Brevet FR2118995A1 — publié le 19720804

La présente invention se rapporte aux dispositifs d'usinage en général, et d'une façon plus précise à un mécanisme d'appui destiné à empêcher la flexion d'une pièce squs l'effet des contraintes engendrées par l'opération d'usinage en cours. 5 Dans les mécanismes classiques, une semelle ou une broche d'appui sont actionnés par un dispositif commandé par une servo-valve commandée elle-même par un style qui touche le pourtour de la pièce. Toutefois, les mécanismes employés jusqu'à présent ne permettent aucun déplacement relatif entre le piston du dispositif 10 moteur et la semelle d'appui. Aussi, étant donné que style et semelle subissent une usure due au frottement de la pièce au contact, la position relative de la semelle par rapport à la pièce se trouve modifiée, de telle sorte que la semelle ne se trouve plus dans une position dans laquel-15 le elle supporte la pièce. Cette dernière est donc exposée à subir une flexion sous l'effet des contraintes engendrées par le travail d'usinage. Pour annuler cette conséquence de l'usure, il était nécessaire, avec les dispositifs disponibles jusqu'à présent, de régler à la main la position relative du style et du dispositif 20 d'appui à mesure de l'avancement du travail. L'un des objets de la présente invention est donc un mécanisme perfectionné d'appui, qui suivra automatiquement la variation du diamètre d'une pièce. Dans ce mécanisme d'appui, l'usure du style est compensée de manière efficace. Un tel dispositif d'appui 25 comporte une broche d'appui qui peut être immobilisée après réglage adéquat de la position relative du style, d'un piston et de la broche elle-même. Ce style peut être dégagé de la pièce à usiner lorsque la position relative du style, de la servo-valve et du piston commandant la broche d'appui est réglée de façon adéquate. 30 En résumé, l'invention fait appel à une broche d'appui qui vient au contact de la pièce à usiner, et à un piston actionnant le broche sous l'effet d'une servo-valve qui en assure le déplacement téléscopique.Un style monté sur un axe peut venir palper la pièce. Il en détecte le diamètre et commande une valve cylindrique qui 35 règle le mécanisme. Lorsque cette valve cylindrique est amenée par le style dans une position donnée, assurant une relation déterminée entre la position respective du style, du piston et de la broche, cette dernière est immobilisée de façon à soutenir effectivement la pièce. 40 D'autres caractéristiques, d'autres aspects et d'autres avan- 71 46075 2 2118995 vantages de l'invention apparaîtront mieux au fur et à mesure de la description détaillée qui suit, illustrée par les dessins correspondants, dans lesquels un même numéro désigne un même élément sur toutes les figures. Celles-ci représentent : 5 Figure 1 : une vue de face montrant la disposition géné rale d'une exécution de la présente invention. Figure 2 : une vue de droite prise suivant la flèchell de la fig. 1. Dans cette figure, la poupée de contre-pointe n'est pas représentée. 10 Figure 3 : une coupe à plus grande échelle d'un mécanisme d'appui le long de la ligne III-III de la fig.2. Figure 4 : une coupe le long de la ligne III-III de la figure 2 montrant le mécanisme d'appui en position de repos. Figure 5 : un circuit hydraulique pour la commande du 15 mé can i sme d'appui. Figure 6 : une autre exécution conforme à la présente invention. Dans les figures, et plus particulièrement aux figures 1 et 2, on trouve un plateau 1 sur lequel est fixée une poupée 10. 