broche rotative, de telle sorte que pen dant plusieurs déplacements successifs du chariot dans un sens et dans l'autre la pièce portée par la broche soit façon née par les outils. Il est préférable que le mécanisme d'entraînement, du chariot soit placé aussi -près que possible de l'axe de la broche.
Cependant, comme la. tou relle se trouve entre la broche et ce méca nisme, on évite toute collision en inclinant l'axe de la tourelle par rapport à l'axe de la broche, chacun des outils portés par la tou relle étant toutefois aligné sur l'axe de la broche lorsqu'il est en position de travail. En d'autres mots, les outils au lieu de rester dans le plan vertical de l'axe de la broche sont écartés de ce plan pour toutes les positions ne correspondant pas à la position de travail. Par conséquent, les moyens pour déplacer le chariot peuvent être disposés presque en alignement sur l'axe de la broche sans pour cela entrer en conflit avec la tourelle ou avec un des outils qu'elle porte.
Le moteur G3 est utilisé non seulement pour l'actionnement du chariot H, mais éga lement pour l'actionnement de tous les méca nismes de commande et de faeonnage. Ceux-ci comprennent un arbre à came principal J s'étendant longitudinalement. et un arbre à came auxiliaire J' perpendiculaire à l'arbre principal .I, ces deux arbres étant entraînés à, la même vitesse. L'arbre à came auxiliaire J' actionne une came spéciale J\= faconnée pour -Lui travail particulier que la machine doit. réali ser.
Sa principale fonction est d'actionner le chariot H à. des intervalles de temps détermi nés et à des vitesses sélectionnées d'avance, de façon à faire avancer les outils successive ment en position active par rapport à la pièce à travailler portée par la broche rota tive. Cependant, comme la tourelle fait par tie du dispositif G, le rapport entre les outils et la pièce à travailler peut. être modifié en réglant le dispositif G sur le bâti de la. ma chine, ce qui facilite le réglage de la machine pour des travaux de, l.on -lieur variable.
De tels moyens de réglage sont représentés aux fig. 3 et 8 dans lesquelles G6 représente une patte saillant à. l'extrémité de la glissière a'. G7 désigne une vis micrométrique en prise avec ladite patte et s'appuyant contre l'extré mité de la base (\ qui peut être ainsi réglée longitudinalement par rapport à, la. glissière et G9 désigne des vis de serrage pour fixer les différentes parties dans leur position réglée. .Mécanisme d'entrainernent <I>et de</I> transmission.
Avant de décrire plus en détail la tou relle et son mécanisme de coulissement et de déplacement pas à pas, on va décrire les trains d'engrenages s'étendant entre le moteur C=3 et les différents mécanismes à actionner. Une poulie à, deux vitesses avec courroie 10 trans met la rotation du moteur G3 à, un arbre 11 s'étendant longitudinalement dans le carter G2.
Des engrenages 12 et 13 en prise relient l'arbre 11 à un arbre parallèle 14 sur lequel est calée une roue dentée 15 engrenant une roue dentée 16 montée sur un manchon monté fou sur l'arbre<B>11.</B> La roue dentée 16 engrène une roue dentée 17 reliée à un engrenage conique 18 qui, à son tour, engrène une roue conique 19 calée sur un arbre 20 s'étendant transversalement par rapport aux arbres 11 et 14 et qui se trouve dans un compartiment séparé ou boîte d'engrenages G5 prévu à l'arrière du carter G2.
Dans cette boîte G5 sont montés des engrenages 21 pour l'entraî nement à vitesse variable d'un arbre 22 s1éten- dant dans le carter Gz parallèlement à l'ar bre 20 et aligné sur un arbre 23a auquel il est relié par un accouplement 22b. Un entraîne ment à roue dentée et à chaîne 23 transmet le mouvement. à partir de l'arbre 22a à un arbre parallèle 24 par l'intermédiaire d'un accouplement 25.
