Brevet FR2000010A1 — publié le 19690829

La présente invention concerne un dispositif de brochage présentant plusieurs outils amovibles pour le brochage extérieur de la périphérie d'une pièce. la partie de support de la broche présente des sièges disposés radialement pour recevoir les outils, de sorte qu'ils déterminent correctement a mesure suivant laquelle le tranchant s'approche progressivement de la pièce, tant dans le sens axial que dans le sens radial. Tous les outils pour le dispositif peuvent être fabriqués suivant les mêmes dimensions, ce qui réduit le coût ainsi que le temps ndcessaire pour l'entretien du dispositif de brochage. La présente invention a trait à des broches et elle concerne plus particulièrement un dispositif de brochage pour le brochage extérieur d'une pièce au moyen d'outils amovibles. Différents types d'outils ont été utilisés dans le passé pour le brochage extérieur simultané de la périphérie d'une pièce. Le brochage extérieur de ce type est principalement effectué en utilisant un jeu d'anneaux de brochage dentés à l'intérieur qui sont supportés rigidement et en alignement axial dans un support en forme de coupe. Le brevet américain No. 2.629.294 décrit un dispositif de brochage de ce type. Un inconvénient du dispositif de brochage extérieur du type à anneau provient du fait que, Si l'une des dents contenues dans chaque anneau est détériorée, tout l'anneau doit généralement être remplacé et castre mis au rebut, en raison du temps et des frais que nécessite l'affûtage de toutes les dents de l'anneau. Un autre inconvénient réside dans le fait que chaque anneau de brochage doit présenter un diamètre intérieur des dents qui augmente ou qui diminue progressivement en valeur par rapport à l'anneau suivant la série, de sorte qu'il n'y a pas deux anneaux identiques et interchangeables dans le dispositif de brochage. Le but de l'invention est de créer un dispositif de brochage extérieur présentant des outils pouvant etre remplacés individuellement dans un support. Le support présente plusieurs sibges disposés radialement pour la réception des outils et qui peuvent ëtre placés, par exemple, dans des plans ou des couches horisontaus, tandis que des moyens d'ajustement des sièges coopèrent de façon à amener les outils de chaque plan successif progressivenent dans leur position de brochage correcte Conformément à l'invention, il est possible que tous les outils du dispositif de brochage soient formés à partir d'ébauches identiques, ce qui réduit fortement le coat initial du dispositif de brochage.De même, du fait qu'il est possible de remplacer des outils individuels, les frais d'entretien du dispositif de brochage suivant l'invention sont considérablement réduits, étant donné que les dents détériorées des outils peuvent être réa fûtées en vue d'une utilisation ultérieure ou peuvent être mises au rebut. Un autre avantage de l'outil de brochage suivant l'in- vention provient du fait que les outils sont conçus de façon à pouvoir être placés dans le support de l'outil de brochage, de sorte que les tranchants des outils peuvent seulement être orientés suivant une position axiale unique. Cette caractéristique évitant les erreurs et assurant que tous les tranchants sont alignés correctement est d'une extrême importance dans un dispositif de brochage dans lequel doivent etre placés un nombre élevé d'outils et dans lequel un seul outil présentant un mauvais alignement rendrait la pièce inutilisable. L'invention crée, par conséquent, un dispositif de brochage perfectionné présentant des outils interchangeables dont les dimensions sont standardisées. L'invention crée, en outre, un dispositif de brochage pour le brochage extérieur de la périphérie d'une pièce, dans lequel des outils interchangeables coopèrent avec des sièges prévus dans le support, de sorte que chaque outil est aligné axialement et disposé radialement dans la position correcte lorsqu'il est placé dans le support. L'invention crée, de plus, un dispositif de brochage dans lequel les outils peuvent être placés d'une seule manière corrects afin d'éviter un désalignement involontaire du tranchant d'un ou de plusieurs coutils. Des formes de- réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre~d'exemples non limitatiis, aux desains annexés. La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une brocheuse verticale utilisant