Brevet FR2027791A1 — publié le 19701002

La présente invention a pour objet un procédé pour usiner deux surfaces opposées dans une pièce, ainsi aucune machine pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour la fabrication en série de pièces minces, telles que des éléments de bâtis destinés à certains appareils, notamment des pièces d'horlogerie ou des appareils de mesure de petites dimensions on utilise en général des procédés de découpage qui permettent d'nib tenir ces pièces à la forme requise et, le cas échéant, avec les > chancrures et les ouvertures nécessaires. cependant, lorsqu'une grande précision est exigée, il est désirable de reprendre les pic ces après découpage et d'effectuer des opérations d'usinage sur leurs deux faces opposées afin d'éliminer non seulement les bavures qui peuvent résulter du découpage, mais également les légères décor mations locales que peut subir la matière des pièces au cours du de coupage.En général, ces pièces sont légèrement cintrées et leur bord forme, d'un côté, une petite saillie. On connaît déjà des machines destinées à corriger les défauts de ces pièces comportant une table tournante sur laquelle les pièces sont posées et tenues en place, et un outil, par exemple une fraise disposée en regard de la table tournante et sous laquelle les pièces sont amenées à passer. L'usinage des deux surfaces opposées d'une pièce s'effectue en deux temps, les pièces étant reprises après leur premier passage dans la machine et réintroduites après a- voir été retournées de 1800. Ces machines ne donnent toutefois pas entière satisfaction. D'une part, leur production est relativement lente, et, d'autre part, leur précision est, dans certains cas, in férieure à celle que l'on pourrait attendre. Or, on a constaté qu'il était possible de remédier à ces inconvénients si les pièces étaient maintenues par des éléments de leur surface latérale tout au long des deux opérations d'usinage des surfaces opposées, et le but de la présente invention est de réaliser un procédé et une machine permettant d'atteindre ce résultat. Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que, la pièce étant maintenue par des éléments de surface différents des surfaces à usiner, on la déplace, par rapport à deux faces d'appui parallèles orientées dans des sens opposés et décalées latéralement l'une par rapport à l'autre, de façon à la faire passer successivement entre la première face d'appui et un premier outil situé en regard de cette première face, puis entre la seconde face d'appui et un second outil situé en regard de cette seconde face, et on usine les dites surfaces opposées au moyen des dits outils en appuyant la pièce contre les dites faces d'appui. La machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paire de bases présentant chacune une face d'appui, les dites faces étant parallèles, décalées latéralement 1' une par rapport à l'autre et orientées dans des sens opposés, au moins une paire d'outils disposés chacun en regard de l'une des bases, des moyens de maintien d'au moins une pièce à usiner, capables de maintenir la dite pièce par des éléments de sa surface latérale et des moyens d'entraînement capables de provoquer un déplacement de la ou des pièces par rapport au bases de façon à faire passer chaque pièce successivement entre chacune des dites bases et l'outil correspondant. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine selon l'invention et illustre un mode de mise en oeuvre du procédé. La fig. 1 est une vue en plan de dessus de la dite machine, et les fig. 2, 3 et 4 en sont des vues en coupe axiale schématique montrant une pièce dans trois stations de travail successives. Les parties principales de la machine d'usinage représentée schématiquement au dessin, sont une table tournante 1 montée sur un socle 2, des moyens de maintien des pièces-à usiner constitués par deux pinces 3, des moyens d'entraînement de la table tournante indiqués schématiquement à la fig. 2 par une vis sans fin 4 et par une roue dentée 5 clavetée sur un moyeu 6 de la table tournante, deux bases fixes 17 et 19 disposées sur le pourtour de la table 1, et des des dispositifs équipant trois stations 7a, 7b, 7c, réparties autour de la table 1 sur le socle 2. La table tournante 1 est montée sur le socle 2 par l'intermé- diaire d'une pièce de