Brevet FR2047004A1 — publié le 19710312

L'invention concerne une machine à plusieurs têtes porte-outil munies chacune d'au moins une broche, notamment pour l'usinage d'une pièce par enlèvement de copeaux, têtes qui sont assujetties à un plateau pivotant commun. L'invention a pour but une machine d'agencement simple, à l'aide de laquelle une pièce fixée une fois pour toutes peut être usinée successivement par des outils différents, notamment des groupes d'outils, et qui permet un déroulement automatique des opérations d'usinage. Ce but est atteint par l'inventionl grâce au fait que la tête d'usinage se trouvant en position de travail peut être éloignée de sa position de service par un coulissement axial mutuel entre le plateau pivotant et au moins un organe de blocage en position, et séparée de son entraînement par un coulissement axial entre le plateau pivotant et un organe d'accouplement réuni à un moteur d'entraînement, et que, après le mouvement de pivotement du plateau, une autre tête d'usinage peut être amenée à sa position de service par le coulissement mutuel précité et accouplée au moteur d'entralnement. Chaque tête d'usinage, en particulier à plusieurs broches, peut être par conséquent séparée sans difficulté de son organe d'entraînement et être réunie à celui-ci pour se trouver immobilisée avec certitude dans sa position de travail. Les opérations sur la machine peuvent se dérouler automatiquement, car la séparation, la liaison, l'accouplement et le déplacement des têtes d'usinage ont lieu de manière très simple. La machine est de construction stable et peut se composer d'unités distinctes l'une de l'autre et faciles à assembler. La liaison mécanique peut être réalisée aisément entre la tête d'usinage mometanément en position de service et un chariot porte-pièce. Pour plusieurs opérations d'usinage, par exemple de perçage, d'alésage, de rabotage, destournäge, de fraisage, de filetage, etc.., la pièce'a besoin d'être fixée qu'une seule fois. La machine peut être utilisée également avec avantages pour l'usinage d'au moins deux perçages avec entre-axe réduit. On peut se contenter d'un petit nombre de vitesses de rotation, le cas échéant d'une seule, ainsi que d'un petit nombre de vitesses d'avance. Sur le plan de ses applications et de sa rentabilité, la machine représente un intermédiaire entre une machine individuelle à plusieurs broches pour usinages multiples (grande plage de vitesse de rotation et d'avance) et une machine spéciale destinée à une chaîne de transfert et ne possédant qu'un faible nombre de possibilités d'usinage. Dans un exemple de réalisation préféré de l'invention, le plateau pivotant est déplable en direction axiale et tourillonné dans une unité de pivotement, cependant que la tête d'usinage occupant momentanément sa position de travail est bloquée en position angulaire au moyen d'au moins un goujon de fixation et en position axiale au moyen d'au moins un organe de serrage, sa liaison avec le moteur d'entraînement étant assurée par un accouplement à griffes. Dans le cas où le moteur entraînant la tête d'usinage en position de ts- vail est réuni mécaniquement à un chariot porte-pièce mobile, de sorte qu'une avance dépendant du nombre de tours d'entraînement des outils est transmise au chariot porte-pièce, on peut utiliser, à la place de cages de filières à pinces, des cages de filières ordinaires, notablement moins coûteuse et plus faciles manipuler que des cages à pinces. Etant donné que le moteur entraînant la tête d'usinage momentanément en position de travail assure en même temps l'avance de l'unité de chariot portepièce, il est superflu de prévoir à cet effet un mateur particulier. Si le chariot porte-pièce est entraîné au moyen d'un moteur supplémeniaire à marche accélérée muni d'un frein à action automatique, il est possible de superposez à l'avance un mouvement rapide. Pour le réglage du chariot porte-pièce suivant le type de la pièce devant être usinée, on peut monter le chariot porte-pièce sur un support ajustable sur lequel il peut être déplacé. Selon une autre caractéristique de l'invention, il est prévu sur un carter contenant le moteur d'entraînement et l'unité de pivotement, un ensemble de commande comprenant un interrupteur multiple et