Dispositif de guidage de barres pour tour automatique - L'objet de la présente invention est un dispositif de guidage de barres pour tour automatique comprenant, d'une part, une broche destinée à tourner à grande vitesse et à entraîner une barre à usiner en rotation pendant que des outils du tour effectuent des cycles d'opérations d'usinage sur l'extrémité de ladite barre s'étendant au-devant de la broche, et, d'autre part, un tube de guidage à l'arrière de la broche et destiné à supporter l'extrémité postérieure de la barre en cours d'usinage.
Il existe des tours de ce type dans lesquels ladite broche rotative est montée dans une poupée mobile axialement entre deux positions extrêmes. Dans ces tours la poupée se place dans sa position arrière extrême au début de chaque cycle d'opérations du tour; une pince, que comprend la broche, saisit la barre à usiner et ladite poupée avance de façon à amener l'extrémité antérieure de cette barre dans le champ d'action des ou tils du tour. Ceux-ci effectuent leur travail successive ment et la poupée avance progressivement jusqu'à ce qu'elle arrive dans sa position avant extrême.
Son avance totale correspond à la longueur des pièces à usi ner de sorte qu'au moment .où elle arrive dans sa posi tion avant extrême, une pièce est terminée et l'un des outils du tour peut alors détacher cette pièce de la barre le tour est alors arrivé à la fin d'un cycle d'opération d'usinage. Pour commencer le cycle suivant, la pince de ladite broche rotative s'ouvre et la poupée recule dans sa position arrière extrême, sans entraîner la barre avec elle. Pour éviter tout déplacement axial de la barre à usiner, quand la poupée du tour recule entre chaque paire de cycles successifs, un contrepoids agit sur l'extrémité postérieure de la barre et maintient cette dernière normalement en contact avec l'outil qui a sectionné de cette barre la pièce usinée au cours du cycle précédent.
Dans les tours de ce type, la production dépend ainsi directement du temps que met le tour pour effectuer un cycle complet d'opérations d'usinage. Si l'on veut par conséquent augmenter cette production, il faut raccourcir les cycles et pour cela raccourcir les temps prévus pour chaque opération d'un cycle. En d'autres termes, le seul moyen pratique d'augmenter la production d'un tel tour est d'augmenter la vitesse de rotation de la broche.
Dans cet ordre d'idées, on est arrivé sans autre dif ficulté à créer des tours dont la broche est capable d'effectuer non plus seulement cinq mille tours par mi nute, comme dans les premiers tours connus de ce type, mais sept à dix mille tours par minute. On est même arrivé à construire des tours dans lesquels ladite bro che peut tourner à des vitesses de treize à quatorze mille tours.
En observant le travail de tours dont la broche tourne à des vitesses aussi élevées, on a toutefois ob servé des phénomènes assez curieux. On a constaté en effet tout d'abord que certaines pièces n'avaient pas la longueur voulue. En recherchant la cause de ces varia tions de longueur, on a remarqué que l'extrémité anté rieure de la barre, engagée dans la poupée, collait avec une telle force contre la face interne de la broche de la poupée que le contrepoids utilisé ne parvenait plus à maintenir la barre en contact avec le burin tronçonnant les pièces usinées pendant que la poupée effectuait son mouvement de recul; cette dernière entraînait en effet avec elle ladite barre au moins sur une certaine dis tance.
Pour remédier à cet inconvénient, on ne pouvait toutefois pas augmenter le contrepoids à cause du danger de flambement de la barre.
L'explication de ce phénomène n'est pas connue de façon certaine. Le collement observé est toutefois probablement dû à un phénomène de résonance. Ce phénomène peut s'expliquer par le fait que la barre à usiner n'est pas strictement tenue par la pince de la broche dans l'axe de rotation de cette dernière. Quoi- que ladite pince soit centrée avec le plus grand soin, il y aura théoriquement toujours un décalage minuscule entre l'axe de la barre et l'axe de rotation de la broche. Or, ce décalage produit naturellement une vibration transversale dans la barre, qui est normalement de très faible amplitude.
Par ailleurs, la barre ne reste naturel lement pas rectiligne dans sa partie postérieure située derrière la pince de la broche, surtout dans le cas où elle a un diamètre relativement faible, car ce diamètre est inférieur à celui du tube de guidage et de l'alésage de la broche. Le centre de chaque section de la partie de la barre s'étendant derrière la pince de la broche se dé place ainsi suivant un cercle et la perturbation causée par le petit décalage entre l'axe de la barre et l'axe de rotation de la broche fait vibrer lesdits centres très légèrement autour de leurs trajectoires circulaires.
Lors que la fréquence de cette oscillation pertubatrice de vient toutefois approximativement égale à une fré quence propre de la matière constituant la barre à usiner, il se produit une résonance qui fait subitement augmenter considérablement l'amplitude desdites os cillations perturbatrices. Le déplacement effectif de la partie de la barre située derrière la pince de la broche est toutefois limité par les parois du tube de guidage ou de l'alésage de la broche. Il n'en reste pas moins que la barre s'applique alors avec une force très grande contre lesdites parois et plus particulièrement contre l'alésage de la broche, car le diamètre de ce dernier est nettement plus petit que celui du tube de guidage.
Cette explication semble être confirmée par une autre observation que la déposante eut l'occasion de faire sur l'un desdites tours. Elle eut en effet l'occasion de constater dans un cas particulier que les barres à usiner avaient creusé une gorge longitudinale dans la paroi interne de ladite broche, dont la profondeur allait en augmentant vers l'arrière de cette broche, jusqu'au point d'en traverser toute la paroi. Vu que les broches en question sont faites en un acier relative ment dur et que les barres usinées à ces grandes vi tesses de rotation sont en laiton, on ne peut guère ex pliquer le phénomène observé que par la résonance décrite ci-dessus.
