Brevet FR2204483A1 — publié le 19740524

Liinvention est relativeàdes boStesporte-outil à galets. Les boites porte-outil à galets sont des dispositifs destinés à soutenir une pièce à usiner tournante au cours d'une opération d'usinage par enlèvement de métal, ceci au voisinage immédiat de l'outil de coupe. Elles comprennent essentiellement un corps de boite comportantdesmoyens, tels qu'une tige cylindrique, destinés à être fixés par exemple à la tourelle ou à la poupée mobile d'un tour horizontal ou d'une machine-outil analogue, des galets disposées'à une certaine distance l'un de l'autre suivant une circonférence pour supporter une pièce à usiner tournante, au cours de l'opération de coupe, et des moyens pour porter l'outil de coupe en position de travail en face des galets.Les galets, normalement au nombre de deux, sont généralement disposés avec leurs axes parallèles à celui de la pièce à usiner et la position de leurs axes est généralement réglable radialement par rapport à l'axe de la boite porte-outil de manière à pouvoir recevoir des pièces à usiner de diamètres extérieurs différents L'invention est relative, plus particulièrement, à des boîtes porte-outil à galets du genre dans lequel les moyens pour porterl'ou- til de coupe comportent un étrier vertical qui peut être fixé, par sa base, sur une plate-forme réalisée sur la boite porte-outil et stétendant parallèlement à l'axe des galets, l'étrier s'étendant vers le haut à partir de la plate-forme de manière à servir de monture à un outil dirigé vers les galets, et pouvant être fixé sur la plate-forme par des moyens de serrage traversant une fente allongée axialement qui permet de regler axialement sa position par rapport au corps de la boite. Dans de telles boîtes porteoutil à galets, l'outil est avantageusement maintenu dans un porte-outil monté sur l'étrier vertical et agencé de manière à pouvoir être réglé le long de cet étrier. Bien que de telles boites porte-outilàgalets aient danslten- semble donné satisfaction avec une avance manuelleoupour des passes légères, l'expérience a montré que, avec une avance automatique ou pour des passes profondes, l'étrier vertical tendait à se déplacer de sa position de serrage sur la plate-forme, ce qui provoquait la détérioration de l'outil ou de la machine ou des deux. Un procédé qui vient immédiatement à l'idée pour obvier à cet inconvénient est de prévoir un second boulon de serrage traversant la fente pour serrer la base de l'étrier vertical sur la plate-forme. Toutefois, cette solution nécessiterait d'allonger la fente si on voulait conserver la même étendue de ré glage et cet allongement conduirait à prolonger d'une manière correspondante la plate-forme ou la base de l'étrier vertical (selon que la fente est ménagée dans la plate-forme ou dans la base de l'étrier) en direction axiale à partir du corps de la boite porte-outil à galets. Une telle augmentation de la longueur axiale totale de la boite ne serait pas souhaitable du fait -qu'elle se répercuterait d'une manière désavantageuse sur l'équi- libre de l'outil et augmenterait ainsi sa tendance à vibrer au cours des opérations d'usinage. Une variante consiste à prévoir dans la plate-forme ou la base de l'étrier vertical une autre fente parallèle à la première et un second boulon de serrage traversant cette fente, mais cette solution affecterait également ltéquilibrage de l'outil et augmenterait sa tendance à vibrer au cours des opérations d'usinage. Conformément à l'invention, on résoud le problème en munissant le porte-outil vertical dlun bras qui recouvre le corps de la boite à galets et en prévoyant des moyens pour fixer ce bras sur le corps de la boite à galets dans une position de serrage de l'étrier par rapport à la plate-forme. De préférence, le bras comporte une surface plane située en face de la boite à galets et le corps de la boîte à galets est muni, là où le bras recouvre le corps, d'une plate-forme plane pour recevoir la surface plane du bras. Les moyens pour serrer le bras sur le corps de la boite à galets peuvent, d'une manière avantageuse, comporter une seconde fente-allongée, cette seconde fente étant ménagée dans le bras et s'étendant parallèlement à la première fente allongéeetdesmoyens de serrage agencés pour traverser cette seconde fente et