L'arbre 24 porte une vis sans fin 26 qui engrène une roue hélicoïdale 27 clavetée sur l'arbre à came J. Ainsi, lors que l'accouplement 25 est engagé, l'arbre à came J est entraîné à partir du moteur à une vitesse fortement réduite. L'arbre à came J' est entraîné à partir de l'arbre à came J par l'intermédiaire d'engrenages coniques 28 en vue de tourner à la même vitesse angulaire, et l'arbre J' actionne la came spéciale J2. En.
plus de la transmission qui vient d'être dé crite, il en existe une autre qui comprend une roue dentée 29 en prise avec la roue dentée 16 et montée sur l'arbre creux 30 s'étendant: dans le carter G2. Un arbre canelé 30a peut coulisser à l'intérieur de l'arbre creux 30 avec lequel il est en prise par ses canelures, cet. arbre 30a s'étendant au-delà, de l'arbre 30 dans une boîte d'engrenages H' prévue sur le chariot H. L'arbre 30a est re tenu au carter<I>II'</I> de facton à pouvoir se dé placer longitudinalement avec lui.
Des roues coniques 32 entraînées à partir de l'arbre 30a communiquent leur mouvement à un arbre 33 s'étendant transversalement dans le carter H' et passant à travers sa paroi frontale, cet arbre 33 portant un excentrique formé par un disque 34 et un bouton de manivelle 35. L'ar bre 33 fait partie d'un mécanisme de déplace ment pas à pas de la tourelle porte-outil et sera décrit phis loin, mais l'excentrique fait partie des moyens de commande du mouve ment de va-et-vient du chariot. Un accouple ment 31 normalement dégagé constitue une liaison d'entraînement entre la roue dentée 29 et l'arbre 30, de sorte que normalement, ce dernier ne tourne pas.
Cependant, comme il sera décrit plus loin lors du déclenchement de l'embrayage, une seule révolution sera im partie aux arbres 30 et 30a, pour actionner le mécanisme de déplacement pas à pas. <I>Dispositif de commande du</I> mouvement <I>de</I> va-et-vient <I>du chariot.</I>
Le bouton de manivelle 35 est relié à une tige 36 elle-même reliée à son autre extrémité à un organe oscillant 37. Un galet 38 est monté sur l'organe 37 et est prévu sur la trajectoire de la came J2, de sorte que pen dant la rotation de celle-ci, l'organe 37 est basculé, communiquant son mouvement par l'intermédiaire de la tige 36 au bouton de ma nivelle 35.
En supposant que la manivelle ne tourne pas et que le bouton de manivelle 35 est à son point mort ou à proximité de celui-ci par rapport à la tige 36, le mouvement de celle-ci sera communiqué au chariot<I>II</I> qui sera. déplacé le long de la glissière G4. Un tel mouvement se fait contre l'action de ressorts 39 disposés dans des rainures 40 ménagées dans la glissière G4 (fig. 18), ces ressorts s'appuyant contre des butées 39a à leurs extrémités antérieures, tandis qu'à leurs extrémités postérieures ils sont engagés par des doigts 40' dépassant du chariot H.
Ainsi, le mouvement de retour du chariot s'effec tue grâce à la force développée par les res sorts, cette force maintenant le galet 38 en contact avec la surface de la came J2. Jus qu'ici, on a supposé le bouton de manivelle 35 stationnaire, mais comme on l'expliquera plus loin, le déplacement pas à pas de la ton- ; relle se fait pendant le mouvement de va- et-vient du chariot et augmente l'amplitude du mouvement de va-et-vient par la course dudit bouton de manivelle. .Mécanisme <I>de</I> déplacement <I>pas</I> éz <I>pas</I> <I>de la tourelle.</I>
Après chaque mouvement de va-et-vient du chariot H, la tourelle doit être tournée pour amener un autre outil en alignement avec la pièce à travailler dans la broche. L'ar- bre 33 porte une roue dentée 41 engrenant une roue dentée 42 portée par Lin arbre 43 parallèle disposé entre l'arbre 33 et la tou relle I. L'axe de la tourelle étant oblique par rapport à l'axe de la broche, cet axe est égale ment incliné par rapport, aux arbres 33 et 43. Cependant, le mouvement de rotation intermittent est transmis à partir de l'arbre 43) à la tourelle par- l'intermédiaire d'an méca nisme à croix de Malte, comprenant un disque 44 sur l'arbre 43 et un bouton de manivelle 45 à galet faisant saillie sur le disque.