le dispositif de brochage suivant l'invention. La figure 2 est une vue en perspective, partie en coupe, d'une forme de réalisation d'un dispositif de brochage réalisé conformément à l'invention. La figure 2a est une vue en perspective, à plus grande échelle, d'un outil du dispositif de brochage représenté à la figure 2. La figure 3 est une coupe verticale partielle, à plus grande échelle, illustrant un outil placé dans le support représenté à la figure 1. La figure 4 est une coupe verticale partielle prise suivant la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 5 est une vue en plan d'une partie d'une variante de réalisation du dispositif de brochage suivant les figures 1 à 4. La figure 6 est une coupe transversale partielle, à plus grande échelle, de la variante de réalisation suivant la figure 5. La figure 7 est une coupe de cette variante de réalisation suivant la ligne 7-7 de la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe longitudinale d'une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 9 est une vue partielle, à plus grande échelle, du dispositif suivant la figure 8. La figure 10 est une coupe transversale suivant la ligne 10-10 de la figure 8. La figure 11 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif représenté à la figure 10. La figure 12 est une coupe partielle suivant la ligne 12-12 de la figure 11. Le dispositif de brochage suivant l'invention est conçu principalement pour le brochage extérieur de la périphérie d'une pièce, par exemple pour le brochage de rainures rectilignes ou pour le taillage d'engrenages hélicoïdaux. Il est à noter, toutefois, que l'invention peut être appliquée à d'autres formes de brochage et que la description suivante fait uniquement éta-t de iormes de réalisation préférées ; de nombreuses modifications peuvent castre apportées sans sortir du cadre de l'invention. La figure 1 représente une partie d'une brocheuse ver- ticale 10 du type à poussoir et présentant un seul poste de travail. La brocheuse 10 comporte un piston 12 effectuant un mouvement de va-et-vient sur lequel est montée une pièce 14 dans laquelle sont taillées des rainures ou des cannelures en poussant la pièce à travers un dispositif de brochage désigné dans son ensemble par 16.Il est à noter que des rainures ou des cannelures hélicoïdales peuvent être également taillées par une rotation relative entre la pièce et le dispositif de brochage autour de leur axe longittidinal conmun. Bien que le dispositif de brochage 16 soit représenté dans une brocheuse verticale du type à poussoir, il est à noter que le diepoattot de brochage suivant l'invention peut entre utilisé dans d'autre. types de brocheuses et il est également possible de-monter le dispositif de brochage sur le piston effectuant le mouvement de va-et-vient de la machine tandis que la pièce est maintenue à l'extrémité d'un poste iixe. Comme le montre la vue en perspective de la figure 2, le dispositif de brochage comporte un support 18 qui est de préférence de configuration cylindrique et qui présente une ouverture s'étendant axialement sous forme d'un alésage cylindrique 20. Le support 18 des broches est monté dans un bottier de support approprié 22 présentant des brides 24 formant une seule pièce avec le support et présentant des moyens de fixation tels que les trous 26 permettant la fixation du dispositif sur la brocheuse au moyen de vis. Le support 18 est maintenu contre la rotation dans un évidement cylindrique 27 du bottier 22 par des moyens appropriée tels que la clavette et la rainure de clavette indiquées en 28. Un anneau d'arrêt 30 est placé sur le bottier 22 de façon à-s'étendre sur le dessus du. support 18 et il présente plusieurs trous de montage 3' pour la réception de vis (non représentées) dont les extrémités filetées s'engageant dans les trous taraudés se trouvant dans le dessus du boiter 22. Plusieurs rainures annulaires sont formées dans la paroi extérieure support 18 des broches. Trois rainures 32, 33 et 34 sont seulement représentées et elles s'étendent toutes autour de la périphérie du support comme cela est visible dans une coupe à plus grande échelle représentée à la figure 3. Chacune des rainures présente une profondeur radiale augmentant progressivement au fur et à mesure que les rainures sont situées plus pres du dessus du support dee broche.. eci revient à dire que la rainure 32 