guidage 8 jouant le rôle de palier. Elle est de forme circulaire, d'axe vertical et présente une face annulaire supérieure 9. Les pinces 3 qui sont montées sur sa surface supérieure pivotent autour d'axes 10 fixés dans la table. L'exécution représentée au dessin comporte deux pinces diamétralement opposées ayant chacune un bras mobile sollicité par un ressort 11 et serrant latéralement les pièces à usiner 12 contre des butées fixes 13. La pièce 12 est une plaque de forme circulaire, de faible épaisseur destinée à former la platine d'un mouvement de montre. Elle est tenue par sa surface latérale entre la butée 13 et le bras mobile 3 de la pince. Comme on le voit aux fig. 2 à 4, l'épaisseur des pièces 12 est supérieure à celle des bras des pinces. L'ouverture et la fermeture des pinces 3 sont commandées par une came 14 fixée à un élément central fixe 15 de forme tubulaire dont l'extrémité inférieure est assujettie par une vis 16 au support 2. Le contour de la came 14 est représenté à la fig. 1. Il comporte deux parties ayant chacune une ouverture d'environ 1800 et dont les diamètres sont différents. Lorsque le bras 3 d'une pince appuie contre la partie de grand diamètre de la came, la pince est maintenue ouverte de sorte qu'une pièce 12 peut être mise en place ou retirée de la machine. En revanche, lorsque le bras 3 quitte la partie de grand diamètre de la came, le ressort 11 serre la pince sur la pièce comme on le voit à la position représentée à droite dans la fig. 1. Les pièces 12 sont engagées entre les mâchoires de la pince 3 dans une station de chargement représentée à gauche de la fig. 1. Les moyens de chargement proprement dits ne sont pas représentés. Dans la position de chargement, la pince 3 est située au-dessus de la première base 17, qui est constituée par un bloc de forme arquée, de profil rectangulaire monté sur le socle 2 en regard de la périphérie de la table 1. Ce bloc présente une face supérieure plane 18 qui o s'étend sur un arc supérieur à 900. En regard de l'extrémité de ce bloc 17 est située l'extrémité de la seconde base 19 (fig. 4) qui s' étend en arc de cercle sur une longueur correspondant à environ 600 et qui est montée sur une partie latérale proéminente 20 du socle 2. Le bloc 19 présente une face inférieure plane 21. Il est guidé par une nervure en queue d'aronde 22 solidaire du montant 20 et sa position est réglable grâce à une vis 23. En regard de chacun des blocs 17 et 19 est montée une fraise 24, 25. Les axes de ces deux fraises sont parallèles à celui de la table tournante 1. La fraise 24 est montée au dessus du bloc 17 au voisinage de la fin de la surface plane 18 pour un déplacement dans le sens des aiguilles de la montre vu à la fig. 1. Sa position dans le sens axial est réglable par l'intermédiaire d'une vis 26 et d'un levier 27 dont ltextrémité pivote sur un montant 28 solidaire du socle 2 -(fig. 3). Les deux fraises 24 et 25 forment les stations d'usinage 7b et 7c. La station 7a est une station de placage de la pièce à usiner. La pièce qui a été engagée entre les mâchoires de la pince 3 re çoit un choc dans une direction parallèle à l'axe de la table de fa çon à être appliquée étroitement contre le bloc 17. Cette station comporte un bras latéral 29 qui est fixé à 1' élément central tubulaire 15 et qui s'étend radialement jusqu'au dessus du bloc 17. Ce bras 29 guide un marteau 30 dont la tige est soumise à l'action d'un ressort 31. Ce dernier tend, en s'appuyant sur le bras 29, à relever le marteau. Un levier 32 et une tige 33 qui coulisse dans l'ouverture centrale de l'élément 15, ainsi qu'un second levier 34 sollicité par le ressort 35 et une tige 36 commandent le marteau 30 au cours de la rotation de la table, à partir d'une came à surface de commande axiale 37 qui tourne avec la table 1. La surface inférieure 38 de cette came présente un décrochement 38a (fig. 4) ai, lorsqu'il se trouve au droit de la tige 36 comme on le voit à la fig. 2, laisse cette tige se déplacer verticalement vers le haut.Le levier 34 pivote alors sous l'action du ressort 35 en soulevant la tige 33 ce qui abaisse le marteau 30 sur la pièce 12. Le décrochement de la surface 38 de la came peut être à angle droit; il est alors limité par une surface radiale, ce qui provoque un choc du marteau sur la pièce. En variante, il peut également