Brevet FR2018814A1 — publié le 19700626

-î 2018814 L'invention a pour objet une fraiseuse pour l'usinage de pièces, en particulier de moules de coulée, de coquilles, de formes de modèles et équivalents, dans laquelle les outils sont montés sur tin support qui oscille autour d'un axe passant 5 par l'extrémité des outils et dans laquelle on dispose de quatre mouvements relatifs entre l'axe de la fraise et la matière à travailler. - ' - _ Ces mouvements sont constitués par la rotation de la pièce à travailler autour d'un axe vertical, ou par la transla-10 tion de cette pièce dans un plan horizontal, par l'oscillation de l'axe de la fraise dans un plan vertical et par la translation horizontale et verticale de ce même.axe. Suivant l'invention, la fraiseuse, comprend au moins une plate-forme pcrbe-pièce qui tourne autour d'un axe vertical. 15 ou qui coulisse horizontalement dans une direction pré-établie, mais de préférence deux plates-formes", symétriquea par rapport à l'équipage porte-mandrins et reliées à cet équipage par un bâti fixe. L'équipage porte-mandrins est formé par un chariot à mouvement Vertical, par un chariot à mouvement horizontal et 20 par une traverse qui oscille autour d'un axe horizontal s'étendant dans une direction perpendiculaire à celle duditr mouvement horizontal de la fraise, les bras porte-mandrins, avec leurs moteurs qui déterminent le mouvement de travail des fraises, étant montés aux extrémités de ladite traverse. 25 Pour pouvoir usiner simultanément deux pièces égales ou symétriques, la machine est munie de deux plates-formes porte-pièce, qui peuvent tourner dans le même sens ou en sens inverse l'une de l'autre, ou bien de deux plates-formes port§-pièe„e. alignées entre elles et dotées d'un mouvement de coulissement 30 de même sens ou de sens inverse dans une. direction transversale et par rapport à la direction du mouvement ..horizontal de la fraise qui a été mentionné plus haut. L'une de ces dc-ux plates-formes peut en outre être réglée en hauteur sur une course limitée afin de compenser les éventuelles différences 35 d'épaisseur dos pièces à usiner qui sont appuyées et maintenues sur ces plates-formes. On peut de cette façon obtenir, par exemple, les deux moitiés d'un moule, qui peuvent être identiques ou symétriques, comme c'est le cas par exemple pour les moules pour 40 enveloppes de bandages pneumatiques pour véhicules, lesquels 69 31499 2 2018814 nécessitent le fraisage de rainures qui se développent avec des trajets divers sur des surfaces de révolution, et de cavités dont les flancs peuvent avoir des inclinaisons diverses et variables par rapport à la surface du fond, môme dans une même cavité. 5 La traverse oscillante peut de préférence décrire pour dos raisons d'encombrement, une oscillation de + 45° autour du-dit axe horizontal, mais il est • prévu que les deux bras porte-mandrins peuvent être de deux types interchangeables et facilement remplaçables, dont l'un est capable de présenter l'axe. 10 de la fraise dans une position verticale tandis que l'autre peut placer cet axe dans une position horizontale lorsque la traverse se trouve dans une position centrée verticale, ceci permettant d'atteindre deux champs d'action, l'un à axe central horizontal et l'autre à axe central vertical qui sont adjacents 15 entre eux suivant une droite inclinée de 4-5°, de sorte qu'il est possible de travailler au total le long d'un arc de 180°. Etant donné que l'axe d'oscillation de cette traverse passe par la pointe des outils, le segment de droite qui constitue l'axe de la fraise peut se déplacer en faisant parcourir 20 . à l'extrémité qui en forme la pointe les coordonnées orthogonales horizontales, et verticales et en faisant parcourir à l'autre extrémité un plan radial vertical qui passe.par l'axe du moule ou, de.toute façon, un plan vertical parallèle à la direction du mouvement horizontal des outils. 