un cylindre de commande, sus ceptibles d'être déplacés l'un par rapport à l'autre et par rapport au carter, l'un de ces organes étant réuni au chariot porte-pièce et l'autre au chariot réglable. Si l'ensemble de commande est assujetti au carter, il est protégé des copeaux provenant de l'usinage de la pièce ainsi que du fluide servant nécessairement au refroidissement de ltoutil, ce qui exclut tout risque de détérioration de l'ensemble de commande et en garantit la sûreté de fonctionnement. Un moyen pour simplifier la machine consiste à entraîner en rotation > en synchronisme avec le plateau pivotant,le lecylindre de commande tournant,alors que l'interrupteur multiple en est éloigné. On rend ainsi superflue une transç mission mécanique encombrante et compliquée. Pour commander automatiquement les diverses avances des pièces nécessaires pour chaque usinage, il est prévu en outre par l'invention de réunir le moteur d'entraînement au chariot porte-pièce par l'intermédiaire d'une boîte de vitesse dont les divers rapports peuvent être enclenchés à l'aide d'organes de commande associés à chaque tête d'usinage et assujettie au moins indirectement au plateau pivotant. A chaque rapport de la boîte correspond un interrupteur déterminé. Un élément actionnant l'interrupteur désiré peut être monté sur le plateau pivotant, de préférence sur la tête d'usinage. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description et des revendications, en référence au dessin qui représente schématiquement, à titre dtexemple de réalisation de Isobet de l'invention, une machine à plusieurs têtes d'usinage et dans lequel - la figure 1 est une vue en élévation de profil avec coupes partielles; - la figure 2 est une vue en élévation en direction de la flèche A de la figure 1; - les figures 3 et 4 représentent chacune à plus grande échelle et en coupe partielle l'un des détails désignés par a et b dans la figure 1; - la figure 5 est une vue en direction de la flèche B d'une unité représentée à la figure 1. Sur une plaque d'assise 1 est montée une unité menante 2, à laquelle est assujettie par bride une unité menée 3#et qui porte une unité de pivotement 4. Sur un arbre 27 de cette dernière est fixé un plateau pivotant 5 portant plusieurs têtes d'usinage, par exemple au nombre de six, munies de plusieurs broches, dont les outils peuvent être des forets, des filières, des alésoirs, des mêches, des fraises ou similaires, chaque tête d'usinage ne comportant de préférence, qu'un seul type d'outils. Une tête d'usinage peut également ne posséder qu'un outil. Les têtes d'usinage, au nombre de six dans le présent exemple de réalisation, sont réunies de façon séparable au plateau pivotant 5, au moyen de deux tétons latéraux et d'un téton de retenue central, dans lequel peut être chassée une clavette transversale pour bloquer la tête d'usinage par rapport au pla- teau pivotant 5. Les têtes d'usinage et le plateau pivotant s'appliquent l'un sur l'autre par des faces planes, le plateau pivotant étant constitué à cet effet par un polygone, en particulier un hexagone. La pièce 22 est montée sur un chariot porte-pièce 6 susceptible de se déplacer sur un chariot de réglage 21. Pour entraîner la tête d'usinage momentanément en position#de travail, il est prévu un moteur 8 appartenant à l'unité menante 2 et portant l'une des moitiés 17 d'un accouplement à griffes, qui est représenté dans la figure 3, qui peut coulisser entre certaines limites à l'encontre de l'action d'un ressort et dont l'autre moitié est fixée à la tête d'usinage portant un disque destiné à coopérer avec le disque d'accouplement 17. Le moteur 8 est relié, du côté opposé au disque d'accouplement 17, à l'unité menée 3 qui entraîne par l'intermédiaire d'un arbre articulé 9, une vis d'avance 10 tourillonnée dans le chariot inférieur de réglage 21. Sur le chariot porte-pièce 6 est installé un moteur 11 à marche accélérée, entraînant un écrou 12 qui est vissé sur la vis d'avance 10 et tourne dans le chariot porte-pièce 6 (figure 4). Le moteur à marche accélérée est muni d'un frein 13 agissant tant que moteur ne tourne pas. Le chariot inférieur 21 peut être réglé au moyen d'une manivelle à main 23 en fonction du type de la pièce 22 devant être usinée. Sur le côté du