Machine destinée au perçage de matières dures La présente invention a pour objet une machine destinée au perçage de matières dures, telles que, par exemple, des métaux durs, de la céramique, des pierres industrielles, des pierres pour filières ou pour l'horlogerie.
Cette machine comprend une broche portant à son extrémité un foret formé par un tronçon de fil métallique et un moteur entraînant cette broche à grande vitesse.
Elle est caractérisée par le fait que ledit tronçon fait partie d'un long fil métallique s'étendant à l'inté rieur de la broche et par le fait qu'elle comprend une pince pour maintenir axialement le fil, un dis positif de commande de cette pince, une butée mobile susceptible d'être placée devant le foret, et des moyens exerçant une poussée axiale sur le fil, le tout de manière qu'en amenant ladite butée dans l'axe de la broche en ouvrant la pince, le fil avance jus qu'à ce que son extrémité entre en contact avec la butée, ce qui le remet de longueur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe axiale de cette machine.
La fig. 2 est une vue en coupe à plus grande échelle de la broche et de la pince.
La poupée de la machine représentée comporte une broche vibrante. Elle comprend un carter formé d'une pièce cylindrique centrale 2 et de deux pièces terminales 3 et 4. La pièce 4 présente un logement 5 dans lequel est montée la bobine 6 d'un électro aimant dont le noyau 7 est formé par un tube fileté 7a vissé dans la pièce 4 et par une tige cylin drique<I>7b.</I> Le tube<I>7a</I> présente à son extrémité infé rieure un dégagement tronconique 8 dans lequel pénètre l'extrémité supérieure 9 de la broche 10. Cette broche, qui est tubulaire, tourne dans deux roulements à billes 12 et 13 montés chacun dans un logement 14 d'une membrane élastique 15.
Les bords circulaires de ces membranes sont pincés entre les pièces 2 et 3 respectivement 2 et 4 du carter.
Ces membranes 15 sont élastiquement déforma- bles dans l'axe de la broche 10 et indéformables radialement, de manière à permettre à cette dernière de vibrer axialement tout en restant parfaitement centrée. La hauteur de la pièce 2 du carter est légè rement plus grande que la distance séparant les paliers 15 de façon que les deux membranes soient tendues lorsque la broche est immobile.
Dans ces conditions cette dernière occupe une position de repos bien déterminée et elle est soumise à une vibration axiale d'amplitude limitée lorsque la bobine 6 est parcourue par un courant alternatif.
La broche 10 est entraînée en rotation par un moteur haute-fréquence 40 disposé entre les deux membranes 15.
Le graissage des roulements 12 et 13 est assuré par de l'huile injectée à travers un tube 16, pulvé risée par projection par une roue 18 calée sur la broche 10, et évacuée par un tube 17.
Le foret de cette machine est formé par l'extré mité inférieure 21 d'un fil métallique 19 s'étendant à l'intérieur de la broche 10 et traversant une pince 20 qui le fixe axialement.
Cette pince 20 est formée (fig. 2) par deux mâchoires élastiques 22 venues d'une pièce avec une douille 23 montée sur la broche 10 par l'intermé diaire d'un chapeau 24. Elle peut se déplacer avec ce dernier, vers le bas, la broche étant fixe, sous l'action d'un organe de commande constitué par une lunette mobile 25 et à l'encontre de l'action d'un manchon élastique 26 prenant appui sur une douille 27 sertie sur l'extrémité inférieure de la broche 10. Les mâchoires 22 et la douille 27 présentent des surfaces coniques conjuguées 28 et 29 destinées à commander l'ouverture et la fermeture de la pince 20.
Lorsque la lunette 25 se trouve au-dessus du chapeau 24 comme représenté au dessin, le manchon 26 ferme la pince 20 en exerçant sur les mâchoires 22, par l'intermédiaire des surfaces 28, 29 une action qui déforme élastiquement ces mâchoires vers l'axe de la broche.
Lorsque la lunette 25 descend et bute contre le chapeau 24 elle commence par entraîner librement la broche vers le bas jusqu'au moment où un épau lement 30 rencontre la paroi intérieure de la pièce 3. A partir de cet instant la lunette comprime le man chon 26, la douille 23 se déplace vers le bas relati vement à la douille 27 qui reste immobile, ce qui permet aux surfaces 28 et 29 des mâchoire et douille de glisser axialement l'une par rapport à l'autre, de s'écarter pour reprendre leurs positions naturelles en libérant le fil 19.
Ce fil 19 est surmonté d'un poids cylindrique 31, qui coulisse tel un piston dans la broche 10 et tra verse, à sa partie inférieure, une pierre percée 32 enchâssée dans l'extrémité de la broche.
Lorsque la pince 20 est ouverte, ce poids fait descendre le fil à une vitesse relativement lente déter minée en particulier par la section de passage offerte à l'air contenu dans la broche pour s'échapper.
Pendant le fonctionnement automatique de la machine, la lunette 25 effectue un mouvement de va-et-vient vertical indiqué par la flèche Fl au cours duquel elle provoque périodiquement l'ouverture de la pince. Ce mouvement est synchronisé avec les mouvements des autres organes de la machine et notamment avec le mouvement illustré par les flè- ches F2 et F3 d'une butée 33 qui se place, chaque fois que la pince 20 est ouverte,
dans l'axe de la broche à une distance déterminée et réglable de la pince et qui a pour but de fixer la position axiale du fil de façon à remettre le foret de longueur au fur et à mesure de son usure ou après une cassure.