présente un diamètre intérieur 35 qui est supérieur au diamètre intérieur 36 de la rainure 33 qui est à son tour supérieur au diamètre intérieur 37 de la rainure 34. Dans chacune des rainures annulaires se trouvent plusieurs ouvertures ou alésages 38 alignés radialement et constituant des moyens de support pour les outils et qui traversent les parois du support 18. Chacun des alésages 38 présente une partie de diamètre plus importante 40 qui est taraudée pour ia réception d'éléments filets tels que les vis d 'arrêt 42. Il est à noter, voir figure 2, que les axes communs 43 des parties 40 et des alésages radiaux 38 sont décalés ver ticalement par rapport au plan de symétrie des rainures 32, 33 et 34 pour une raison qui est expliquée dans ce qui suit. Cilaeun des alésages radiaux 38 est conçu pour recevoir de manière coulissante un outil individuel 44 représenté à plus grande échelle à la figure 2a. Tous les outils 44 du dispositif de brechage présente almonsions uniformes et chseun d'une und. @@@ und n@ les @au l'q ment de coupe, uns per@e cylindrique den@@die 48 se une partie de tête 50 qui est sselanque latéralement. Il ressort des figures que la largeur des rainures 32, 33 et 34 ent inférieure au diamètre de l'alésage 38 mais que ses dimensions sont prètues de façon à recevoir les têtes 50 des outils lorsqu'elles sond orientées de façon que leurs faces 54 se trouvent dans le plan horizontal de chaque rainure.Dans la forme de réalisation illustrée, le côté supérieur de chaque rainure 32, 33 oú 34 est placé essentiellement tangentiellement or alésages radiaty 38 de por recevoir chaque tête 50 é'on teil seulement sin f'outil 34 correspondant est orienté correctement. Pendant le fonctionnement, chaque groupe on chaque solche d'outile 44 croisant une rainure particulière, telle de la rainure 33, peuvent être insérés dans chacun des alésages radiaux respectifs 38 dans une seule position axiale dans laquelle l'élément de coupe 46 de chaque outil est orienté de façon que son tranchant 58 sôit dirigé vers le bas. Les outils peuvent seulement être placés dans leur position radiale respective dans le support 18 de sorte que leurs épaulements 56 sont placés sur le fond de la rainure 32, 33 ou 74 lorsque la tête 50 disposée excentriquement est orientée dans la position illustrée i la figure 3.Par conséquent les tranchants 58 de chaque couche d'outils sont disposés sur un diamètre commun qui est concentrique à l'alésage longitudinal 20 du support 18. Lorsque chaque vis d'arrêt 42 est vissée dans la partie 40 appropriée, son extrssemitess s'applique contre la face d'extrssemitsse 60 de l'outil pour arrêter la position de celui-ci de sorte que le tranchant 58 dépasse d'une distance excite prédéterminée de la face annulaire de l'alésage longitudinal 20 du support.Il ressort de la figure 2 que les vis d'arrêt 42 présentent des évidements hexagonaux appropriés pour la réception de clés spéciales permettant le vissage de chaque vis d'arrêt dans la position correcte. lie cette façon chaque couche d'u- tila 44 peut être mise en position correcte, de sorte que les tranchants des outils se trouvent sur des cercles concentriques successifs dont les diamètres diminuent progressivement au fur ex à mesure outils approchent de la rainure supérieure 54. une telle disposition entraîne une taille progressive approplace de la surface de la place lorsque celle-ci avance dans l'alesage longitudinal 20 du support de pendant une opération deusinage. Le fait que tous les outils du dispositif de brochage sont de dimensions et de configuration uniformes, de manière à permettre des remplacements, constitue un autre avantage de l'invention. n outre, tous les outils 44 peuvent être rénovés en affûtant tous les éléments de coups 46 exactement de la même manière et en disposant les outils de façon quelconque dans le dispositif de brochage, de sorte que celui-ci peut continuer @usiner le même type de pièce que précédement, c'est-à-dire avant l'afiátage. La longueur de la tige indiquée par d a la Figure 4 peut être maintenue constante en enlevant par meulage der faces 56 des épaulements des outils une épaisseur qui est identique a l'enlèvement pratiqué sur les tranchants.Au fur et a mesure que la partie de tête :o est réduite en épaisseur dans le sens longitudinal après chaque affûtage, les vis 42 sont avancées davantage dans les taraudages 40 