être oblique et provoquer alors une pression progressive du marteau sur la pièce. La table tournante continuant à se déplacer en rotation, la tige 36 vient en contact avec une surface oblique du décrochement 38a, ce qui soulève à nouveau le marteau. Le dispositif de placage de la pice 12 qui vient d'être décrit peut être agencé de façon que le bras 29 effectue un léger déplacement angulaire autour de l'axe de la table au moment où le marteau est appuyé contre la pièce 12, puis soit ramené dans sa position initiale par des moyens non représentés lorsque le marteau a été soulevé. Une fois que le placage de la pièce contre la surface 18 a été effectué dans la station 7a, la pièce continue à être entraînée en rotation sur la base 17 et arrive sous la fraise 24 (fig. 3). Cette fraise est une fraise en bout. La broche 39 qui la porte peut coulisser dans une ouverture du montant 28. Elle est entraînée en rotation par un moteur (non représenté).On peut utiliser pour la fraise 24 des outils de différents diamètres, disposés de façon que les dents de la fraise parcourent toute la surface de la pièce 12 pendant que celle-ci traverse la station 7b. A la sor tie de cette station, la pièce présente une face supérieure qui est rigoureusement parallèle à la surface plane 18. Tout en conte nuant à être serrée entre les mâchoires de la pince 3, elle quitta la base 17 et s'engage sous la base 19 dont la surface inférieure 21 forme la surface d'appui de la pièce au cours de la seconde opera- tion d'usinage qui a lieu dans la station 76. La base 19 est réglée au préalable afin que la surface 21 se trouve exactement au niveau de la surface plane fraisée dans la station 8.Dans la station Te la pièce 12 appuie contre la surface 21 tandis que la fraise 25 qui est, de préférence de mêmes dimensions que la fraise 24 usine dans cette pièce une face plane parallèle et opposée à celle qui a été fraisée dans la station 8. La table tournante continuant son mouvement de rotation, la pièce 12 arrive finalement dans la position représentée à la droite de la fig. 1. Entre cette position et celle qui est diamétralement opposée à la station 7a, la pince s'ouvre sous l'action de la came 14 ce qui permet le déchargement de la pièce 12. Cette pièce peut tomber librement dans un récipient de récolte placé sous la table, ou, éventuellement, être aspirée par un dispositif à dépression. La pince vide et ouverte, arrive ensuite dans la position diamétralement opposée à la station 7b dans laquelle le dispositif de serrage est nettoyé par un jet d'air comprimé. La pince est alors prête pour recevoir une nouvelle pièce et accomplir un nouveau cycle d'opération Comme on le voit à la fig. 1, on a prévu dans la forme d1exé- cution représentée deux pinces 3, ce qui permet d'usiner les deux ta- ces de deux pièces 12 à chaque rotation de la table. Il est bien évident que les moyens de maintien des pièces 12 pourraient également être agencé de façon que chaque station se trous ve en permanence occupée par une pièce. Les deux pinces à commande indépendante seraient alors remplacées par des dispositifs de serrage commandés les uns après les autres et répartis sur le-pourtour de la table. Dans une autre forme d'exécution encore, le nombre des stations d'usinage disposées autour de la table tournante pourrait être supérieur à deux. Ainsi, on pourrait prévoir à la suite de la base 19 une nouvelle base inférieure disposée en arc de cercle sur une longueur approximativement égale à celle de la base 19 et au dessus de cette base une nouvelle fraise destinée à effectuer une seconde passe d'usinage dans la face supérieure de la pièce, puis, à la suite de cette troisième base, une quatrième dont la surface d'appui serait dirigée vers le bas et qui serait située au-dessus du chemin parcouru par les pièces.Ainsi, chaque pièce subirait plusieurs opérations d'usinage alternativement sur chacune de ses faces De rêrle, les opérations de chargement et de déchargement des pièces pourraient être combinées dans la même station, ce qui permettrait en supprimant la station de nettoyage des pinces, de répartir sur le pourtour d'une table telle que la table 1 décrite, deux séries complètes de stations et d'usiner par conséquent deux pièces à chaque rotation de la table. Au lieu d'être animée d'un mouvement d'entraînement continu