Lorsque le fil métallique est complètement utilisé, c'est-à-dire au moment où le poids 31 rencontre la partie inférieure conique de la broche, on arrête la machine, on ouvre la pince, on enlève le bouchon 7b, on retire par tous moyens appropriés le poids avec son restant de fil, puis on introduit un nouveau fil et on remet le bouchon en place.
Dans une variante, la poupée ne comporte pas de moyens imprimant un mouvement vibratoire à la broche.
Machine intended for drilling hard materials The present invention relates to a machine intended for drilling hard materials, such as, for example, hard metals, ceramics, industrial stones, stones for dies or for watchmaking.
This machine comprises a spindle carrying at its end a drill formed by a section of metal wire and a motor driving this spindle at high speed.
It is characterized by the fact that said section is part of a long metal wire extending inside the spindle and by the fact that it comprises a clamp for axially holding the wire, a positive control device. this clamp, a movable stopper capable of being placed in front of the drill, and means exerting an axial thrust on the wire, all so that by bringing said stopper in the axis of the spindle by opening the clamp, the wire advance until its end comes into contact with the stopper, which puts it back in length.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the invention.
Fig. 1 is an axial sectional view of this machine.
Fig. 2 is a sectional view on a larger scale of the spindle and the clamp.
The machine headstock shown has a vibrating spindle. It comprises a housing formed of a central cylindrical part 2 and two end parts 3 and 4. The part 4 has a housing 5 in which is mounted the coil 6 of an electromagnet whose core 7 is formed by a threaded tube. 7a screwed into part 4 and by a cylindrical rod <I> 7b. </I> The tube <I> 7a </I> has at its lower end a frustoconical clearance 8 into which penetrates the upper end 9 of spindle 10. This spindle, which is tubular, rotates in two ball bearings 12 and 13 each mounted in a housing 14 of an elastic membrane 15.
The circular edges of these membranes are clamped between parts 2 and 3 respectively 2 and 4 of the casing.
These membranes 15 are elastically deformable in the axis of the spindle 10 and undeformable radially, so as to allow the latter to vibrate axially while remaining perfectly centered. The height of the part 2 of the housing is slightly greater than the distance between the bearings 15 so that the two membranes are tensioned when the spindle is stationary.
Under these conditions, the latter occupies a well-determined rest position and it is subjected to an axial vibration of limited amplitude when the coil 6 is traversed by an alternating current.
The spindle 10 is driven in rotation by a high-frequency motor 40 arranged between the two membranes 15.
The lubrication of the bearings 12 and 13 is provided by oil injected through a tube 16, sprayed by projection by a wheel 18 wedged on the spindle 10, and discharged through a tube 17.
The drill of this machine is formed by the lower end 21 of a metal wire 19 extending inside the spindle 10 and passing through a clamp 20 which fixes it axially.
This clamp 20 is formed (fig. 2) by two resilient jaws 22 integral with a sleeve 23 mounted on the spindle 10 through the intermediary of a cap 24. It can move with the latter, towards the bottom, the spindle being fixed, under the action of a control member constituted by a movable bezel 25 and against the action of an elastic sleeve 26 bearing on a sleeve 27 crimped on the lower end of the spindle 10. The jaws 22 and the sleeve 27 have mating conical surfaces 28 and 29 intended to control the opening and closing of the gripper 20.
When the bezel 25 is located above the cap 24 as shown in the drawing, the sleeve 26 closes the clamp 20 by exerting on the jaws 22, via the surfaces 28, 29 an action which elastically deforms these jaws towards the spindle axis.
When the bezel 25 descends and abuts against the cap 24, it begins by freely driving the spindle downwards until the moment when a shoulder 30 meets the inner wall of the part 3. From this moment the bezel compresses the handle. 26, the bush 23 moves downward relative to the bush 27 which remains stationary, allowing the surfaces 28 and 29 of the jaw and bush to slide axially with respect to each other, to move apart to return to their natural positions by freeing the thread 19.
This wire 19 is surmounted by a cylindrical weight 31, which slides like a piston in the spindle 10 and traverses, at its lower part, a pierced stone 32 embedded in the end of the spindle.
When the clamp 20 is open, this weight lowers the wire at a relatively slow speed determined in particular by the passage section offered to the air contained in the spindle to escape.
During the automatic operation of the machine, the bezel 25 performs a vertical reciprocating movement indicated by the arrow Fl during which it periodically causes the opening of the clamp. This movement is synchronized with the movements of the other parts of the machine and in particular with the movement illustrated by the arrows F2 and F3 of a stop 33 which is placed each time the clamp 20 is open,
in the axis of the spindle at a determined and adjustable distance from the clamp and which aims to fix the axial position of the wire so as to reset the length of the drill as it wears or after a break.
When the metal wire is completely used up, that is to say when the weight 31 meets the conical lower part of the spindle, we stop the machine, we open the clamp, we remove the cap 7b, we remove by all appropriate means the weight with its remaining thread, then we introduce a new thread and put the cap back in place.
In a variant, the doll does not include means imparting a vibratory movement to the spindle.