20 Un arbre principal 11 est monté sur la poupée et peut tourner sous l'action d'un moteur M. Un mandrin 12, destiné à serrer une pièce W à usiner, est fixé à l'extrémité de l'arbre principal 11. Plusieurs rails de guidage, espacés dans un plan vertical, 13, 14, 15 et 16, sont taillés dans une partie oblique de la surface du 25 plateau 1. Ils sont parallèles à l'axe de l'arbre 11. La pièce W est serrée entre le mandrin 12 et une poupée de contre-pointe 17, laquelle est montée et fixe sur les rails 13 et 14. Un chariot 18, pouvant coulisser sur les rails 13, 15 et 16, s'y déplace dans le sens longitudinal sous l'action d'un moteur à impulsions 19, 30 lequel est monté sur le plateau 1 et fait tourner une vis d'entraînement 70 dont le filetage s'engage dans le chariot. Une coulisse transversale 71 est montée sur le chariot 18, sur lequel elle se déplace sous l'action d'un second moteur à impulsions t73 qui est monté sur le chariot 18 et fait tourner une vis d'entraînement 72 35 dont le filetage s'engage dans la coulisse. Une tourelle 74, portant plusieurs outils 4, est montée de façon repérable sur la coulisse 71. Elle peut pivoter au choix à l'aide d'un dispositif adéquat non représenté sur la figure. Les dispositifs de support ou d'appui 3a et 3b sont montés -40 sur un bâti 2. Ils sont placés sur un cercle et forment entre eux 71 46075 3 2118995 un angle supérieur à 90°. Ils soutiennent la piècgflf contre les forces engendrées par les outils 4 pendant les opérations d'usinage, l'empêchant de fléchir. Avant d'entreprendre un travail d'usinage à l'aide de l'un des outils 4, on peut régler la position du bâti 5 2 dans le sens longitudinal sur le chariot 18 dont il est solidaire, en manipulant une cheville en T21 dont les branches viennent se loger dans une fente, non représentée, gui est ménagée dans le chariot. Le dispositif d'appui 3b, représenté sur les fig. 3 et 4, 10 supporte une résistance relativement plus faible que son homologue 3a, mais il comporte une servo-valve qui commande celui-ci. Comme on le voit, un dispositif d'actionnement 22 du dispositif d'appui, logé dans le bâti 2, comporte un piston 31 auquel est incorporé une tige 32 qui peut coulisser longitudinalement dans le dispositif 15 22, mais dont tout mouvement de rotation est interdit par un organe de blocage non représenté, qui peut être de conception classique. Dn mécanisme 33 de serrage du collet, monté sur une partie renflée 321 de l'extrémité libre de la tige du piston 32, comporte un pis-tion 34 qui peut y coulisser, ainsi qu'un collet 35 qui comprend 20 une partie conique fixée à un de ses flancs. Une broche d'appui 36 fait saillie à travers le piston 34 et le collet 35. Le piston 34 possède une partie de serrage 341 qui possède un creux de forme conique, complémentaire de l'élément conique du collet 35, de telle sorte que, quand le piston 34 est poussé vers la pièce W, la broche 25 d'appui 36 soit serrée par le collet 35. Lorsque le collet 35 et la mâchoire 341 du piston 34 sont dégagés l'un de l'autre, la broche 36 est néanmoins poussée vers la pièce par un ressort hélicoïdal 363 placé entre la tige 32 et la broche 36. Un galet 361, qui peut être en contact avec la pièce W, est monté à une extrémité 30 de la broche 36 de façon à tourner sur un axe 362." Une goupille 364, serrée contre la tige 32 dans le sens radial, empêche tout mouvement réciproque de rotatio n entre la broche 36 et le piston 34, tout en permettant leur mouvement relatif dans le sens axial. On remarquera que la construction du mécanisme d'appui 3a 35 est entièrement identique à celle de 3b. Sa description a donc été omise par souci de simplification. Les détails de la valve de servo-commande, qui n'existe que sur le mécanisme 3b, sont décrits ci-dessous, en se rapportant toujours aux fig. 3 et 4. 40 Un bâti 51 est fixé au bâti du mécanisme 33 de serrage du 71 46075 4 2118995 collet. Un style 5 pivote sur un axe 523, monté sur une partie saillante 522 d'un manchon 521 de valve, dans lequel un creux a été ménagé à cet effet. Une butée filetée 54 est vissée dans la partie gauche du style 5 pour limiter toute rotation en sens tri-5 gonométrique positif, grâce à sa mise en contact avec le bâti 51. Une valve cylindrique 52 coulisse dans le manchon 521 fixé au bâti 51. Elle est poussée vers le haut par un ressort hélicoïdal 524, destiné à pousser le style 5 à tourner dans le sens trigononétri-que positif. Une tige-poussoir 