la table tournante pourrait également tourner de façon intermittente et s'immobiliser le temps nécessaire aux opérations prévues dans chaque station. Dans une variante, on pourrait aussi prévoir une avance intermittente de la table ayant lieu avec une vitesse variable entre les temps d'arrêt. Une telle disposition permet d'obtenir le maximum de production à l'heure avec une machine d'une type donné. Il est également possible de constituer la machine avec une seconde station de placage disposée entre les deux stations d'usinage. Dans ce cas, cette seconde station est agencée de façon à plaquer les pièees contre la seconde base avant qu'elles ne s'engagent entre cette seconde base et la seconde fraise. Comme pour la première station de place, les moyens qui pressent la pièce contre la base peuvent être disposés à un emplacement fixe, la table présentant un temps d'arrêt lorsque la pièce se trouve dans la station -de place ou ces moyens peuvent se déplacer avec la table pendant l'opération de placage, la table étant animée d'un mouvement continu et revenir dans une position de départ lorsque l'opération est terminée. Pour éviter des vibrations éventuelles ou, d'une façon générale, pour améliorer la stabilité des pinces pendant les phases d'usinage, on peut utiliser des aimants qui plaquent les extrémités extérieures des pinces sur une surface parallèle aux bases et coaxiale à la table. Ces aimants seraient alors disposés dans chacune des stations d'usinage. Bien que la machine décrite à titre d'exemple comporte une aable tournante d'axe vertical, on pourrait également envisager une réalisation dans laquelle l'axe de la table tournante serait par exemple horizontal ou même orienté différemment selon les convenances. La disposition d'une machine dont l'axe de la table tournante est horizontal pourrait faciliter la mise en place des pièces ainsi que la réalisation du dispositif qui maintient les pièces par leur surface latérale. Les axes des outils seraient alors horizontaux et les pièces pourraient être mises en place par leur tranche en les déplaçant dans le sens radial par rapport à la table. Celle-ci pourrait présenter, au delà de sa périphérie une couronne munie d'alvéoles entraînant les pièces à usiner. Le dispositif décrit pourrait également comprendre, au lieu d'une table tournante des moyens assurant un déplacement rectiligne des pièces issues de l'opération de découpage, ces pièces étant déplacées selon leur plan. Dans ce cas, les diverses stations décrites pourraient être disposées les unes à la suite des autres le long d'un chemin rectiligne et non plus selon un chemin circulaire. Au lieu des fraises en bout ou à disque dont il a été question ci-dessus, le procédé et la machine décrits pourraient également utiliser n'importe quel autre type d'outil d'usinage. Ainsi, on peut monter dans les stations 7b et 7c décrites des outils rotatifs garnis d'une arrête de coupe en diamant afin d'obtenir des surfaces de pièces parfaitement unies et brillantes. On peut également envisager en lieu et place des outils rotatifs décrits ci-dessus, dont les axes sont perpendiculaires aux plans d'appui des bases, des burins fixes ou d'autres dispositifs d'usinage agissant par enlèvement de matière. Dans le cas où les opérations alternées sur les deux faces opposées de la pièce sont répétées, elles peuvent l'être au moyen d'outils différents : par exemple une fraise pour la première passe, puis un outil en diamant pour la seconde passe. Le dispositif décrit permet de réaliser des surfaces usinées ayant exactement les cotes requises sur les deux faces opposées de la pièce. Grâce au réglage des positions des bases et des outils qui coopèrent avec chaque base, les conditions de réalisation de la pièce peuvent être prescrites à l'avance et il est possible de réaliser des pièces en respectant absolument les prescriptions formulées. La matière enlevée sur chaque face peut être déterminée exactement, ce qui n'est pas le cas avec les dispositifs connus antérieurement. En outre, le procédé décrit est insensible à des variations de dureté de la matière à usiner. Il s'applique non seulement à des pièces minces d'épaisseur constante présentant deux faces opposées planes mais également des pièces dont certaines parties se trouvent à différentes hauteurs par rapport à un niveau