Brevet FR2115128A1 — publié le 19720707

La présente invention concerne une machine-outil comportant au moins deux broches porte-outil parmi lesquelles chaque groupe de broches porte-outil prévues pour des travaux d'usinage est constitué par deux broches disposées perpendiculairement entre elles, leurs axes se coupant, et une broche porte-pièce avec dispositif de fixation à fonctionnement automatique à laquelle est associé un dispositif automatique assurant l'alimentation en pièces A titre d'Article antérieur, on a notamment tenu compte du Brevet Autrichien n0 264.252 et des Brevets Français n0 1.348.177 et 1.284.049. On connaît des machines à'fraiser universelles comportant deux broches porte-outil qui se coupent à angle droit. Pour l'usinage des pièces cylindriques, est prévue une broche porte-pièce et les pièces sont maintenues entre pointes. On connaît aussi des broches porte-pièce avec dispositif de fixation à fonctionnement automatique. Mais, dans le cas des machines-outils connues, l'usinage de la pièce ne s'effectue que par intervention d'une broche porte-outil dans l'opération d'usinage. Pour rcsoudre des problèmes d'usinage différents sur le pourtour et sur la face d'extrêmité des pièces, il est toujours nécessaire de procéder à une modification de l'équipement des machines, qui prend du temps. Pour présenter la pièce par sa face d'extrémité, par exemple à la broche porte-outil disposée horizontalement, on connait des tables pivotantes. Mais la position du centre de pivotement de telles tables pivotantes sur la console des machines à fraiser ne permet de subordonner qu'un axe d'outil à la face d'extrémité de la pièce, à moins que l'opération d'usinage ne soit interrompue pendant un assez long temps pour la modification de l'équipement de la machine. On a développé des machines-outils commandées numériquement, dans lesquelles une modification d'équipement exécutée à la main interromprait l'enroulement automatique du programme. Il s'est en outre avéré que les réalisations connues de machines-outils à plusieurs broches du genre décrit au début ne peuvent être utilisées simultanément dans une installation en chaine que moyennant une dépense assez élevée, parce que la disposition, peu capable d'adaptation, de la broche porte-pièce ne permet pas un pivotement automatique l'amenant dans une position correcte par rapport aux éléments d'alimentation du système d'écoulement des pièces. Bien qu'il soit connu aussi de disposer la broche porte-. pièce de manière qu'elle puisse pivoter par rapport aux têtes à diviser, ce mouvement a été utilisé jusqu 'à présent d'une manière exclusive pour amener la broche porte-pièce dans différentes positions angulaires par rapport à une broche porte-outil. La disposition de l'axe de pivotement ne permet, dans aucune. des réalisations. connues, que la face d'extrêmité de la pièce soit subordonnée à deux broches porte-outil se coupant et perpendiculaires entre elles. A cela, il faut ajouter cette particularité, constituant un inconvénient, que le mécanisme de manoeuvre pour le desserrage du dispositif de fixation à fonctionnement automatique, indispensable pour les courses de travail automatiques, est relié rigidement dans les broches porte-pièce connues pouvant pivoter, dans les têtes à diviser, avec le carter portant les paliers des broches. La broche porte-pièce, dans ces têtes à diviser, peut être amenée hors de la position horizontale par un pivotement de 900 dans le plan d'une broche de pièce, jusqu a une position verticale. Le mouvement de pivotement s'effectue autour d'un axe de pivotement qui coupe l'axe de la pièce. En raison de l'unité cinématique fixe entre la broche porte-pièce et le mécanisme de manoeuvre pour le desserrage du dispositif de fixation à fonctionnement automatique, le mécanisme de manoeuvre participe au mouvement de pivotement. La position du point de pivotement au-dessus de la surface de fixation de la table de la machine-outil est déterminée par conséquent par la longueur d'encombrement du mécanisme de manoeuvre. Comme on le sait, c'est une commande par piston de poussée actionné hydrauliquement ou pneu matiquement qui s'est répandue comme mécanisme de manoeuvre.Ces mécanismes à piston de poussée atteignent, pour de longues courses, des longueurs importantes, de sorte que le point de pivotement vient se placer très haut au-dessus de la surface de fixation. Il en résulté une constitution d'ensemble statiquement instable de la broche porte-pièce. Les forces s'appliquant à la pièce conduisent à des déformations élastiques qui se manifestent par des défauts de précision de l'usinage. La position élevée du centre de pivotement