25 Suivant l'invention, la commande des. mouvements rela tifs entre l'axe de la fraise et la matière à travailler est réalisée au moyen de dispositifs à programme à commande numérique, à bande perforée ou magnétique, ou équivalents, ou encore à l'aide d'un mécanisme à reproduire et/ou à l'aide d.'une 30 combinaison de ces. divers dispositifs. L'un des mouvements est de préférence commandé pour suivre,le profil d'une forme qui représente la surface de base .ou de référence par exemple le profil extérieur d'une enveloppe. La description qui va suivre en regard du dessin 35 annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- . prendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est .-une- vue extérieure de la face avant d'une fraiseuse double destinée à usiner .les moules pour enveloppes de bandages pneumatiques pour véhicules. 40 La figure.2 est une vue de dessus de la machine de la 69 31499 3 2018814 figure 1. La figure 3 est une coupo suivant le plan dont la trace est représentée en III-III sur la figure 2„ La figure 4 est une coupe suivant le plan dont la 5 trace est indiquée en IV-IV sur la figure 3* La figure 5 est une vue en coupe suivant le plan dont la trace est représentée en V-V de la figure 3« Les figures 6a et 6b sont des coupes d'une plate-forme porte-pièce, suivant le plan dont la trace est représentée en 10 VI-VI sur la figure 3, le mandrin étant dans une position horizontale sur l'une des figures et en position verticale sur l'autre. La figure 7 est une vue en plan de la machine dans laquelle les mandrins sont montés à axe horizontal , dans la 15 position de travail représentée sur la figure 6a. Dans la forme de réalisation représentée ainsi qu'on peut le voir en particulier sur les figures 1 et 2, la fraiseuse double suivant l'invention comprend un "bâti central 1, des prolongements latéraux 2 et 3 dans lesquels sont montées 20 des plates-formes rotatives 4 et 5» un chariot central 6, qui peut coulisser horizontalement dans le bâti 1, et sur lequèl est articulée une traverse 7» Les plates-formes 4 et 5 peuvent tourner autour de leurs axes verticaux et sont munies de griffes 8, lesquelles 25 sont de préférence équipées de moyens auto—centretirs, et qui servent à maintenir la pièce à usiner sur la plate-forme». En se reportant à la figure 3* on voit que le bâti central 1 de la machine est prolongé d'un côté et de l'autre, jusqu'aux axes des plates-formes, par des socles 9 et 10 sur 30 lesquels sont montés les supports 11 et 12 des plates-formes. Tandis que le support 12 porte directement un roulement 13 qui porte la plate-forme rotative 5 cette plate-forme se trouvant par conséquent à un certain niveau fixe, le support 11 porte un manchon intermédiaire 14 au moyen d'un filetage ou 35 mécanisme analogue 11a et c'est sur ce manchon qu'est monté un roui orient 15 qui porte la plate-forme rotative 4. Le manchon intermédiaire 14 présente, sur sa périphérie extérieure, une couronne dentée 14a dans laquelle engrène le pignon 16 d'un moteur-réducteur 16a . En faisant tourner le pignon 16 40 on fait monter ou descendre le manchon 14, sous l'effet de la BAD ORIGINAL 69 31499 4 2018614 liaison à vis 11a qui est prévue entre le support fixe 11 et le manchon. Les deux plates-formes 4 et 5 sont commandées en rotation par une couronne dentée extérieure, 4a et 5a respec- 5 ~~ tivemont, au moyen d'un pignon ou élément équivalent combiné à -un réducteur qui est lui-même commandé par un groupe oléo-dynamique 22. Dans la chàîne cinématique de la plate-forme de gauche est intercalé un mécanisme inverseur 22a à trois positions qui a pour fonction de désaccoupler la transmission, ou 10 de faire tourner la plate-forme dans le même sens que la plateforme de droite ou en sens inverse. La couronne 4a de la plateforme 4 est prolongée dans le sens axial pour permettre la transmission du mouvement de rotation aux divers niveaux que la plateforme peut atteindre sous l'effet du mouvement du manchon inter- 15 médiaire 14, ainsi qu'on l'a indiqué précédemment. Le mouvement axial de la plate-forme 4, qui est obtenu à l'aide de moyens qui permettent des déplacements de faible amplitude, qui peuvent même être micrométriques, est prévu dans le but de placer au 2q même niveau les surfaces à usiner, même si l'épaisseur des pièces placées sur les plates-fornes varie dans des limites de tolérances relativement larges, ainsi qu'il est normalement admis dans la construction des parties extérieures des moules, coquilles et équivalents. 