Brevet FR2104703A1 — publié le 19720421

La présente invention concerne une machine à torsader, en particulier une machine à torsader pour effectuer une torsion en hélice régulière sur des barres rondes du commerce de grande longueur, dans laquelle un générateur de chauffage local de la barre 5 au moyen d'un inducteur placé entre deux lunettes de centrage peut se déplacer d'un bout à l'autre de la barre pendant la torsion en hélice imposée à la barre suivant les paramètres de fonctionnement ordonnés à la machine par un poste de calcul d'après les données prédéterminées de l'hélice du foret fini. 10 On sait que les forets sont avantageusement percés de deux canalisations par exemple pour le refroidissement de leurs arêtes de coupe et l'évacuation des copeaux par circulation d'un fluide. Du fait de l'existence des gorges de dégagement en hélice qui caractérisent un foret, les canalisations prévues pour la circulation 15 d'huile doivent nécessairement être logées en dehors des gorges c'est-à-dire être elles-mêmes hélicoïdales. la technique antérieure consiste à usiner ou extruder des gorges rectilignes sur une barre droite, à percer au moins un canal de circulation de refroidissement en dehors des gorges dans cette 20 ébauche, et à torsader enfin avec ou sans chauffage l'ébauche pour obtenir le foret fini. Un inconvénient du torsadage d'une ébauche pour obtenir un foret final c'est qu'à partir de cette ébauche à gorges de section finale, le torsadage d'un^tel profil engendre certaines dissymétries 25 géométriques préjudiciables/qualités de coupe du foret hélicoïdal! La présente invention fournit donc une machine pour torsader une barre ronde du commerce,cette machine comprenant un banc à deux voies,un chariot monté sur la première voie,une poupée fixe à une extrémité du banc sur la seconde voie,une poupée mobile à l'autre ex- 30 trémité de la seconde voie,des chandelles escamotables réparties le » long du banc,le chariot portant un générateur de chauffage et deux lunettes de guidage de part et d'autre d'un inducteur,un poste calculateur électronique dans lequel on fait entrer comme données la valeur de l'angle de l'hélice ou la longueur du pas à réaliser, élâborânt les siènaux d'ordre qui imposent à la machine les paramètres convenables de chauffage, de la vitesse angulaire. 4u ^ mandrin d'entraînement et de la vitesse linéaire d'avance du chariot, afin d'obtenir sur la barré après torsadage des caractéristiques de fibrage rigoureusement hélicoïdales depuis la surface jusqu'au centre sans glissement traversier du métal dan« le plan 70 28860 2 2104703 des sections droites» D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre indicatif mais nullement limitatif une forme 5 de réalisation de l'invention. Sur ces dessins : - La figure 1 est une vue en plan du banc de la machine . suivant l'invention ; - La figure 2 est une vue en élévation de la machine de la 10 figure 1 ; - La figure 3 est une vue du groupe moteur à mandrin entraîneur suivant III-III de la figure 2 ; - La figure 4 est une vue en perspective du générateur de chauffage de la figure 3 ; 15 - La figure 5 est une vue suivant V-V de la figure 2 du groupe des cames auto-serrantes montées sur chaque mandrin des poupées r - La figure 6 est une vue suivant VI-VI de la figure 5 ; - La figure 7 est une vue d'un jeu de lunettes de guidage ; - La figure 8 est une vue d'un détail de la figure 7. 20 On voit sur la figure 1 un banc de machine comprenant une voie 1 le long de laquelle peut se déplacer un chariot 2 et une voie 3 à une extrémité de laquelle est prévue une poupée fixe 4 qui porte un ensemble de mandrin de serrage 5'. A l'autre extrémité de la voie 3 une poupée mobile 6 montée sur roues porte un ensemble 25 de mandrin de serrage 7. L'ensemble 7 est représenté sur les figures 5 et 6. Une broche 8 portant un aimant permanent 9 permet de loger avec des caractéristiques de démontage rapide un centreur de barre 10 sur lequel s'engage un mandrin mobile 11 entraîné en rotation par des clavet-30 tes 12. Le mandrin 11 porte par exemple trois cames auto-serrantes 13• Chaque came 13 pivote librement autour d'un axe 14 loge dans un anneau 15 qui tourne fou dans une cavité 16. La broche 8 entraîne les cames auto-serrantes 13 au moyen d'ergots 17 qui coulissent librement dans une glissière d'entraî-35 nement 18 prévue sur chaque came 13. Le profil excentré 19 de la came 13 est tel que le rayon r est inférieur au rayon R. Par conséquent, si le mandrin porte-cames 11 est entraîné dans le sens de la flèche f^les cames auto-serrantes 13 sont appliquées avec 70 28860 3 2.104703 une certaine force de serrage contre la surface cylindrique d'une première extrémité 20 de la barre à torsader. La broche 21 de la poupée fixe 4 entraîne