au-dessus de la surface de fixation de la table entrain en outre une augmentation des dimensions du bâti, aux dépens de la stabilité de la machine. L'invention a pour but d'augmenter l'efficacité de l'usinage du pourtour et des faces d'extrêmité de pièces portées par une broche porte-pièce, sur des machinesoutils commandées numériquement, au moyen d'une disposition favorable de la broche porte-pièce par apport aux deux broches porte-outil et aux organes d'alimentation du système d'écoulement des pièces, et d'obtenir ainsi la stabilité de la fixation de la pièce et d'améliorer la constitution de la machine. L'invention a pour but, dans le cas de machines-outils comportant deux ou plusieurs broches porte-outils prévues pour des travaux d'usinage et disposées perpendiculairement entre elles, leurs axes se coupant, et comportant une broche porte-pièce à dispositif de fixation automatique à laquelle est associé un dispositif automatique assurant l'alimentation en pièces, de rendre variable la position de l'axe de la broche portepièce par rapport à la position des broches porte-outil et des organes d'alimentation du système d'écoulement des pièces, au moyen de dispositions appropriées, d'une manière telle que la coordination des- broches porte-pièce par rapport aux broches porteoutil et au changement de pièces puisse être assurée, grâce à des moyens de commande appropriés dans le déroulement automatique du programme. La constitution de la machine doit permettre, pour ce qui concerne la disposition de la broche portepièce, que cette dernière soit amenée dans une position telle que son axe soit dans l'alignement d'une des broches d'outil. Il est prévu, pour obtenir une stabilité élevée, que la distance entre la broche de pièce et la surface de fixation de son support soit maintenue aussi petite que possible, le support de broche et la surface de fixation étant parallèles (cette surface de fixation étant par exemple la surface de la table de la machine). A cet effet, l'invention concerne une machine-outil comportant au moins bleus broches porte outil. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la broche porte-pièce peut êtie amenée par pivotement, à l'aide de moyens de commande appropriés, dans deux positions d'extrêmité dans chacune desquelles elle se trouve dans l'aligne ment de l'une des broches porte-outil. Pour la coordination des organes de réception du dispoqitif de fixation à fonctionnement automatique avec le dispositif d'alimentation , la broche de pièce est disposée de telle sorte qu'elle peut être amenée par pivotement visà-vis des broches porte-outils, dans une position telle que les organes de réception soient tournés vers les organes du dispositif d'alimentation en pièces. Une forme de réalisation judicieuse de l'invention permet l'adaptation à des systèmes d'amenée différents des pièces dans le système d'écoulement des pièces, du fait que les broches- porte-pièce sont supportées de manière à pouvoir pivoter sur une table mobile perpendiculaire au plan commun des axes des broches porte-outils, table dont la course de déplacement est prévue d'une manière telle que la broche porte-pièce est déplacée par-les-broches porte-outil jusqu'à une position dans laquelle les organes de réception du dispositif de fixation à fonctionnement automatique passent vis-à-vis du dispositif d'alimentation en pièces. Sous 3a désignation de broche porte-pièce, il faut entendre, suivant l'invention, des broches tournant d'une manière continue ou par intervalles. On obtient suivant l'invention une position particulièrement stable des broches porte-pièces, du fait que le dispositif de fixation à fonctionnement automatique présente un mécanisme de manoeuvre qui est relié à postefixe avec le bâti de la machine, la table mobile ou les paliers, reliés rigidement à la table, de la broche porte-pièce. En vue d'autres cas d'usinage, l'axe de pivotement de la broche porte-pièce est disposé dans le plan des broches porte-outil, de manière à pouvoir être déplacé hors du joint d'intersection des axes des broches porte-outils en direction des axes de coordonnées x et y. La constitution de la machine suivant l'invention permet d'utiliser d'une manière complète la productivité inhérente à une machine-outil commandée numériquement. La broche porte-pièce peut, en raison de sa possibilité de pivotement autour de l'axe de pivotement disposé d'une manière particulièrement judicieuse, être coordonnée, dans un échange constant suivant le déroulement donné du programme, avec les différentes broches porte-outil ou au dispositif d'alimentation. La productivité augmente d'une manière correspondant à la vaieut des