2^ Dans le bâti central 1 peut se déplacer verticalement un chariot 17 (voir également figures 4 et 5) dont les dimensions , dans le plan horizontal correspondent aux dimensions de la pièce à travailler. Ce chariot est constitué par une embase composée de tubes carrés soudés et qui est reliée rigidement aux parois 17a qui sont elles aussi fornées par des tubes carrés soudés entre eux, et aux extrémités de laquelle sont disposée a des vis 18 commandées par un arbre commun 19, lequel est mis en mouvement par un moteur approprié (non représenté) et par l'intermédiaire de groupes réducteurs 20. ^ Sur les vis 18 sont vissés des écrous 21, qui servent à faire monter le chariot 17, dont ils sont solidaires, l'ensemble pouvant coulisser sur des guides à rouleaux et les vis étant de préférence à circulation de billes. Sur le chariot 17 peut coulisser horizontalement, 40 par l'intermédiaire de guides à rouleaux 23, le chariot 6 qui a la forme d'une boîte ou d'un caisson et qui présente les BAD ORIGINAL 69 31499 5 2018814 supports 6a sur lesquels sont montés les tourillons 7a de la traverse 7« le chariot 6 à coulissenent horizontal est mis en xaçuve-ment par 11 internédiaire d'une vis 24 et d'un écrou 25, qui 5 est lui-même solidaire du chariot 6, la vis 24 étant placée dans une position centrale par rapport à c.e chariot. L'écrou 25 ost commandé par un moteur, de préférence hydraulique, non représenté. Sur le même chariot 6 est montée une vis 26' qui seifc a -10 déplacer horizontalement un chariot 27 qui est en prise avec une patte en secteur cb cercle 28 de la traverse 7 de sorte qu'au - déplacement- horizontal du chariot 27 correspond un déplacement 'angulaire de la traverse 7« La liaison entre.les.deux éléments est assurée de préférence par des rubans métalliques croisés 15 mais elle peut également être obtenue par des dentures normales ou analogues, ces dentures faisant en particulier office d'éléments de sécurité et présentant un certain jeu entre les dents. La traverse 7 porte à ses extrémités 7b deux bras 29 et 30 portant des mandrins à moteur 31 et 32, sur les extrémités 20 desquels se trouvent des fraises 33 et 34 qui exécutent l'usinage (voir figure 6a.et 6b). Grâce à la disposition des tourillons 7a et des bras 7b de la traverse 7, ainsi que grâce à la forme et la disposition des bras 29 et 30 et mandrins 31 et 32, les pointes -des outils 33 et 34 qui sont montés sur les 25 mandrins sont, situées sur l'axe X-i: d'oscillation de la traverse autour dos tourillons ,7a. Suivant .l'invention, les bras montés aux extrémités de la traverse 7 peuvent être capables de porter un mandrin à moteur dont l'axe se trouve.en position horizontale lorsque la traverse 7 .est verticale, comme représenté on 29 et 30 30 sur.les figures 1 ,. 2, 3. et 7 et sur la figure- 6a pour les mandrins 31 et 32, ou bien les^bras peuvent être capables de porter un mandrin à axe vertical fpour la position centrée de la traverse 7) comme indiqué respectivement en 35, 36, 37 et 38 , ,sur la figure 6b. Dans l'exemple représenté, le mouvement angu-35 lairo de le. traverse. 7 per rapport, à la verticale est limité à 45° d'un côté et de l'autre, ce.qui se traduit par la possibilité do faire varier de 90° la position de l'axe du mandrin avec possibilité d'obtenir un champ de travail d'un total de 180°, les diverses zones étant adjacentes suivant une ligne 40 inclinée de 45° par rapport à la verticale. 