l'ensemble du mandrin porte-cames 5 qui est identique à l'ensemble 7 et tourne en 5 service vis-à-vis de lui en sens contraire entraînant la seconde extrémité 20' (non figurée) de la barre à torsader. L'axe de la barre à torsader (20, 20') est représenté projeté en 22 sur le banc de torsadage (Figure 2). La barre (20, 20') passe à l'intérieur d'un inducteur 23 entre 10 deux lunettes de guidage 24 et 25 montée sur un coffret 26 logeant le générateur de chauffage qui alimente l'inducteur 23 en courant •de fréquence choisie,dans la gamme de six à quinze kilocycles en vue d'obtenir un chauffage homogène à coeur et d'éviter l'effet de peau. Le boîtier 26 du générateur porte une commande de ^minuterie de préchauffage 27, deux leviers de commande des lunettes 28 ,un 15 clavier 29 d'affichage du pas, un bouton molleté 30 de réglage de l'excitation et un bouton d'arrêt d'urgence 31. Un centre de calcul 32 des paramètres optimum pour obtenir la barre torsadée dans la masse fournit en fonction du pas de l'hélice à réaliser les signaux d'ordres qui commandent le chauffage de la barre à 20 l'intérieur de l'inducteur 23, la vitesse angulaire des broches d'entraînement du torsadage 8 et 21 et la vitesse linéaire d'avance du chariot 2. Le chariot 2 est entraîné sur ses roues 47 sur la voie 1 au moyen des chaînes (non figurées) fixées par exemple sur les organes de transmission 48. 25 On voit sur la figure 7 les mâchoires 38 et 39 d'une lunette de guidage 24 ou 25. Chaque mâchoire 38 ou 39 bascule dans le sens des flèches f1 ou f2 sur un roulement à billes40 autour d'un axe solidaire du boîtier 26 qui se déplace sur le chariot 2. Le réglage fin de la position des branches coulissantes 41 de la pince de gui-30 dage des lunettes se fait au moyen d'un ergot excentrique 42. ' On voit sur la figure 8 que chaque branche 42 porte deux équipements à rotule en équerre 43 et 44. Le réglage en position des équipements 43 et 44 qui coulissent respectivement sur leur plan d'appui 45 permet de déterminer à volonté le guidage précis de la 35 barre (20, 20') dans les lunettes 24 et 25 de part et d'autre de l'inducteur 23, à l'intérieur d'une gammé donnée de diamètres de barre. Des chandelles basculantes (non figurées) réparties le long de 70 28860 4 2104703 la voie 3 maintiennent à bonne hauteur en position rectiligne la barre (20, 20') pendant la course du chariot 2. le porte-mandrin monté sur glissières à aiguilles longitudinales dans la poupée mobile 6 suit sur son roulement à aiguille le long de la voie 3 5 le trajet de l'extrémité 20 de la barre pendant le raccourcissement provoqué par le torsadage. On remarque sur l'extrémité 20 de la barre à torsader deux orifices 33 et 34. Ce sont les canaux dans lesquels circule le fluide de refroidissement du foret fini en service. On peut prévoir 10 deux petites saignées 35 et 36 superficielles sur une ligne diamétrale orthogonale à la ligne idéale reliant les centres des deux canaux 33 et 34. il est indispensable de prévoir aux abords immédiats du solénoïde inducteur une douche cylindrique à débit constant d'air 15 ou de vapeur permettant de limiter la partie en torsadage à une longueur la plus courte possible. Le fait de torsader les barres en-dessous du point de transformation (acier rapide inférieur à 780°) contribue hautement à peimettre d'obtenir un pas régulier et fournit l'important bénéfice 20 d'éviter tout recuit spécial des barres après torsadage, les caractéristiques physiques de l'acier démeurent identiques avant et après cette opération. En effet seul le chauffage au.défilé permet un torsadage local et continu sur l'ensemble de la barre : une barre, chauffée 25. à 780° sur toute sa longueur par tout moyen, y compris par un inducteur de longueur égale à la barre, et torsadée à cette température, ne présente pas d'hélice au pas cherché et constant ; et une barre froide chauffée localement par un inducteur court se déplaçant régulièrement le long de cette barre n'est pas torsadée à un pas 30 cherché et constant si cet inducteur n'est pas immédiatement suivi d'une douche de refroidissement partiel arrêtant le torsadage à cet endroit. Après torsadage les saignées 35 et 36 se présentent donc en hélice à la surface de la barre, et leur emplacement permet au fa-35 bricant de forets d'usiner en se repérant sur la position de cette hélice, les gorges classiques dont le profil est figuré en pointillé en 37 dans une région évidée située en dehors de la région où se 70 28860 5 2104703 trouvent les canaux hélicoïdaux noyés dans la masse, invisibles pour l'opérateur, 33 et 34. On constate que le fibrage suivant l'invention obtenu dans la masse de la barre après torsadage est rigoureusement hélicoïdal 5 depuis la surface de la barre jusqu'au centre. Le