afin de compenser la diminution- de la longueur axiale totale de l'outil. Les figures 5 et 6 représentent une variante de réalisation d'un support 18 de broches pouvant être monté dans un boitier, comme décrit précédemment ; cettevariante de réalisation comporte plusieurs rainures 70 disposées longitudinalement et plusieurs outils 44 disposés radialement dans des ouvertures radiales 48 appropriées traversant 7 a paroi du support 18. Il est ainsi possible de disposer plusieurs couche d'outils dals le support 18 de la même façon que dans la forme de réalisation illustrée aux figures 2 à 4, afin de permettre ainsi le brochage de la surface périphérique d'une pièce désignée par 14 à la figure 5.Lorsqu'une telle pièce est déplacée par rapport au dispositif de brochage, en étant forcée à travers l'alésage longitudinal 20 du support 18. Comme le montrent les figures 5 et 6, l'axe de chaque rainure longitudinale 70 est légèrement décalé par rapport à un rayon 72 du support 18, de sorte que chacune des rainures 70 agit comme un moyen d'orientation et de guidage d'une clavette allongée 74 qui est brasée, soudée ou fixée d'une autre manière sur la face postérieure de chacune des parties de tête élargies 50 de chaque outil 44, de sorte que chaque outil peut être inséré seulement dans chacune des ouvertures 38 lorsque le tranchant de l'outil est orienté correctement pour le taillage de la pièce.Chaque outil est maintenu en position au moyen d'un élément fileté ou une vis d'arrêt 42 pouvant être introduit dans un orifice taraudé 40 dont I'axeest aligné avec l'axe radial 72 qui est commun à chaque outil 44 et à son ouverture radiale appropriée 48. Chaque outil 44 est maintenu en position par le serrage de la vis d'arrêt 42 de la meme façon que décrit précédemment, relativement à la forme de réalisation illustrée aux figures 2 à 4. Il est évident que l'agencement représenté aux figures 5 et 6 et présentant des rainures disposées longitudinalement peut être préiéré à l'agencement représenté aux figures 2 à 4 et présentant des rainures annulaires disposées sur la périphérie pour certaines applications dans lesquelles les outils de chaque couche sont disposés directement au-dessus des outils de la couche précédente ou lorsque les couches sont disposées en spirale. Il est également évident que la conformation des outils 44 des figures 5 à 7 et présentant l'élément d'orientation 74 attaché est essentiellement équivalent à la coniormation de l'outil décrite relativement aux figures 2 à 4. Les figures 8 à 12 illustrent une forme de réalisation différente du dispositif de brochage décrit dans ce qui précède et qui comporte un boftier 16 en forme de coupe présentant une bride de-upport 24 et un alésage 27 s'étendant axialement qui présente une partie 75 de diamètre réduit près de son fond, comme représenté aux figures 8 et 9. Plusieurs anneaux de support portant les références 76a à 76h sont disposés dans l'alésage 27 du bottier 22. L'alésage 27 présente plusieurs évidements arqués 78 ayant des dimensions variables et se trouvant en communication avec l'ouverture taraudée 80 pour permettre l'introduction de fluides de refroidissement et de lubrification à l'intérieur du boitier de brochage 16. Un anneau de recouvrement approprié 30 est prévu sur le bottier 22 et est utilisé comme moyen de serrage et de maintien pour les anneaux de support 76. L'anneau de recouvrement 30 présente une ouverture centrale 82 pour le passage de la pièce et l'anneau est relié au boitier 16 par des moyens appropriés tels que des vis 83. Chaque anneau de support 76 présente un évidement annulaire périphérique 84 disposé sur le dessus de l'anneau et servant à la réception d'un anneau de maintien 86. Chacune des bagues de support 76a à 76h présente, par conséquent, un anneau de maintien 86a à 86h reçu dans un évidement annulaire correspondant 84a à 84h. Comme cela est indiqué le mieux à la figure 8, l'anneau de support supérieur 76a présente un goujon 88 s'engageant dans un trou du couvercle 81.De façon anaiogue, chaque anneau de support 76 est fixé et verrouillé de façon appropriée par rapport à l'anneau de support suivant situé au-dessus de lui, par exemple, par un goujon 90 engagé dans un trou correspondant 92 se trouvant dans l'anneau suivant, voir figure 12, l'emplacement de ces goujons étant décalé d'un anneau à l'autre afin d'éviter des erreurs