Brevet FR2007108A1 — publié le 19700102

2007.108 La présente invention concerne un procédé perfectionné d' usinage de pièces ou ouvrages sur une machine-outil à l'aide df outils interchangeables automatiquement ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de. ce procédé. 5 Lors de l'usinage d'ouvrages sur des machines-outil à chan gement automatique d'outils, il est nécessaire d'obtenir une plage de tolérances suffisamment serrée malgré le changement des outils. On connaît déjà une machine-outil munie de dispositifs de 10 changement automatique d'outils ( MS 1 »2>S'K373). Dan3 cette machine connue,» il n'existe cependant aucun moyen permettant d'éliminer la légère modification de position des arêtes de coupe se produisant obligatoirement lors d'un changement automatique d'outil et qui est provoquée par unencras sernent, une 15 usure et une accumulation indésirable de copeaux ainsi que par les tolérances relativement largos imputables au dispositif de changement d'outil. L'invention a pour but de maintenir les cotes finales des pièces à usiner dans une plage de tolérance très serrées et d'ob-20 tenir ainsi une reproductibilité précise. Le procédé suivant l'invention, permet de résoudre ce problème. Il est caractérisé en ce que l'on substitue, sus outils servant à l'usinage de l'ébauche,, des outils fixos pour l'usinage de finition. 25 Le procédé selon l'invention permet d'exploiter intégrale ment les avantages obtenus en utilisant des outils remplaçables automatiquement tout en éliminant leurs inconvénients» Suivant un mode de réalisation de l8invention,, les outils sont réglables en position pendant l'opération d9usinage tandis 30 que la pièce est fixe. Dans de telles machines-outil, par exemple dans des tours comportant une broche de travail pour l'ouvrage, chaque outil est appliqué contre cet ouvrage après chaque changement d'outil, ce.qui provoque une modification de la position de travail des outils interchangeables successifs et ce qui 35 nécessite une correction correspondante. L'invention permet d'éliminer ces processus de contrôle et de correction. Pour ne pas limiter l'invention à des machines-outil comportant une broche de travail pour l'ouvrage, il est prévu, suivant une autre caractéristique de l'invention, que les outils 40 soient fixes pendant l'opération d'usinage tandis que l'ouvrage 69 12765 2 2007108' est réglable su position. Un dispositif pour la mise en.pratique Su •proceété suÎTant 1* invention comporte une broche de travail servant à recevoir un ouvrage, un dispositif servant à recevoir au.moins l'un des ou-5 tils interchangeables et au moins un dispositif de blocage pour recevoir un outil fixe. Pour amener les outils remplaçables et les outils fixes d' une manière simple dans leur position de travails les outils sont EOBtés9 suivant tins autre caractéristique de 1»laventi©as sar tû easriet qui est fis© sur use poutre-révolves? powest oseilles de 1SG 2 . ' . Suivant une autre caractéristique de l'invention, la poutre-révolver porte un chariot supérieur servant à recevoir les outils remplaçables et un chariot inférieur servant à recevoir les ou-15 tils fixes de sorte que les mouvements d'avance des outils remplaçables et des outils fixes peuvent être réglés isâëpeBâassseirà l'un de l'autre. Pour amener plusieurs outils remplaçables successivement en position de travail, le chariot supérieur est pourvu d'une tou-20 relie porte-outils. Les temps d'usinage sont réduits au minimum pendant l'usinage de finition grâce au fait que, suivant une autre caractéristique de l'invention, le chariot inférieur comporte plusieurs dispositifs de blocage servant à recevoir les outils fixes. 25 Lors du remplacement d'outils fixes pendant l'opération d* usinage, le dispositif selon'l'invention est muni d'une broche servant à recevoir les outils remplaçables automatiquement, d'au moins d'une seconde broche servant à recevoir un outil fixe et d'un dispositif de blocage servant à recevoir un ouvrage. 