temps de changement d'équipement qui sont nécessaires dans les machines connues. Le déroulement de l'usinage s'effectue d'une manière particulièrement efficace si une broche porte-outil ou les deux broches porte-outils sont des parties constituantes de tourelles révolvers. Pendant que s'effectue l'usinage de la pièce au moyende l'une des broches porteoutil, la tourelle révolver à laquelle est associée la seconde broche porte-outil peut mettre en position l'outil suivant et la pièce, après l'achèvement de l'usinage, peut être associée dans un temps court optimal à la seconde broche, grâce au mouvement de pivotement de la broche porte-pièce. La stabilité de la machine obtenue au moyen de la constitution, suivant l'invention, garantit un résultat précis du travail d'usinage. On obtient une économie supplémentaire grâce à la bonne capacité d'adaptation de la position de la broche porte-pièce aux organes des dispositifs d'alimentation. Cette capacité d'adaptation permet en effet d'amener directement la broche porte-pièce dans la position convenant pour le changement de pièce, de sorte que la dépense correspondant aux organes d'alimentation titre le magasin à pièces et les organes de réception de la broche ez pièce est supprimée. La machine se trouve ainsi disposée dns l'atelier d'une manière bien nette et se prête commodément au:- travaux d'entretien. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après et aux dessins annexés, représentant des exemples non limitatifs de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 est la vue en élévation latérale d'une machine combinée à percer et à fraiser, - La figure 2 est la vue en élévation de face de la machine suivant la figure 1, - La figure 3 est la vue en plan de la machine suivant la figure 1, - La figure 4 montre un exemple de réalisation modifié, dans lequel l'emplacement du dispositif d'alimentation en pièces a été changé, - La figure 5 montre une représentation de détail concernant la disposition du mécanisme de manoeuvre pour le dispositif de fixation à fonctionnement automatique, et montrant la broche de pièce en position de chargement, - La figure 6 est une variante de la figure 5, la broche de pièce étant en position de travail. Comme exemple de réalisation de l'invention, on a choisi une machine combinée à percer et à fraiser. Cette machine comprend un bâti 1 muni de surfaces de guidage 2, pour une console 3 mobile verticalement. A la face supérieure du bâti 1 est disposé, dans des guidages transversaux 4, un chariot 5 de tourelle revolver pouvant être déplacé horizontalement. Le chariot 5 porte à sa face d'extrêmité une tourelle revolver 6 qui est munie de plusieurs broches porte-outil 7. Chacune des broches porte-outil 7 est, pour son travail d'usinage, placée d'une manière telle que son axe soit vertical. L'axe de la broche porte-outil 7 coupe l'axe d'une autre broche porte-outil 8 qui est supportée horizontalement dans le bâti 1. Les broches 7 et 8 se trouvent par consequent dans un plan commun, perpendiculaires l'une à l'autre. Sur la console 3 est disposé un chariot transversal 9 et, sur ce dernier, est disposée une table 10 pouvant être déplacée. La table 10 constitue un support pour la broche porte-pièce 11 qui est supportée de manière à pouvoir pivoter par rapport aux broches porte-pièce 7,8, autour d'un axe de pivotement 13, dans un palier pivotant rigidement solidaire de la table 10. L'axe de pivotement 13 coupe les axes des broches porte-outil 7,8 dans un plan qui leur est commun, et il est perpendiculaire à ce plan. La broche porte-pièce 11 coupe son axe de pivotement 13 sous un angle de 900. A coté de la machine se trouve un magasin 15 de pièces avec un dispositif d'alimentation 16 dont la griffe 17 prend les pièces 18 dans le magasin 15 et les amène à un dispositif de fixation 19 qui tient automatiquement les pièces et qui est une partie constituante de la broche porte-pièce 11. La table 10 peut être déplacée hors du plan commun des axes des broches porte-pièce 7,8 jusqu'à ce que les organes de réception du dispositif de fixation à fonctionnement automatique fassent vis-à-vis à la griffe 17 du dispositif d'alimentation 16. La broche de pièce 11 oscille par conséquent suivant le déplacement automatique d'un programme entre les broches porteoutil 7,8, et le dispositif d'alimentation 16, dans un mouvement de va et vient. Pour l'exécution du changement de pièce, le dispositif de fixation à fonctionnement automatique est ouvert par un mécanisme de manoeuvre 20. Le mécanisme de manoeuvre 20 se compose d'un mécanisme 21 à piston de poussée avec bielle 22. Dans la position d'extrêmité de la broche porte-pièce 11, position dans laquelle la broche portepièce eet associée au mécanisme d'alimentation 16, il existe Silpour maintenir des pièces relative- ment petites, on a besoin de faibles forces de fixation et de faibles trajets de fixation, le mécanisme de manoeuvre 20 peut aussi, en raison de ses petites dimensions, être assemblé rigidement avec la broche porte-pièce de sorte qu'il ne participe pas au mouvement de pivotement. Pour ce cas, on obtient, grâce à la position suivant l'invention de l'axe de la broche porte-pièce, une autre possibilité favorable pour l'association avec le dispositif d'alimentation 16. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, la broche porte-pièce 11 peut être amenée par pivotement dans une position telle que les organes de réception du dispositif de fixation à fonctionnement automatique 10 soient vis-à-vis du dispositif d'alimentation 16.Toutes les positions de la broche portepièce 11 se trouvent alors dans le plan des broches porte-outil 7,8, de sorte que le mouvement transversal de la table pour l'exé- cution du changement de pièce disparaît. Pour les travaux d'usinage, qui exigent que l'attaque de l'outil s'effectue excentriquement par rapport à l'axe de la pièce 18, l'axe de pivotement 13 de la broche de pièce 11 peut être déplacé dans le plan des broches d'outil 7,8, à partir de leur intersection dans la direction des coordonnées x et Z de ce plan. Ce déplacement est obtenu à l'aide du chariot transversal 9. L'invention permet par conséquent que l'axe de pivotement 13 soit écarté de son point d'intersection 14 avec les broches porte-pièce en vue d'autres cas d'usinage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentessà partir' desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10) Machine-outil comportant,d'une part, au moins deux broches porte-outil parmi lesquelles chaque groupe de deux broches porte-outil prévues pour des travaux d'usinage est constitué par deux broches disposées perpendiculairement entre elles, leurs axes se coupant, et d'autre part, une broche porte-pièce avec dispositif de fixation à fonctionnement automatique auquel est associé un dispositif automatique assurant l'alimentation en pièces,- machine-outil caractérisée en ce que la broche porte-pièce est disposée de manière à pouvoir pivoter visà-vis des broches porte-outil, l'axe de pivotement étant perpendiculaire au plan commun aux axes des broches porte-outil en un point qui est le point d'intersection de ces axes 20) Machine-outil suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la broche porte-pièce peut être amenée par pivotement,à l'aide de moyens de commande appropriés, en deux positions d'extrémité dans chacune desquelles elle se trouve dans l'alignement d'une broche porte-outil. 30) Machine-outil suivant les revendications 1 et 2, caracérisée en ce que la broche porte-pièce peut être amenée par pivotement dans une position telle que les organes de réception du dispositif de fixation à fonctionnement automatique fassent vis-à-vis au dispositif d'alimentation en pièces. 40) Machine-outil suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la broche porte-pièce est supportée de manière à pouvoir pivoter, sur une table perpendiculaire au plan commun des axes des broches portenoutil, table dont le trajet de déplacement est prévu d'une manière telle que la broche porte-pièce est déplacée à partir des broches porte-outil jusque dans une position dans laquelle les organes de réception du dispositif de fixation à fonctionnement automatique fassent vis-à-vis au dispositif d'alimentation en pièces. 50) Machine-outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la broche porte-pièce est reliée à un appareil à diviser. 60) Machine-outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le dispositif de fixation à fonctionnement automatique présente un dispositif de manoeuvre relié à poste fixe avec le bâti de la machine. 70) Machine-outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de fixation à fonctionnement automatique présente un dispositif de manoeuvre relié à poste fixe avec la table mobile. 80) Machine-outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif de fixation à fonctionnement automatique présente un dispositif de manoeuvre relié à poste fixe avec le palier oscillant, lié rigidement à la table de la broche porte-pièce. 90) Machine-outil suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'axe de pivotement de la broche porte-pièce est disposé dans le plan des broches porte-outil, de manière à pouvoir être déplacé hors du point d'intersection des axes des broches porte-outil, dans la direction des axes de coordonnées x et y.