de référence, de sorte que la partie la plus épaisse de la pièce ne couvre qu'une portion de sa surface totale. De telles pièces peuvent être soutenues par les bases sur des éléments de réception plus ou moins élevés. REVENDICATIONS 1. Procédé pour usiner deux surfaces opposées dans une pièce, caractérisé en ce que, la pièce étant maintenue par des éléments de surface autres que les surfaces à usiner, on la déplace par rap- port à deux faces d'appui parallèles orientées dans des sens opposés et décalées latéralement l'une par rapport à l'autre, de façon à la faire passer successivement entre la première face d'appui et un prew mier outil situé en regard de cette première face, puis entre la sen conde face d'appui et un second outil situé en regard de cette seconde face, et on usine les dites surfaces opposées au moyen des dits outils en appuyant la pièce contre les dites faces d'appui. 2. Machine pour la mise en#oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une paire de bases présentant chacune une face d'appui, les dites faces étant parallèles, décalées latéralement l'une par rapport à l'autre et orientées dans des sens opposés, au moins une paire d'outils disposés chacun en regard de l'une des bases, des moyens de maintien d'au moins une pièce à usiner, capables de maintenir la dite pièce par des éléments de sa surface latérale et des moyens d'entraînement capables de provoquer un déplacement de la ou des pièces par rapport aux bases de façon à faire passer chaque pièce successivement entre chacune des dites bases et l'outil correspondant. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce quton déplace la pièce en rotation autour d'un axe, les dites faces d'appui étant fixes et perpendiculaires à l'axe. 4. Procédé selon la revendication 1 > caractérisé en ce qu'on déplace la pièce en mouvement de translation rectiligne en la mainte- nant dans un plan parallèle aux dites faces d'appui. 5. Procédé selon les revendications 1 > 3 ou 4, caractérisé en ce qu'on fait passer la pièce successivement en regard de plusieurs paires de faces d'appui planes parallèles, opposées et décalées latéralement, des outils étant disposés vis-à-vis de chaque face d'appui. 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on usine les dites surfaces par enlèvement de matière. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on usine les dites surfaces par fraisage. 8. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les bases sont fixes et en ce que les moyens dtentrainement déplacent les moyens de maintien par rapport aux bases. 9. Machine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement sont à avance continue. 10. Machine selon la revendication S, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement sont à avance intermittente. 11. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens d'entraînement comprennent une table tournante d'axe perperpendiculaire aux faces d'appui des bases et en ce que les moyens de maintien sont répartis à la périphérie de la dite table et agencés de façon à maintenir la pièce à lrextérieur du bord de la table. 12. Machine selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'elle comprend, réparties autour de la table, au moins une série de stations comprenant une première station de réception des pièces dans les moyens de maintien, une deuxième station de placage des pièces contre la face d'appui d'une première base, une troisième station d'usinage des pièces contre la face d'appui de la première base et une quatrième station d'usinage des pièces contre la face d'appui de la seconde base. 13. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la troisième et la quatrième station de chaque série de stations comprennent chacune une fraise d'axe parallèle à l'axe de rotation de la table, ces fraises étant disposées en regard de la première et de la seconde base respectivement. 14. Machine selon la#revendication 13, caractérisée par des moyens d'ajustage des positions relatives des bases et des outils. 15. Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle comprend, dans une dernière station des moyens d'évacuation des pièces usinées. 16. Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que les dits moyens d'entraînement déplacent les pièces à une vitesse variable entre les positions d'arrêt.