30 D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels : les Pig. 1 et 2 sont respectivement une vue de face et une vue en plan d'une machine-outil selon l'invention placée dans la 35 position prête au travail; les Pig. 3 et 4 représentent la machine pendant l'opération de changement automatique d'outils; les Pig. 5 et. 6 représentent la. machine apràs le changement d'outils; 40 les Pig. 7 et 8 représentent la machine pendant l'usinage de finition; 69 12765 3 2007108" les Pig, 9 et 10 représentent un mode de réalisation parti-culier du dispositif de réception des outils interchangeables. Dans l'exemple représenté aux dessins, la machine-outil selon l'invention est un tour comportant un bâti 1, une broche de 5 travail 2 portant un mandrin 3 de blocage de l'Ouvrage 4 a usiner, une traverse revolver 6 qui est placée sur un tourillon 5 et sur laquelle peuvent coulisser un chariot supérieur 7 et un chariot inférieur 8, ainsi que deux tiges 9 pour fixer en position la traverse révolver 6. Sur le côté du bâti 1 de la machine, 10 il est prévu un magasin circulaire et tournant 10 qui comporte plusieurs alvéoles 11 servant à contenir des outils 12 montés dans des porte-outils. Un bras 13 de changement d'outil comportant deux organes de saisie 14 et 15 (Pig.3) est agencé de manière à pouvoir tourner de 902 de la position de repos représentée 15 sur les Pig. 3 et 4 et par laquelle il est parallèle au tourillon 5 et perpendiculaire à l'axe du magasin 10, à la position pour laquelle il est orienté perpendiculairement au tourillon 5 et parallèlement à l'axe du magasin 10, comme représenté 8ur les Pig. 1 et 2, et inversement. Les deux organes de saisie 14 et 15 20 sont monté» de façon coulissante dans le bras 13 de changement d' outils en vue d'assurer le transfert des outils à changer. Sur le chariot supérieur 7, est prévu un dispositif 16 de réception des outils interchangeables 12. Les éléments d'actionnement du dispositif de changement d'outils ne font pas partie de l'invention et 25 n'ont par conséquent pas été représentés en détail. Le dispositif de changement d'outils fonctionne d'une manière connue. Sur le chariot inférieur 8, sont prévus, dans l'exemple considéré, deux dispositifs de blocage 17. Ceux-ci ne servent cependant pas à recevoir les outils interchangeables 12 mais des outils 30 fixes 18, qui, engagés dans ces dispositifs de blocage 17, ne participent pas au changement automatique c'outil. Pendant l'usinage d'un ouvrage, le cycle de travail se déroule de la manière suivante : sur les Pig. 1 et 2, le tour est prêt à fonctionner. Pour l1 35 usinage de l'ouvrage 4, la traverse-révolver 6 est déplacée vers l'intérieur et est bloquée dans cette position de travail, d'une manière connue, par les tiges 9. L'ouvrage 4 bloqué dans le mandrin 3 est usiné dans une première passe par l'outil remplaçable 19 situé dans le dispositif récepteur 16. Pendant cette phase d' 40 usinage, le bras 13 de changement d'outils se trouve dans sa po 69 12765 4 2007108 sition de repos, dans un plan perpendiculaire au tourillon 5- de la traverse-revolver. L'outil remplaçable 20 qui sera utilisé dans la phase de travail suivante se trouve déjà dans l'organe « de saisie H. 5 A la fin de la première phase d'usinage, la traverse-revol ver 6 est ramenée vers l'extérieur. Le chariot supérieur 7 est déplacé en direction du magasin circulaire 10 jusqu'à ce que 1' outil interchangeable 19 soit placé en regard du bras 13 de chan gement d'outil qui a exécuté entre temps âne rotation de 908 de 10 sorte que l'organe de saisie 15 vide et l'outil 19 sont placés 1 un en face de l'autre (Pig. 3 et 4). L'organe de saisie 15 est avancé vers l'extérieur, et accroche l'outil changeable 19 puis est reculé. Le bras 13 de changement d'outil exécute une rotatioi de 1808 autour de son axe de façon que l'outil 20 se trouvant 15 dans la position de disponibilité soit placé en face du dispositif récepteur 16 maintenant vide. L'organe de saisie 14 est avan* cé vers l'extérieur de façon à transférer l'outil 20 au dispositif récepteur 16. Ensuite, l'organe de saisie 15 est reculé dans sa position initiale. Le chariot supérieur 7 est déplacé en di-20 rection du mandrin 3 et la traverse-révolver 6 est amenée en position de travail en direction de la broche 2 (Pig. 6). Entre temps, le bras de changement d'outil a exécuté à nouveau une rotation de 908. L'organe de saisie 15 associé à l'outil changeable 19 est avancé et transfère l'outil dans le magasin circulai-25 re 10 (Pig. 5)« Ensuite, l'outil changeable suivant intervenant dans l'usinage est saisi par l'organe de saisie 15 et est maintenu en position de disponibilité. Après que l'ouvrage 4 a reçu une ou plusieurs passes d'ébauche à l'aide de l'un ou de plusieurs des outils interchangeables 30 12, l'usinage de finition est exécuté à l'aide de l'un ou des outils fixes 18 qui sont montés sur le chariot inférieur 8 dans les dispositifs de blocage 17. Dans ce but, la traverse-révolver 6 est déplacée vers l'extérieur, puis est tournée de 1808 et est ensuite ramenée dans sa position vers l'intérieur. Le chariot 35 inférieur 8 est amené dans la position de travail de sorte que 3 usinage de finition de l'ouvrage 4 peut être exécuté en une ou plusieurs passes à l'aide des outils fixes 18. Lors d'un changement automatique d'outil, il existe le »:l! • que que les outils 10 ne prennent pas toujours la même positif 40 précise dans le dispositif récepteur 16 du fait d'accumulatior 69 12765 5 2 de copeaux, d'endommagements et d'usure ou bien du fait d'un encrassement de ce dispositif récepteur 16, de sorte que leurs positions de coupe diffèrent les unes des autres, même d'un léger écart. 