531, placée dans le bâti 51, est 10 tirée constamment vers le bas par un ressort hélicoïdal 532. Cette tige 531 peut être poussée vers le haut en surmontant la force du ressort 532 grâce à un solénoïde 53 lié au bâti 51 ; le style tourne alors en sens négatif (sens des aiguilles d'une montre) et pousse la valve cylindrique 52 vers sa position basse, tandis que le 15 mécanisme 33 de serrage du collet, lié à la valve, s'abaisse et retire le piston 31. Sur la fig. 5, qui montre un circuit de commande hydraulique, une valve commutratrice 6, qui commande le mécanisme 33 de serrage du collet des dispositifs d'appui 3a et 3b, comprend des 20 lumières A6 et B6, reliées respectivement aux chambres haute (33a) et basse (33b) du mécanisme 33. Cette valve comporte également un solénoïde d'actionnement SOL6. Elle est alimentée en liquide sous pression à partir d'une source P, et conçue pour évacuer le fluide vers un réservoir T. 25 On remarquera que la description du fonctionnement du cir cuit hydraulique pour le dispositif 3a a été omise étant donné que celui-ci est construit de la même façon que 3b, les deux dispositifs étant commandés simultanément. Ainsi par exemple, lorsque le piston 31 du dispositif 3b monte, celui de 3a monte en même temps. 30 Les lumières 52C1 et 52C2 de la valve cylindrique sont reliées respectivement aux chambres haute (22A), et basse (22B) du dispositif d'actionnement 22. Lorsque la valve 52 est dans une position plus élevée que celle de la fig.5, les lumières 52B et 52A1 sont respectivement en communication avec les lumières 52C2 et 52C1. 35 Lorsque la valve 52 se trouve plus bas que sur la figure, ce sont les lumières 52B et 52A2 qui sont en communication avec 52C1 et 52C2 respectivement. Ainsi, le fluide sous pression peut remplir au choix soit la chambre haute 22A+ soit la chambre basse 22B du dispositif d'appui 22. 40 En cours de fonctionnement, une pièce W pourra être usinée 71 46075 5 2118995 par un outil 4 lorsque le chariot 18 part de la position qu'il occupe dans la fig.4 pour se déplacer dans le sens de l'axe de la pièce. Lorsque le chariot 18 a parcouru une distance déterminée à l'avance, ou lorsqu'un travail donné a été effectué, le courant du solénoïde 53 est coupé par le signal émis par un commutateur limite non représenté, la tige-poussoir 531 est tirée vers le bas par le ressort hélicoïdal 532, et dégage ainsi le style 5. Celui-ci va tourner alors en sens positif sous la poussée de la valve 52 action née par le ressort 524. Lorsque la valve s'élève ainsi, le fluide sous pression pénètre dans la chambre inférieure 22B du mécanisme 22 en passant par les orifices 52B et 52C2, tandis que le fluide qui se trouve dans la chambre supérieure 22A est évacué par les lumières 52C1 et 52A1 jusqu'au réservoir. En conséquence, la broche d'appui 36 et le style 5 de chaque mécanisme sont poussés vers la pièce W sous l'effet de leurs pistons 31 respectifs, jusqu'au contact, tandis que les pistons 31 se déplacent par rapport aux broches 36 en surmontant la poussée des ressorts 363. Puis; lorsque le style 5 vient au contact de la pièce W, celle-ci le repousse dans le sens négatif, ce qui provoque un abaissement de la valve 52, jusqu'à sa position neutre, telle qu'elle apparaît dans la fig» 3 et la fig.5. L'alimentation de la chambre inférieure 22B en fluic; sous pression est alors interrompue et le mécanisme d'actionnement 22 est désactivé, du fait que la lumière 52B de la valve cylindriqu reliée à la source, est obturée par une partie pleine de la valve. Ensuite, après désactivation d'une minuterie à bobine, non représentée, et qui se trouve sous tension lorsque le solénoïde 53 ne l'est pas, le solénoïde SOL6 de la valve commut_atrice est activé et fait passer le distributeur cylindrique de cette valve de lr, position I à la position II. Le fluid^feous pression alimentera donc la chambre inférieure 33B du mécanisme de serrage 33 du collet, en passant par la lumière B6, tandis que le fluide