Comme représenté à la fig. 14, la tou relle I comprend un corps I1 tourillonné dans un palier<I>H2</I> monté dans le car ter H. L'extrémité postérieure du corps I1 porte un organe conique 12 qui pré sente une série de rainures radiales P dont. le nombre correspond à celui des supports d'outils de la tourelle. L'angle du cône de l'organe 12 est tel que les rainures P s'éten dent pratiquement parallèlement au plan du disque 44 et pendant chaque révolution de ce disque le bouton de manivelle 45 vient. en prise avec sine des rainures P pour faire tourner l'organe 12 d'une position à une autre.
La tourelle est bloquée après chaque opération de déplacement pas à pas par Lune cheville de verrouillage 14 qui est montée cou lissante dans le carter H' et qui présente une extrémité conique 15 destinée à venir s'enga ger dans une des douilles 16 montées dans la. partie arrière de la tourelle. Un ressort 17 sollicite la cheville I4 dans sa position blo quée. Avant chaque rotation de la tourelle, la cheville I4 est écartée par l'actionnement d'un levier 1s qui est manceuvré par Lune came 19 de la roue dentée 42.
La disposition est telle que pendant une partie de la rotation du disque 44, la came 19 actionne le levier Is pour écarter la. cheville de verrouillage, tan dis que le bouton de manivelle 45 est dégagé de la rainure Ij. Ainsi, dès que le bouton de manivelle 45 vient en prise avec une rainure 13, la tourelle peut tourner librement d'une position à. une autre. Cependant, dès que le bouton de manivelle 45 sort de la rainure Ia, la came 19 dégage la cheville I4 qui, sous l'effet du ressort 17 rebloque la tourelle.
La commande du mécanisme de déplacement pas à pas de la tourelle qui vient d'être décrite est effectuée par une unique rotation de l'ar bre 30 qui, comme il a déjà été décrit, est réalisée par l'enclenchement de l'accouple ment 31, de Tacon à. relier ledit. arbre à, la roue dentée 29. L'accouplement 31 est main tenu normalement dégagé de la. roue dentée 29 par une cheville 46 portée par un bras basculant 48 et venant en prise avec une rainure annulaire 47 du manchon d'accouple ment.
Un levier de renvoi 49 s'étend à par tir du bras basculant 48 à. proximité d'une tête rotative 50 montée sur l'arbre à came J, cette tête comprenant une série de cames 51 réglables en position et correspondant. au nom bre des positions de la tourelle dans Lui cycle. Un doigt 52 du levier 49 est actionné par chacune des cames 51 pour faire basculer le bras 48 et retirer la cheville 46 clé la rainure 47.
Un ressort. 53 agit sur le manchon d'a.c- couplement lorsque celui-ci est dégagé par la cheville 46, de façon à engager instanta nément l'accouplement, mais immédiatement après, ladite cheville 46 revient, dans la rainure 47 et une came 47a prévue dans ladite rainure vient. en prise avec la cheville et écarte le manchon, de façon à. dé gager l'accouplement. Ion résumé, l'accouple ment 31 est engagé par l'action du bras 48, mais est dégagé à la fin d'une unique révolu tion de l'arbre 30.
Comme il a déjà été décrit, le chariot<I>II</I> est déplacé par l'action de la came J2 conjointement avec les ressorts 39 de rappel dudit chariot. Le caractère du mouve ment imparti au chariot est, par conséquent, principalement déterminé par la, forme de la came J2 qui est telle qu'elle produise des mou vements de va-et-vient successifs dans un cy cle de l'arbre à came. Cette opération ne gêne toutefois pas l'opération périodique du méca nisme d'entraînement pas à pas de la tourelle comme décrit plus haut et, des parties de ces opérations peuvent avoir lieu simultanément. Ainsi, la rotation de l'arbre 30 entraîne l'ar bre 33, la tête 34 et le bouton de manivelle 35 qui transmet un mouvement au chariot<I>II</I> en plus de celui produit par la tige 36.
Ceci a pour effet. d'écarter rapidement le chariot pour dégager l'outil de la pièce à travailler, (le sorte que pendant que le bouton. de ma nivelle 45 vient en prise avec la rainure I%, l'outil est dégagé de la pièce à travailler pour éviter de gêner la rotation de la tourelle. Manivelle à course réglable.