lors de l'assemblage de la broche. De cette façon, les anneaux de support empilés sont maintenus de façon fixe daw le boîtier 16, si bien que les outils portés par les anneaux de support sont alignés correctement pour une opération de brochage, comte indiqué dans ce qui suit. Chaque anneau de support 76 présente un ou plusieurs outils 94 présentant une forme paralldlFpipédique qui sont reçus dns des rainures 96 disposées radialement et formées sur le dessus de chacune des bagues de support ; pour des raisons de commodité, quelques outils seulement ont te représentés aux dessins. la profondeur des rainures 96 est supérieure Q l'épais- seur des outils 94 (figure 9) pour permettre l'amende de fluides de refroidissement et de lubrification aux trachants des outils depuis un passage 98 et des évidements 78 ; de façon analogue, chaque anneau de maintien 86 étant légèrement plus- minee que les évidements annulaires 84 afin d'éviter des obstructions à l'écoulement du liquide. doue représenté à la figure 7, le diamètre intérieur de chacun des anneaux de maintien 86a à 86h diminue progressivement au fur et à mesure que la dimension radiale des évidements annulaires 84a à 84h associés augmente progressivement depuis l'extrémité supérieure en direction de l'extrémité inférieure du dispositif de brochage, comme indiqué aux dessins. Au moyen de cet agencement, les outils supportés par chaque anneau de support sont mis dans une position qui provoque leur extension progressive sur une distance prédéterminée à l'intérieur de l'ouverture axiale 100 formée par l'assemblage des anneaux. Des moyens de serrage 102 appropriés pour les outils, voir figure 10 et 11, sont prévus pour chaque outil afin d'assurer son serrage dans la position correcte. Ces moyens de serrage peuvent être constitués par tout dispositif classique à coin et à vis, par exemple, afin de maintenir chaque outil en position dans sa rainure radiale 96 appropriée se trouvant dans chaque anneau de support 76a à 76h, la face postérieure 104 de l'outil se trouvant en contact avec la face 106 disposée vers l'intérieur de l'anneau de maintien 86. Dans la forme de réalisation représentée aux figures 9 à 11, les outils sont affûtés, si on le désire, par meulage de la partie supérieure du tranchant de façon à maintenir une longueur totale de chaque outil restant constante après plusieurs aiittages successifs. Toutefois, compte tenu du prix réduit des outils, il est généralement préférable de les jeter lorsqu'ils sont usés et de les remplacer par des outils standardisés nouveaux. Il est à noter qu'une façon de remise en état d'un dispositif de brochage s'applique également aux formes de réalisation décrites précédemment en raison du prix relativement faible des outils comparativement au coût total du dispositif. La présente invention crée par conséquent des outil de brochage pour le brochage de la surface d'une pièce en for çant cette dernière à travers l'ouverture du dispositif de brochage, cette opération étant généralement appelée "brochage en "pot", l'ensemble de brochage présentant plusieurs outils standardisés d'un faible prix qui remplacent l'utilisation d'un dispositif de brochage fixe ou d'un dispositif de brochage constitué par plusieurs anneaux superposés présentant des dents faisant saillie radialement et formant une seule pièce avec l'anneau. L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée et décrite en détail, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. BYENDICATIONS 1 - Dispositif de brochage pour machines-outils comportant un boîtier, un support placé dans ce boitier-et présentant une ouverture axiale permettant le passage d'une pièce, le support présente plusieurs sièges disposés radialement qui sont conçpspour la réception d'un outil amovible et des moyens permettant la iixation de chaque outil dans chaque siège pour déterminer la mesure suivant laquelle chaque outil fait saillie radialement dans l'ouverture axiale de sorte qu'une pièce déplacée par l'ouverture est brochée par les tranchants des outils 2 - Dispositif de brochage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support présente des butées coopérant successivement avec des outils choisis pour permettre la mise en place des outils suivant une distance radiale uniforme à l'intérieur de l'ouverture axiale et le support présente des moyens d'orientation coopérant