carter de l'unité menante 2 se trouve un dispositif 15 servant à faire pivoter un cylindre de commande 7. Le dispositif de pivotement 15 est accouplé mécaniquement au chariot porte-pièce 6 et mobile sur le carter suivant le déplacement dudit chariot. Le cylindre de commande 7 porte des barres de commande, dont le nombre est égal# à celui des têtes d'usinage et qui sont munies chacune d'une came réglable. Ces cames de commande coopèrent avec un interrupteur multiple 14, oscillant autour d'un palier 18 et entraîné au moyen d'un vérin 19. Le blocage en rotation de la tête d'usinage momentanément en position de travail est assuré par des goujons de fixation 16 assujettis au carter de l'unité 2 et s'engageant dans des douilles complémentaires de la tête d'usinage. Pour bloquer en position axiale la tête d'usinage momentanément en position de travail, il est prévu un organe de serrage 24 en forme de crochet, qu'un vérin non représenté fait coulisser axialement et qui agit sur le collet de la tête d'usinage. Au lieu de faire coulisser axialement le plateau pivotant 5, on peut rendre les goujons de fixation 16 mobiles axialemzntd Dans ce cas, la disque dtacm couplement 17 doit pouvoir pareillement coulisser axialement Pour déplacer le disque d'accouplement 17 et les goujons de fixation 16, on peut utiliser au moins un vérin. L'unité menée 3 est constituée par une boîte de vitesses; dans laquelle des embrayages magnétiques permettent d'enclencher des rapports et des avances différentes du chariot porte-pièce 6. A chaque tête d'usinage est associé un organe de commande agissant sur les embrayages magnétiques et muni de plusieurs interrupteurs 32 pontés derrière un plateau de serrage 31; les doigts de commande 33 des interrupteurs 32 traversent le plateau 31 et font légèrement saillie sur la face de serrage de celui-ci. Chaque tête d'usinage actionne l'un au moins des interrupteurs correspon- dant à son opération d'usinage, tandis que les autres interrupteurs restent non influencés grâce à des évidements 34. Lorsque chaque tête d'usinage est amenée à sa position de service, les embrayages magnétiques règlent l'avance à la valeur optimale pour le type d'outils considéré. Le plateau pivotant 5 et le cylindre de commande 7 doivent être actionnés en synchronisme par des interrupteurs de commande et de répétition non représentés branchés en parallèle. Chaque mouvement d'éléments de la machine déterminant l'opération d'usinage est confirmé a la fin du mouvement par des interrupteurs répétiteurs Larb1 27 de l'unité de pivoter ìiz ' oe--#stitué par Pa c Ye piston d'un vérin à double effet, coulissant axialement dans une enveloppe cylindrique. Les positions extrêmes de l'arbre 27 mobile axialement sont indiquées par des interrupteurs 28, 29, coopérant respectivement avec le plateau pivotant 5 ou une roué dentée 26. Cette dernière est fixée sur l'arbre 27 du côté opposé au plateau pivotant 5 et s'engage dans une crémaillère 25 ou s'en éloigne suivant la position qu'elle occupe.Les deux éléments sont représentés séparés l'un de l'autre dans la figure 1. La crémaillère 25 est le piston d'un serin à double effet, qui sert à faire tourner l'arbre 27 et le plateau pivotant 5. La crémaillère 25 est réunie à un cylindre de commande 30 par l'intermédiaire d'un axe. Un dispositif de commande correspondant à inversion cinématique entre l'arbre 27 mobile axialement qui porte le piston et une enveloppe cylindrique,- ces deux éléments faisant partie d'un vérin-, est décrit et représenté dans la demande de brevet déposée en Allemagne le 21 juin 1969 sous le n0 P 19 31 558. 3, ayant pour titre :"Dispositif de commande avec plateau diviseur assujetti à un arbre". Pour amener aux outils le liquide de refroidissement, il est prévu en outre un accouplement non représenté, qui se compose d'un tube fixé perpendiculairement à chaque tête d'usinage et d'une bague de caoutchouc pour assurer l'étanchéité de l'interstice entre un tube d'alimentation monté à poste fixe sur l'unité menante 2 et le tube assujetti à la tête d'usinage et-destiné à être introduit dans le précédent, de sorte que la liaison entre ces deux tubes peut être établie ou séparée par un mouvement axial de l'arbre 27. Après la mise en circuit de la machine, le