Le déplacement total du chariot pouvant être réalisé correspond au déplacement im parti par la came J2 qui est toujours adaptée à la longueur désirée du tournage pour la pièce à fabriquer plus une quantité appro priée de la course du bouton de manivelle 35 juste suffisante pour écarter et déplacer la tourelle avec les outils indépendamment de la came. Par conséquent, il serait. avantageux < le pouvoir augmenter ou diminuer la course de la manivelle par rapport au mouvement obtenu à partir de la came. En d'autres mots, la condition idéale serait d'avoir une petite course de manivelle pour une pièce à tra vailler courte et une plus grande course pour une pièce à travailler plus longue. On va décrire ci-après un dispositif permet tant de régler rapidement la course de manivelle.
Le disque 34 comprend une rai nure ou glissière 34a diamétrale, dans laquelle est montée une coulisse 35a qui porte le bou ton de manivelle 35. L'arbre 33 présente une cheville 33a faisant saillie axialement et ve nant en prise avec un des évidements 35b ménagé dans la coulisse 35a, de sorte que, en déplaçant ladite cheville d'un évidement à l'autre, l'excentricité de la manivelle 35 peut être modifiée.
La coulisse 35a peut être fixée au disque 34 par un couvercle 34b qui est évidé pour recevoir la eoulisse et qui s'ajuste autour de la périphérie du disque. Ce couvercle est fixé au disque par des vis 31,; et une rainure radiale 34d est ménagée dans sa face frontale pour permettre le passage du bouton de ma nivelle 35 dans chaque position de réglage de celle-ci. L'ensemble décrit étant sur la partie frontale de la machine, sans qu'aucun organe ne le gêne, le réglage de la course de mani velle peut ainsi être réalisé rapidement.
La vitesse du fonctionnement de la manivelle et, par conséquent, le temps nécessaire pour un mouvement de va-et-vient du chariot peut être modifiée en déplaçant la courroie de transmission 10 d'une poulie sur l'autre. De cette façon, ou par tout autre dispositif de changement de vitesse approprié, le temps requis pour chaque cycle du fonctionnement de la machine peut être réduit au minimum nécessaire pour un travail particulier; ce qui permet d'améliorer le rendement de la ma chine. <I>Dispositifs de</I> commande <B>(le</B><I>la tourelle</I> <I>et des</I> chariots transversaux.
L'arbre à came principal J traverse le carter G2 et porte la roue hélicoïdale 27, l'en grenage conique 28 et la tête 50, d.e sorte que le dispositif G peut être réglé longitudinale ment sans gêner l'arbre à came. Au-delà du carter G2, cet arbre s'étend vers la gauche (fig. 1 et 2) et porte des cames K et K' pour la commande des chariots transversaux b' et I". Des cames K2, K3, etc., sont également portées par l'arbre J pour commander @1'ac- tionnement d'accessoires.
En plus de ces dis positifs de commande, la broche rotative est commandée par une série de mécanismes à ca mes réglant sa vitesse de rotation, son sens de rotation et l'engagement et le dégagement de la pièce à travailler. Ces mécanismes peu vent être montés directement sur l'arbre à came J, mais il est préférable, pour la commo dité et pour en faciliter l'accès, qu'ils soient, montés sur un arbre J3 disposé au-dessus du bâti<I>A,</I> mais entraînés à partir de l'arbre<I>J,</I> à la même vitesse que celui-ci par l'intermé diaire d'engrenages J4 (fig. 16 et 17). Le mé canisme L commande la vitesse de rotation du moteur C. Le mécanisme M commande le sens de rotation de la broche en commandant un mécanisme d'inversion dans la transmis sion D.
Le mécanisme N commande l'ouver ture et la fermeture de la pince B' et égale-, ment l'avancement de la barre à travers la broche lorsque la pince est ouverte. Des moyens peuvent être prévus entre ces méca nismes et les dispositifs actionnés par ceux-ci, ces moyens pouvant être mécaniques, pneu matiques, hydrauliques ou électriques. On a toutefois représenté schématiquement des commandes combinées pneumatiques et élec triques de la construction suivante. Le moteur C est relié électriquement à un rhéostat 0 destiné à modifier la résistance du circuit du moteur et à agir, par conséquence, sur la vi tesse de rotation de celui-ci. Le rhéostat est commandé par des interrupteurs non repré sentés à relais qui, à. leur tour, sont comman dés par un commutateur à ressort L'.