avec chacun des outils en vue de l'orien- tation de chaque outil dans une position axiale uniforme 3 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les sièges sont constitués par des alésages radiaux s'étendant à travers le support et ce dernier présente une série de rainures annulaires périphériques présentant une profondeur qui augmente progressivement sur la périphérie extérieure du support, chaque rainure croisant i son tour des alésages déterminés et des moyens d'orientation sont formés sur chacun des outils et présente des dimensions permettant la réception dans la rainure annulaire associée pour permettre l'orientation axiale de l'outil. 4 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, 2 et 3 caractérisé en ce que les sièges sont constitués par des alésages radiaux s'étendant à travers le support et ce dernier pressente une série de rainures périphériques, essentiellement longitudinales , chaque rainure croisant & son tour des alésages déterminés, les têtes de chacun des outils présentent des butées coopérant avec des organes d'arrêt dans les alésages pour déterminer la projection de chacun des-outils dans l'ouverture disposée axialement, des moyens d'orientation étant asso cids avec les têtes coopérant dans les rainures pour orienter axialement les outils. 5 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, , 3, et 4 caractérisé en ce que chaque alésage présente une extrcmité extérieure d'un plus grand diamètre servant à la réception de moyens de retenue agencés pour venir en contact avec la partie de tête de l'outil de sorte que ce dernier est maintenu rigidement dans le support. 6 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 caractérisé en ce que la partie de plus grand diamètre de l'alésage est taraudée et les moyens de retenue sont constitués par des vis sans t$te. 7 - Dispositif de brochage suivant les revendication. 1, 2, 3, 4, 5 et 6 caractérisé en ce que le support colporte plusieurs anneaux de support disposée dans le bottier et chacun des anneaux de support présente plusieurs rainures disposées radialement pour la réception des outils. 8 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 et 7 caractérisé en ce que chaque anneau de support présente un évidement annulaire près de sa périphérie extérieure et un anneau de maintien est reçu dans chaque évide- ment annulaire de sorte que l'anneau de maintien constitue une face de réception continue des outils qui est agencée pour,re- tenir radialement les outils associés à chaque anneau de support 9 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 et 8 caractérisé en ce que l'évidement annulaire de chaque anneau de support consécutif présente une dimension radiale qui augmente progressivement, chaque anneau de support,présentant une dimension radiale qui est complémentaire de l'évidement associd de sorte que les' outils de chaque anneau se trouvent à une distance radiale uniforme à l'intérieur de 1' ouverture axiale. 10 - Dispositif de brochage suivant les revendications 1, 2,3,- 4, 5, 6, 7, 8 et 9 caractérisé en ce que le dispositif de brochage comporte un support cylindrique présentant une ouverture axiale pour le passage d'une pièce devant être broché, plusieurs outils allongés disposés radialement et montés dans ces supports, chacun des outils présentant un tranchant iaisant saillie sur une distance prédéterminée à l'intérieur de l'ouverture axiale et effectuant un taillage sur la pièce mentionne pendant son passage à travers l'ouverture axiale, des butées se trouvant sur les outils et coopérant avec des butées du support pour déterminer la position radiale de chacun des outils et des moyens d'orientation sur les outils qui coopèrent avec des moyens d'orientation du support pour définir l'orientation des tran- chants des outils par rapport à l'axe. 11 - Dispositif de brochage suivnt les revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10 caracterisé en ce que le dispositif de brochage comporte plusieurs anneaux superposés présentant chacun au moins une rainure disposés radialement pour la réception d'un outil, des moyens pour serrer cet outil dans cette rainure, des butées associées avec chacun des anneaux et venant en contact avec l'extrémité postérieure de l'outil pour définir la position radiale de cet outil et des moyens maintenant les anneaux assemblés suivant un ordré prédéterminé.~