69 31499 6 2018814 Les figures 6a et 6b sont deux coupes suivant un plan vertical qui coupe axialement la plate-forme 5, sur laquelle est monté dans un cas, un moule à secteurs 39 pour le moulage de la bande de roulement d'une enveloppe de bandage pneumatique et, 5 dans l'autre cas, la moitié d'un moule pour enveloppe de bandage pneumatique la fraise usinant alors la surface latérale de la bande de roulement. Le fonctionnement de la machine est le suivant : En-supposant au préalable que.les mouvements selon les 10 divers axes peuvent être obtenus, ainsi qu'on l'a dit plus haut, à l'aide de moyens connus qui exécutent un programme, par exemple au moyen d'unê bande perforée, d'uûé commande numérique, d'une,bande magnétique, de formes, palpeurs et équivalents ou encore à l'aide de combinaisons variées de ces divers moyens 15 étant en outre prévus des moyens qui permettent, par une commande automatique, par exemple assurée par une bande, d'extraire l'outil-d'une cavité à contour fermé et le ramener dans la même position finale dans une autre cavité suivant, l'axe dont le mouvement est asservi à une forme ou moyen analogue, à l'aide 20 d'un transducteur de position, l'usinage d'un moule peut être . exécuté simultanément, pour deux: moitiés identiques ou symétriques, ou pour-- deux moules ou deux secteurs. On fixe les pièces à travailler sur les plates-formes 4 et 5 au moyen des griffes auto-centreuses 8 puis on amène 25 le plan de joint des moules, ou le plan, la ligne, l'axe etc. de référence ou de symétrie de la pièce qui se trouve sur la plate-forme 4- au niveau de la référence correspondante de la pièce, montée sur la plate-forme 5» Cette opération s,'effectue en faisant tourner, le manchon intermédiaire 14- à l'aide du grou-30 pe 16 - 16a dans un sens ou dans l'autre, pour faire monter ou, descendre l'ensemble de la plate-forme 4- et du roulement 15 correspondant. Cette opération est suivie du déplacement horizontal du chariot 6, qui est exécuté par rotation de 1'écrou sur la vis 24-, puis du mouvement vertical du chariot 17 au 35 moyen des vis 18, jusqu'à ce que la pointe de l'outil soit placéo en position de travail (voir figures 4-, 5 et 7)« Les mouvements combinés des divers organes, c'est-à-dire le mouvement de rotation dos plates-formes autour de leurs 69 31499 2018814 axes verticaux, dans le nêne sens ou en sens opposés, le nouve-riont de déplacenent horizontal et vertical du chariot 6, qui est à son tour transnis à la traverse 7» et le nouvenent d'oscillation de la traverse autour de l'axe X-X qui passe par les poin-5 tes des fraises 33 et 34-, .permettent d'usiner les cavités du noule le long de surfaces intérieures de révolution, dans des plans perpendiculaires ou parallèles à l'axe de ces surfaces. Selon l'invention, il est prévu de pouvoir remplacer, suivant le type de travail et la forne de la pièce à travailler 10 les plates-fornes rotatives par deux -plates-fornes coulissantes alignées entre elles et pouvant décrire des nouvenents transversaux de nêne sens ou en sens inverses. Il est égalenent prévu de pouvoir utiliser un seul des mandrins à noteur et d'é-lininer l'un des deux postes de travail. 15 Naturellement, la structure des divers éléments' de la nachine est calculée en fonction des sollicitations auxquelles Des élénents sont sounis ; toutefois, on peut remarquer la structure particulière à tubes carrés juxtaposés et soudés dont le chariot 17 est forné afin d'assurer une rigidité suffisante 20 de l'ensenble, ainsi que la structure particulière de la traverse en caisson qui est capable de donner une grande légèreté à l'ensemble oscillant ; ce sont là des particularités de la nachine suivant l'invention qui sont relatives aux nouvenents que cette nachine doit exécuter et aux dinensions des pièces 25 à travailler. Il va de soi que des nodifications peuvent être apportées aux nodes de réalisation qui viennent d'être décrits, notannent par substitution de noyens techniques équivalents sans sortir pour cela du cadre de la présente invention. 69 31499 8 2018814 HEVEHDICAIIOWS 1. Fraiseuse, particulièrement pour l'usinage de surfaces intérieures de moules, coquilles, formes, modèles et équivalents, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une 5 plate-forme porte-pièce, qui peut tourner autour d'un axe ou se déplacer par translation dans un plan, un bâti porteur à l'intérieur duquel est monté coulissant un chariot à mouvement vertical, lequel porte à son tour un chariot à mouvement horizontal, ce deuxième chariot portant des supports à axe horizon- 10 tal sur lesquels est montée oscillante une traverse, les outils pour le travail des pièces étant montés aux extrémités de cotte traverse et de telle façon que les pointes de ces outils se trouvent sur l'axe horizontal d'oscillation de la traverse. 