Ce com mutateur est actionné par une paire de leviers L2, <I>L3,</I> qui le déplacent respectivement dans des positions correspondant à un fonctionne ment du moteur à des vitesses lentes ou éle vées. Les leviers L2 et L3 coopèrent avec des doigts L4, L5 montés de façon réglable sur une tête rotative L6 montée sur l'arbre J3.
Ainsi, le doigt L4 actionne le levier L2 à une certaine position angulaire de la tête Le pour déplacer le commutateur L' dans une posi tion correspondant à une petite vitesse de rotation et de la même façon le doigt L5 actionne le levier L3 pour déplacer le commu tateur L' dans une position correspondant à une vitesse élevée du moteur.
Le mécanisme 11 est semblable au mécanisme L et actionne un interrupteur électrique t1'1' par l'intermé diaire de leviers 1l'12, 1113 qui, à leur tour, sont actionnés par des doigts ?I14 et D'15 montés de fanon réglable sur une tête rotative 11l6. L'in terrupteur DI' actionne une soupape d'air P qui commande un servomoteur P' destiné à déplacer un organe d'embrayage de la trans mission D,
de manière à inverser le sens de rotation de l'arbre entraîné D1. Cet arbre D1 est relié par une transmission à chaîne D à la broche B et, par conséquent, lorsque le sens de la transmission est inversé, cet arbre D1 inverse également le sens de rotation de la broche.
Le mécanisme N commande un interrup teur N' par l'intermédiaire d'un levier N2 et d'un doigt N3, l'interrupteur commandant à son tour, par un relais horaire, une soupape pneumatique Q pour l'actionnement d'un servomoteur Q' (fig. 16). Ce moteur déplace un levier Q2 qui actionne la pince D' de telle sorte que dans une position, la pince serre la pièce à travailler et dans l'autre position elle dégage celle-ci.
Fonctionneraient. Le fonctionnement de la machine décrite est le suivant: Le dispositif C est tout d'abord réglé longitudinalement sur la. glissière < l_' pour placer celle-ci de façon convenable par rapport à la broche en vue du travail parti culier à effectuer. Les outils travaillant en bout sont montés sur la tourelle dans l'ordre convenable et la came J2 qui est façonnée pour le travail particulier à réaliser est mon tée sur l'arbre J'. Les cames 51 sont dispo sées sur la tête rotative 50, de façon à régler convenablement l'opération du mécanisme de déplacement pas à pas de la tourelle.
Si la pièce à travailler doit également être faeon- née par des outils travaillant latéralement, ceux-ci sont placés dans les chariots trans versaux r' et des cames K et F' sélectionnées montées sur l'arbre à came J sont prévues pour commander ces chariots. Les doigts des mécanismes<I>L,</I> 111 <I>et</I> N sont également réglés pour commander respectivement la vitesse de rotation de la broche, le sens de rotation de celle-ci, ainsi que l'ouverture et, la fermeture de la pince. Lorsque tous ces éléments ont été réglés, la machine est prête à fonctionner automatiquement.
Comme il a déjà été décrit, le dispositif C peut être facilement réglé longitudinalement, de façon à s'adapter à. un travail variant con sidérablement en longueur et sans qu'il soit nécessaire de prendre en considération un diamètre de came ou le dégagement de l'outil de la tourelle. Ce caractère, en plus de l'accès aisé du bouton de manivelle 35 pour le ré glage de sa course, ainsi que l'entraînement à vitesse variable du mécanisme de déplacement. de la tourelle permet de changer très rapide ment l'utilisation de la machine soit: pour une grande longueur de tournage avec le déplace ment de la tourelle nécessairement lent, soit. pour une longueur de tournage plus courte, avec un déplacement rapide de la tourelle.
La machine décrite facilite, par conséquent, un réglage plus rapide et plus aisé et combine également deux types de machines en un seul, elle permet en outre d'accélérer le tra vail.
Comme on l'a également déjà décrit, la partie frontale de la machine ne présente pas de mécanisme gênants, de sorte que l'accès à la pièce à travailler est libre et. qu'il est prévu un espace pour recevoir les copeaux et les rognures. La came spéciale J<B>2</B> est dans une position accessible dans la partie frontale, comme c'est le cas pour le bouton de mani velle 35.