La déposante a constaté de plus qu'au moment où la barre se mettait à coller contre la paroi de la broche, il se produisait un sifflement aigu qui corrobore ladite explication. De plus, en touchant alors du doigt la partie de la barre s'étendant entre la poupée et le tube de guidage, on sent aussi dans cette barre une vibration d'un genre différent de celui auquel sont habitués les hommes du métier.
Les inventeurs ont constaté qu'en appuyant alors transversalement sur cette partie de la barre s'étendant entre la poupée et le tube de guidage, on parvenait à supprimer, au moins pour un certain temps, la vibra tion dangereuse. La barre tourne alors normalement pendant quelques cycles, puis la vibration perturbatrice s'installe à nouveau et colle la barre contre l'alésage de la broche.
Le but de la présente invention est de créer un dis positif qui évite les inconvénients mentionnés ci-dessus. Pour cela, ce dispositif comprend un organe de guidage fixe présentant une paroi interne avec laquelle une partie de la barre situé-. derrière la broche est en con tact quand la barre tourne avec ladite broche et la paroi interne de cet organe fixe a une forme telle qu'elle constitue un guidage non circulaire de ladite partie de la barre.
En modifiant ainsi la trajectoire usuelle de la partie de la barre s'étendant derrière la pince de ladite broche, les inventeurs ont constaté en effet que la vibration perturbatrice ne se produisait plus.
Deux formes d'exécution du dispositif selon l'in vention sont représentées à titre d'exemple au dessin annexé.
La fig. 1 est une vue schématique en perspective avec coupe partielle de la première forme d'exécution, et la fig. 2 est une vue analogue à la fig. 1 de la deu xième forme d'exécution.
Le dispositif représenté à la fig. 1 est monté dans la partie postérieure de la poupée 1 d'un tour automa tique à poupée mobile. Comme dans les tours connus de ce type, une broche rotative (non représenté) est montée dans cette poupée de façon à pouvoir tourner à des vitesses de treize à quatorze mille tours par minute. Ladite broche comprend une pince (non représentée) qui peut se refermer sur une barre à usiner 2 de façon à entraîner cette dernière en rotation avec la broche de la poupée. Un tube de guidage 3 dont la partie antérieure est soutenue par un support 4 maintient la partie pos térieure de la barre 2 au moins approximativement dans l'axe de la poupée 1. Un flasque est fixé à la partie postérieure de la poupée 1.
Sa partie centrale, plus épaisse, présente une forure 6 dans laquelle un man chon 7 est ajusté à force. Dans sa partie antérieure, ce manchon 7 présente un alésage 8 dont le diamètre est plus petit que celui de la broche de la poupée 1. De ce fait, la barre 2 suit la face interne de l'alésage 8 quand elle tourne avec la broche de la poupée 1, sans entrer en contact avec la face interne de la broche elle-mÎ-me.
. La partie antérieure du manchon 7, qui présente l'alésage 8, n'est toutefois pas cylindrique; elle pré sente un taillage 9 qui s'étend environ sur 180 . De cette façon, la barre 2 suit l'alésage 8 pendant environ un demi-tour de la broche de la poupée et pendant l'autre demi-tour de cette broche, elle s'éloigne un peu plus de l'axe de rotation de ladite broche. En d'autres termes, la trajectoire d'un point d l'axe de la barre situé à l'intérieur du manchon 7 est composée de deux demi-cercles de diamètres légèrement différents l'un de l'autre.
Cette disposition suffit pour empocher l'installation de la vibration dangereuse mentionnée ci-dessus. Pour éviter que le manchon 7 n'endommage la barre 2, las arêtes intérieures 10, de même que l'entrée 11 de la partie semi-cylindrique du manchon 7 sont arrondies.
Pour éviter la vibration dangereuse de la barre 2, il n'est naturellement pas indisp.-nsable d'utiliser un manchon présentant une partie précisément semi- cylindrique. On obtient aussi des résultats satisfaisants avec un manchon présentant une saillie interne s'éten dant par exemple sur un quart de tour, quoique le danger de donner lieu audit phénomène de résonance pendant les trois autres quarts de tour de la broche soit alors évidemment plus grand. Pour éviter cette réso nance, il suffit en principe d'écarter la partie de la barre s'étendant à l'arrière de la pince de la broche de la poupée 1, ne fût-ce que de un à deux millimètres, de sa trajectoire habituelle dans les tours connus.
On obtient les mêmes résultats que dans la première forme d'exécution décrite en montant l'organe de gui dage constitué par le manchon 7 dans une autre partie fixe du tour que la poupée. Ainsi, dans la deuxième forme d'exécution (fig. 2), un manchon 12 présentant également une partie antérieure semi-cylindrique 13 est fixé par une vis 14 à l'extrémité du tube de guidage 3a. Comme dans la première forme d'exécution, la face interne 15 de la partie 13 a un diamètre plus petit que celui du tube 3a et de l'alésage de la broche (non repré sentée) de la poupée du tour, afin que la barre à usiner 2 suive cette face 15 pendant un demi-tour de la broche et s'écarte un peu plus de l'axe de rotation de cette der nière pendant son autre demi-tour.
Dans une autre forme d'exécution, un manchon semblable aux manchons 7 et 12 pourrait être fixé à un support placé entre la poupée et le tube de guidage, ce support étant monté sur le bâti du tour.