moteur à marche accélérée 11 amène à grande vitesse le chariot 6 portant la pièce 22 au voisinage immédiat des outils de la tête d'usinage du plateau pivotant 5 se trouvant à cet instant en position de travail. Le moteur à marche accélérée 11 est alors arrêté et immobilisé par actionnement de son frein 13. Le moteur d'entraînement 8 est alors enclenché et sert à-la fois à faire tourner les broches de la tête d'usinage en position de travail et à faire avancer le chariot porte-pièce 6, par l'intermédiaire de l'unité menée 3, de l'arbre articulé 9 et de la broche 10. Les embrayages magnétiques, qui sont connectés à l'interrupteur actionné par la tête d'usinage considérée, règlent dans l'unité menée 3 le rapport le plus favorable pour l'avance nécessaire au mouvement du chariot porte-pièce 6. Après qu'a été atteinte la profondeur d'usinage voulue, le moteur d'entraînement 8 est interrompu et le moteur à marche accélérée 11 mis en circuit en sens inverse après desserrage du frein 13, de sorte que le chariot portepièce 6 retourne à sa position de départ. Pour faire tourner le plateau pivotant 5, il faut le dégager de son serrage axial sur le carter de l'unité 2 en libérant les organes de blocage 24 et éloigner l'interrupteur multiple 14 du cylindre de commande 7 par un actionnement du vérin 19. La tige de piston constituant l'arbre 27 de l'unité de pivotement 4 sur lequel est assujetti le plateau pivotant 5 se déplace alors en direction du chariot porte-pièce 6 et éloigne de ce fait la tête d'usinage momentanément en position de travail des goujons de fixatinn 16 et du disque d'accouplement 17, qui est repoussé par le ressort jusqu'à sa butée contre le chariot porte-pièce 6. Par suite du déplacement de l'arbre 27, la roue dentée 26 fixée #audit arbre s'engage dans la denture de la crémaillère 25, en même temps que l'accouplement pour le liquide refroidisseur est disjoint et le dispositif 15 fai- sant pivoter le cylindre de commande déverrouillé. Après l'achèvement du coulissement axial, signalé par l'interrupteur 29, la crémaillère 25 se déplaçant axialement fait tourner la roue dentée 26 et l'arbre 27 qui en est solidaire en rotation en fonction de la position du cylindre de commande 30 et suivant le nombre des têtes d'usinage, c'est-à-dire d'un angle de 600 dans le cas présent où ces têtes sont au nombre de six. La rotation du plateau pivotant 5 amène en position de travail une autre tête d'usinage, en particulier la suivante. Le dispositif de pivotement 15 amène en même temps en position de travail la barre de commande suivante du cylindre de commande 7. Le plateau pivotant 5 se déplace en direction de l'unité de pivotement 4 et fixe au moyen des goujons 16 la tête d'usinage se trouvant alors en position de travail. Le disque d'accouplement 17 est en même temps réuni au disque complémentaire de la tête d'usinage ou préparé pour l'embrayage lors du démarrage du moteur d'entraînement, cependant que le cylindre de commande 7 est verrouillé en position. Le plateau pivotant 5 est bloqué vis-à-vis du carter de l'unité 2 au moyen des organes de serrage 24 et l'interrupteur multiple 14 remis simultanément en place. La nouvelle opération d'usinage avec la tête se trouvant alors momentanement en position de travail commence par la mise en service du moteur à marche accélérée. La machine s'arrête alors automatiquement dès l'achèvement des opérations prévues par les têtes d'usinage. Ces opérations peuvent être répétées sur une pièce de même type. Il est possible également de remplacer la pièce et, le cas échéant, la tête d'usinage par une autre comportant des broches disposées différemment en vue de l'usinage d'une pièce d'un autre type. Le chariot porte-pièce peut être muni d'une table oscillante, ce qui permet d'usiner pareillement une autre face de la pièce 22. Il est possible en outre de monter sur une table oscillante différente plusieurs pièces de même type devant être usinées successivement, l'enlèvement d'une pièce dont l'usinage est terminé et la mise en place d'une pièce devant être usinée pouvant alors être effectués pendant les opérations. de travail. REVENDICATIONS 1.