clivage des arêtes du foret après taillage se présente donc rigoureusement suivant le plan des fibres du métal de qui n'est pas le cas dans les forets obtenus avec le procédé classique du torsadage d'une ébauche sur laquelle des gorges rectilignes ont été évidées avant 10 le torsadage ; en effet les irrégularités et tensions superficielles introduites par le torsadage classique sur ébauche dégorgée dans les régions qui seront ultérieurement le siège de 1'affQ.tage des arêtes provoquent, sur l'acier rapide par exemple généralement choisi pour la fabrication des forets, des discontinuités de fibra-15 ge et des sectionnements de fibres qui nuisent à la fois à la bonne qualité du travail de perçage de précision demandé aux forets finis en service et à la durée de vie de ces forets. De plus les barres rondes torsadées de grande longueur fournies par la machine suivant l'invention permettent à l'utili-20 sateur de disposer à volonté dans la barre à trous d'une queue d'outil pleine solidaire du foret, l'ensemble étant percé par le même jeu de canaux. Il va de soi que la présente invention a été décrite ci-dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limi-25 tatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexés. 70 2èô6ô 6 2104703 REYITOICATIOCTS 1. Machine à torsader des barres du commerce caractérisée en ce qu'elle comprend un banc à deux voies, un chariot mobile sur une première voie, une poupée fixe à une extrémité de la seconde 5 voie et une poupée mobile à l'autre extrémité de la seconde voie, un générateur de chauffage sous haute fréquence monté sur ledit chariot» un calculateur fournissant les signaux d'ordre des caractéristiques de chauffage d'un inducteur, de la vitesse linéaire du déplacement du chariot le long de sa voie et de la vitesse angu-10 laire de rotation des broches des poupées, chaque broche entraînant un mandrin porte-cames-auto-serrantes, la barre à torsader étant maintenue entre les deux poupées au-dessus de ladite seconde voie et passant à travers un inducteur branché sur le courant fourni par le générateur de chauffage. 15 2. Machine à torsader suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend deux lunettes de serrage mobiles avec le ' chariot de part et d'autre de l'inducteur. 3. Machine à torsader suivant la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend des chandelles basculantes le long du banc.-20 4. Machine à torsader suivant l'une des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que chaque mandrin porte-cames est monté démontable sur sa broche d'entraînement au moyen d'un centreur de barre fixé dans un logement sur la broche au moyen d'un aimant. 5- Machine à torsader suivant l'une des revendications 1 à 4 25 . caractérisée en ce que la barre est entraînée par au moins un mandrin porte-cames comprenant une couronne d'entraînement, une couronne porte-cames pouvant tourner folle dans un logement à l'intérieur de la couronne d'entraînement, au moins deux cames auto-serrantes fixées à pivot sur la couronne porte-cames, chaque 30 came portant un profil excentrique de serrage et une glissière, un ergot d'entraînement fixé sur la périphérie de la couronne d'entraînement étant en prise avec ladite glissière. 6. Procédé de fibrage dans la masse d'un foret caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : partir d'une barre du com-35 merce à. tin ou plusieurs trous, passer la barre entra^uns poupée fix® et une poupée mobile à travers un inducteur.mobile sur un chariot, ' y- déplacer ledit inducteur alimenté en courant/moyenne fréquence le long de la barre, pendant le torsadage par entraînement linéaire 70 28860 7 2104703 du chariot et rotation des broches porte-mandrin sur la poupée fixe et la poupée mobile, les caractéristiques du chauffage dans l'inducteur, du déplacement linéaire du chariot et de la vitesse angulaire des broches étant fournies par un calculateur dans lequel on fait entrer les caractéristiques de l'hélice à obtenir de façon à assurer au foret final, avant taillage des gorges du foret,un fibrage rigoureusement aligné sur les arêtes de coupe du foret en vue d'éviter tout découpage traversier des fibres du métal sur les arêtes. 7. Foret torsadé dans la masse suivant le procédé de la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend une région à gorge et une région pleine solidaire de la région à gorge, la région à gorge étant taillée après torsadage le long des fibres de laminage du métal. 8. Foret torsadé suivant la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux canaux de refroidissement percés avant torsadage, les gorges étant taillées dans le foret le long de saignées prévues parallèlement aux canaux sur la surface des régions bissectrices des plans yadiaux des canaux.