15 2. Fraiseuse suivant la revendication 1, caractérisée' en ce qu'elle présente quatre possibilités de mouvements suivant des directions différentes, trois de ces mouvements étant exécutés par les outils" et l'un étant un mouvement d'oscillation autour d'un axe qui passe par la pointe des outils. 20 3. Fraiseuse suivant les revendications 1 et 2, carac térisée en ce que les plates-formes sont munies de moyens servant et à maintenir et à centrer les pièces en cours d'usinage. 4. Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend deux plates- 25 formes qui tournent autour d'un axe vertical ou qui peuvent coulisser dans un plan horizontal, ces plates-formes étant identiques entre elles et symétriques par rapport au bâti qui est prévu dans une position centrale, les plates-formes étant capables d'exécuter des mouvements d'avance, toutes les deux dans 30 le même sens ou en sens inverses pour obtenir des pièces identiques ou des pièces symétriques, 5. Fraiseuse suivant la revendication 4, caractérisée en ce que l'une des plates-formes est dotée de la possibilité de décrire des déplacements verticaux d'une amplitude limitée, 35 qui servent à compenser les variations d'épaisseur ou les variations de hauteur des plans de référence des pièces qui sont montées sur les plates-formes en vue d'être usinées. 6. Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5) caractérisée en ce que le chariot à déplacement 40 vertical qui est monté dans le bâti est prolongé dans une 69 31499 9 2018814 direction horizontale, d'une longueur correspondant aux dimensions de la pièce à travailler et présente des guides de coulis-sement du chariot à déplacement horizontal, ainsi qu'une vis ou moyen de commande analogue pour provoquer ce mouvement horizontal, 5 7.- Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 6, caractérisée en ce que le chariot à déplacement horizontal qui porte ladite traverse oscillante est à son tour munie d'un deuxième chariot à mouvement horizontal, qui est commandé par des moyens à vis ou analogues, et qui est combiné à 10 un secteur de cercle solidaire de la'traverse pour la commande de l'oscillation de cette traverse. 8.- Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le deuxième chariot à mouvement horizontal est relié au secteur solidaire de la traverse 15 au moyen de rubans croisés et/ou au moyen d'un secteur denté, ce dernier faisant par exemple office de moyens de sécurité et un jeu étant prévu entre les dents. 9.- Fraiseuse suivant 1'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'aux extrémités de la traverse 20 oscillante sont montés des bras porte-mandrin, sur chacun desquels on peut monter un mandrin à moteur, à axe central vertical ou à axe central horizontal, la pointe de l'outil portée par le mandrin à moteur étant toujours placée sur l'axe d'oscillation de la traverse. 25 10.- Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendica tions 1 à 9, caractérisée en ce que les mouvements des divers éléments sont obtenus de préférence à l'aide de moteurs hydrauliques accouplés à des réducteurs et à des inverseurs, ces moteurs pouvant être commandés par des dispositifs à programme, à 30 commande numérique, à bande perforée, à bande magnétique, etc... et également par des dispositifs à reproduire à formes et/ou par une combinaison quelconque de ces divers dispositifs. 11.— Fraiseuse suivant l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'un mouvement de l'outil 35 est asservi à une forme et en ce qu'il est prévu des moyens capables de commander automatiquement l'extraction de.l'outil d'orne cavité à contour fensé et le positionnement consécutif de cet outil dans la même position finale à l'intérieur d'une aut-cavitér ^uivant l'axe du mouvement asservi à la forme.