- Machine à plusieurs têtes porte-outil munies chacune d'au moins une broche, notamment pour l'usinage d'une pièce par enlèvement de copeaux, têtes qui sont assujetties à un plateau pivotant commun, machine caractérisée en ce que la tête d'usinage se trouvant en position de travail peut être éloignée de sa position de service par un coulissement axial mutuel entre le plateau pivotant (5) et au moins un organe de blocage en position (16), et séparée de son entraînement par un coulissement axial entre le plateau pivotant (5) et un organe d'accouplement (17) réuni à un moteur d'entraînement (8), et en ce que, après le mouyement de pivotement du plateau, une autre tête d'usinage peut être amenée à sa position de service par le coulissement mutuel précité et accouplée au moteur d'entraînement. 2.- Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau pivotant (5) est déplaçable en direction radiale et tourillonné dans une unité de pivotement (4), et en ce que la tête d'usinage occupant momentanément sa position de travail est bloquée en position angulaire au moyen d'au moins un goujon de fixation (16) et en position axiale au moyen d'au moins un organe de serrage (24), sa liaison avec le moteur d'entraînement (8) étant assurée par un accouplement à griffes (17). 3.- Machine suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le moteur (8) entraînant la tête d'usinage momentanément en position de travail est réuni mécaniquement à un chariot porte-pièce mobile (6), de sorte que le chariot portant la pièce (22) peut être entraîné au moyen d'un moteur supplé- mentaire à marche accélérée (11) muni d'un frein (13) à action automatique. 4.- Machine suivant la revendication 3, caractérisée en ce que le moteur d'entraînement (8) actionne une tige filetée d'avance (10), dont l'écrou (12) tourillonné dans le chariot porte-pièce (6) est entraîné par le moteur à marche accélérée (11). 5.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le chariot porte-pièce (6) est monté et peut se déplacer sur un support ajustable (21). 6.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que, sur un carter contenant le moteur d'entraînement (8) et l'unité de pivotement (4), est disposé un ensemble de commande comprenant un interrupteur multiple (14) et un cylindre de commande (7), susceptibles d'être déplacés l'un par rapport à l'autre et par rapport au carter, lun de ces organes étant réuni au chariot porte-pièce (6) et l'autre au chariot ajustable (21). 7.- Machine suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le cylin- dre de commande tournant (7) est entrqsne en rotatinn en synchronisme avec le plateau pivotant (5) alors que l'interrupteur multiple (14) en est éloigné. 8.- Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que l'interrupteur multiple (14) est oscillant et peut être amené en et hors service au moyen d'un organe d'entraînement (19) exécutant un mouvement axial. 9.- Machine suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le moteur d'entraînement (8) est réuni aù chariot portepièce (6) par l'intermédiaire d'une boîte de vitesses (3), dont les divers rapports peuvent être enclenchés à l'aide d'organes de commande associés à chaque tête d'usinage et assujettis au moins indirectement au plateau pivotant (5). 10.- Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que l'organe de commande comporte un interrupteur (32) qui fait partie d'un groupe dtin- terrupteurs dont le nombre correspond à celui des embrayages magnétiques de la boîte de vitesses (3), les doigts de connexion de chaque interrupteur coopérant au moins indirectement avec la tête d'usinage momentanément en position de service, tandis que les doigts de connexion des autres interrupteurs s'engagent dans des évidements complémentaires (34). 11.- Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisée en ce que le plateau pivotant (5) est fixé sur un arbre tournant et mobile axialement (27), qui est constitué par une tige de piston et porte une roue dentée (26) coopérant avec un organe d'entraînement oscillant (25). 12.- Machine suivant l'une quelc'onque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la tête d'usinage est réunie de façon séparable au plateau pivotant (5) au moyen d'une face d'ajustement mutuelle, en particulier plane, d'un organe de liaison séparable et d'au moins un élément de blocage t, en position.