présent dans la chambre supérieure 33A est évacué vers le réservoir T en passant par la lumière A6. L'élément mâchoire du piston 34 engagera donc le collet 35 qui va serrer fortement la broche d'appui 36. A ce stade, tout mouvement relatif entre la broche 36 et son piston 34 est interdit. La pièce est donc effectivement soutenu: et sa. flexion peut être empêchée. Lorsque le chariot 18 a poursuivi son mouvement axial de translation vers la pièce assez loin pour que l'opération d'usinage soit complétée, l'outil 4 se retire et le solénoïde 53 est activé 71 46075 6 2118995 de rouveau, de sorte que la tige 531 pousse le style 5 dans le sens négatif. Celui-ci rompt le contact avec la pièce et pousse la valve 52 vers le bas. Lorsque celle-ci a atteint sa position basse, le fluide sous pression pénètre dans la chambre supérieure 22A dâ 5 mécanisme 22 par l'intermédiaire des lumières 52B et 52C1 de la valve. Le fluide présent dans la chambre inférieure 22B est évacué vers le réservoir par les lumières 52C2 et 52A2. Ainsi, les pistons 31 des mécanismes 22 sont abaissés en même temps que les broches d'appui 36, les styles 5 et leurs dispositifs associés. A ce 10 moment-là, le solénoïde SOL6 est désactivé, laissant revenir le distributeur cylindrique 6 de la position II à la position I. Le fluide sous pression alimente alors la chambre supérieure 33A du mécanisme à mâchoire 33, par l'intermédiaire de la lumière 6 de la valve commutatrice 6, la chambre inférieure 33B étant reliée au 15 réservoir T par la lumière B6. Ainsi, le piston 34 est repoussé vers le bas et dégage l'élément de serrage 341 du collet 35, ce qui a pour effet de libérer la broche 36. Lorsque l'outil 4 et la broche 36 se sont rétractés comme indiqué ci-dessus, le chariot 18 peut revenir à sa position d'origine. Lorsqu'il s'agit de tourner une 20 pièce qui présente plusieurs diamètres différents le long de son axe, le solénoïde 53 est activé temporairement aux différents changements de diamètre, en conjonction avec le déplacement radial de l'outil 4, afin de provoquer le retrait de la broche 36. L'élémènt mâchoire 341 du piston 34 dégage alors le collet 35 comme indiqué 25 ci-dessus. Lorsque l'outil 4 est venu se mettre en place, par translation axiale dans la direction de la pièce, et se trouve prêt à effectuer une opération d'usinage sur une distance déterminée à l'avance, le solénoïde 53 est désactivé et le piston 31 avance pour provoquer le contact entre la pièce et la broche d'appui 36 30 sur un diamètre différent du précédent : le collet est alors serré par le mécanisme à mâchoire 33 pour la suite de l'opération d'usinage. C'est ainsi qu'une pièce qui comporte plusieurs diamètres l différents peut également être soutenue par lés broches 36. Suivant le mode de réalisation de l'invention tel qu'il 35 est décrit ci-dessus? les broches d'appui 36 sont serrées lorsque la valve cylindrique 52 est dans sa position neutre. L'usure des styles peut donc être compensée ou, en d'autres termes, les broches 36 pourront toujours rester en contact avec la pièce W sous l'effet d'une poussée suffisante, quelle que soit l'usure du style 5. 40 Sur la fig.6 on trouvera des détails d'une autre variante BAD ORIGINAL 71 46075 7 2118995 d'exécution de l'invention, dont les éléments ont la même fonction et portent le même numéro que dans l'exécution précédente. De même, la description du dispositif 3a est omise, étant donné que celui-ci est d'une construction identique à celle de 3b. Dans cette seconde 5 exécution,le piston 31 est serré, lui-aussi, par un autre dispositif de serrage, et le style 5 est dégagé pendant que le piston 31 est serré. Un manche de serrage 301 sort de l'extrémité inférieure du piston 31 afin d'être immobilisé par rapport au bâti 2. Un mécanis-10 »e de serrage 302 est fixé au mécanisme d'appui 22. Il comporte un piston coulissant 305. Un collet 306 destiné à serrer le manche 301 est fixé à un diaphragme 303 boulonné au mécanisme 22 par des vis 307. Le collet est disposé de manière qu'il soit serré par la partie mâchoire du piston 305. 