5 Lors de l'usinage d'ébauche, l'influence de la différence des positions de coupe des outils interchangeables peut être négligée mais il est nécessaire d'en tenir compte d§ns l'usinage de finition pour obtenir une plage de tolérances aussi serrée que possible. Suivant l'invention, les inconvénients de manque 10 de précision de positionnement des outils automatiquement remplaçables sont éliminés ou compensés en effectuant l'usinage de finition avec des outils fixes dans lesquels il ne peut plus se produire de différences entre les positions de coupe des outils de sorte qu'on est assuré d'une reproductibillté précise des 15 cotes finales et d'une plage de tolérance plus serrée. S'il est, par exemple, nécessaire d'utiliser plus de deux outils pour l'usinage de finition, le chariot inférieur 8 peut être muni d'un nombre correspondant d'autres dispositifs de blocage. 20 Dans 1*exemple de réalisation décrit, le .tour est muni dé chariots inférieur 7 et supérieur 8 séparés; leur déplacement peut être assuré par un mécanisme d'entraînement commun.•Si nécessaire, les deux chariots peuvent être entraînés indépendamment l'un de l'autre. 25 Dans l'exemple de réalisation des Fig» 9 et 10, il est prévu à la place du dispositif récepteur 16, dans lequel un seul outil changeable 10 peut être monté, une tourelle 21 portant plusieurs outils 10 changeables automatiquement. L'invention a été décrite en référence à un tour comportant 30 une broche de travail pour recevoir'l'ouvrage, auquel cas l'avance des outils interchangeables automatiquement est assurée par déplacement de translation du chariot et de la traverse-révolver. L'invention peut cependant être avantageusement appliquée à des machines dans lesquelles l'ouvrage est réglable en position et 35 les outils fixes, par exemple une machine de perçage et de fraisage à deux broches, auquel cas l'une des broches reçoit les outils interchangeables automatiquement tandis que l'outil d'une seconde broche n'intervient pas dans le changement d'outils. V J 69 12765 6 2007108 Revendications 1 - Procédé pour usiner un ouvrage sur une machine-outil avec des outils automatiquement interchangeables, caractérisé en ce qu'on substitue, aux outils interchangeables servant à l'usi- 5 nage de l'ébauche, des outils fixes pour l'usinage de finition. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que, pendant l'opération d'usinage, les outils sont mobiles et 1* ouvrage fixe. 3 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce 10 que, pendant l'opération d'usinage, les outils sont fixes et 1' ouvrage mobile. 4 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comprend une bro-' che de travail pour recevoir un ouvrage, un dispositif pour re- 15 cevoir au moins l'un des outils interchangeables et au moins un dispositif de blocage pour recevoir un outil fixe. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les outils sont portés par un chariot qui est monté sur un® traverse-révolver pouvant osciller de 1808. 20 6 - Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la traverse-révolver porte un chariot supérieur servant à recevoir au moine l'un des outils interchangeables et un chariot inférieur servant à recevoir au moins un outil fixe. 7 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce 25 que le chariot supérieur est muni d'une tourelle-révolver porte outils. 8 - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le chariot inférieur comporte plusieurs dispositifs de blocage servant à recevoir les outils fixes. 30 9 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé" suivant les revendications 1 et 3» caractérisé en ce qu'il comprend une broche servant à recevoir les outils interchangeables, au moins une seconde broche servant à recevoir un outil fixe et un dispositif de blocage servant à recevoir un ouvrage.