15 La chambre supérieure 302A du mécanisme de serrage 302 est reliée à la chambre supérieure 33A du mécanisme correspondant 33, la chambre inférieure 302B de 302 étant relifie de même à la chambre inférieure 33B.de 33. Ainsi, lorsque la broche d'appui 36 est serrée par le collet 35, le manche 301 est serré lui-aussi par lecollet 20 306, de manière à immobiliser le piston 31 dans sa position. Dans cette variante d'exécution, lorsque le piston 31 et la broche 36 sont immobilisés, le style 5 peut être dégagé de la pièce W. Pour effectuer ce retrait du style, le solënoïde 53 est activé de façon à pousser la tige 531 vers le haut, faisant effectuer au style une 25 rotation dans le sens négatif. Ainsi, on peut éviter efficacement l'usure du style 5 dûe à son contact frottant avec la pièce W. On remarquera que le mécanisme d'appui décrit ci-dessus peut servir à des opérations de tournage plongeant. Lorsque l'opération d'usinage a réduit le diamètre de la pièce W, le style 5 30 tourne en sens positif, la chambre inférieure 22B du mécanisme 22 d'actionnement est alimentée en liquide sous pression par les lumières 52B et 52C, tandis que le liquide présent dans la chambre supérieure 22A est évacué vers le réservoir par les lumières 52C1 et 52A1 de la valve 52. Le piston 31 s'élève alors, ou en d'autres 35 termes la broche 36 se déplace en direction de la pièce pour compenser la réduction du diamètre de celle-ci. Lorsque le piston 31 monte ainsi, le style 5 qui se trouve au contact de la pièce W tourne à son tour dans le sens négatif, ce qui ramène la valve 52 dans sa position neutre. La circulation de fluide s'arrête, tandis 40 que la broche 36 reste fixée dans sa position compensée. 71 46075 2118995 Bien entendu, un grand nombre de modifications ou de variantes de la présente invention sont possibles à la lumière de ce qui est exposé ci-dessus. Il doit rester entendu que, dans le cadre des revendications qui suivent, l'invention peut être appliquée d'une manière différente de celle spécifiquement décrite ci-dessus, 71 46075 9 2118995 REVENDICATIONS 1. Dispositif d'appui destiné à prévenir le fléchissement d'une pièce pendant les travaux d'usinage, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un mécanisme d'actionnement pour le réglage des 5 éléments d'appui; comportant un piston coulissant à l'intérieur du mécanisme, une broche d'appui pouvant coulisser, et montée sur ledit piston de chacun des mécanismes d'actionnement, des ressorts placés entre le piston et la broche ci-dessus, leur permettant un mouvement réciproque, mais poussant normalement la broche d'appui contre 10 la pièce à usiner, un dispositif palpeur destiné à explorer le diamètre de la pièce, une servo-commande par valve liée audit dispositif palpeur et alimentant lesdits mécanismes d'actionnement en fluide sous pression, et un mécanisme de serrage incorporé aux mécanismes d'actionnement, qui immobilise la broche d'appui par rap- 15 port au piston au moment où le dispositif palpeur est amené, par son contact avec la pièce, à une position déterminée à l'avance par rapport à la valve de servo-commande citée à l'alinéa précédent. 2. Dispositif selon la revendication 1 dans lequel ladite 20 servo-commande comprend un distributeur à valve cylindrique, un dispositif de décentrage poussant la valve dans une direction et ledit dispositif palpeur qui est monté 25 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 dans lequel le dispositif permettant de dégager le palpeur de la pièce, repousse ainsi la valve, ce qui provoque le retrait du piston de chaque mécanisme d'actionnement. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 s 3 compre-30 nant en outre un second dispositif de serrage du mécanisme d'action- nement qui fonctionne simultanément avec le premier» 5. Dispositif selon la revendication 4 dans lequel un système dégage le dispositif palpeur de la pièce. 35