s'engager dans le corps de la boite à galets. La première fente allongée est de préférence prévue dans la plate-forme sur laquelle la base de 1'étrier vertical peut être fixée bien qu'elle puisse aussi être prévue dans la base de cet étrier. Du fait que l'augmentation de masse entraînée par cet ancrage supplémentaire est concentrée à proximité du corps de la boîte à galets, tout déséquilibrage en résultant ne peut être que faible, la rapidité avec laquelle la position de-l'étrier vertical peut être réglée est à peine affectée et la compacité globale de la boite est pratiquement inchangée. De plus, en prévoyant pour le niveau auquel le bras recouvre le corps de la boite à galets un niveau différent de celui de la plate-forme sur laquelle. la base de l'étrier vertical peut être fixée, on peut obtenir une amélioration, non seulement de l'ancrage de ltetrier vertical, mais encore de sa résistance à la torsion. De préférence, l'emplacement où le bras recouvre le corps de la boite à galets est situé de l'autre côté de la monture de l'outil sur l'étrier vertical, à un niveau différent de celui de la plate-forme sur laquelle la base de l'étrier vertical est fixée. Bien que cet agencement permette' de régler rapi##dement un outil de coupe monté sur l'étrier vertical suivant 1' axe de la pièce à usiner et d'obtenir un ancrage serré de cet étrier en n'importe quelle position désirée, il est aussi généralement souhaitable que l'outil de coupe soit réglable suivant deux directions perpendiculaires dans le plan normal à l'axe de la piè ce à usiner.Pour un tel réglage, les moyens portant l'outil comportent, d'une manière avantageuse#unport#out#iagencé de manière à pouvoir coulisser sur l'étrier vertical pour se rapprocher et s'écarter de la plate-forme sur laquelle l'étrier vertical est monté et présentant un trou ou une rainure taraudé et une vis de réglage,disposée sur l'étrier vertical de manière à pouvoir uniquement tourner librement autour de son axe et agencée pour coopérer avec le trou ou la rainure fileté ménagé dans le porte-outil, la rotation de la vis déplaçant le porte-outil le long de l'étrier vertical.Pour l'autre réglage, L'outil peut être réglable par rapport au porte-outil suivant la direction perpendiculaire à la fois à celle du déplacement du porte-outil le long de l'étrier vertical et à celle du déplacement de lté- trier vertical sur la première plate-forme. Pour un certain nombre de raisons, par exemple en vue de mesurer la profondeur de coupe ou pour enlever la limaille, il est souvent nécessaire d'écarter temporairement l'outil de la pièce à usiner au cours d'une opération de coupe. L'utilisation pour cela de la vis de réglage est fastidieuse et, à moins d'avoir prévu un dispositif de#calibrage précis, il est très difficile de remettre en place l'outil avec précision. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, des moyens sont prévus qui permettent d'écarter l'outil rapidement et de le remettre en place ensuite,d'une manière précise, sans mettre en oeuvre d'appareillage de mesure-cotteux. Dans ce mode de réalisation, des moyens de verrouillage sont prévus qui, dans une position, verrouillent la vis de réglage dans sa position axiale par rapport à l'étrier vertical tout en permettant sa rotation et, dans une autre position, libèrent la vis de réglage pour qu'elle puisse coulisser axialement par rapport à l'étrier vertical.D'une manière appropriée, les moyens de verrouillage comportent une rainure ménagée dans la vis de réglage et un loquet agencé de manière à s'engager dans la rainure en position de verrouillage et monté, de manière à pivoter, sur la partie supérieure de l'étrier vertical, de manière à s'engager dans la rainure et à s'en dégager. Grâce à ces moyens, l'outil peut rapidement et facilement être écarté de la pièce à usiner en libérant les moyens de verrouillage et en soulevant la vis de réglage et, du fait des ancrages sûrs et rigides de l'étrier vertical sur la plate-forme et sur le corps de la boite à galets, la remise en place précise de l'outil dans sa position de coupe s'effectue simplement en abaissant la vis, en sens contraire, jusqu'à ce que les moyens de verrouillage puissent être engagés de nouveau. L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide d'un de ses modes de réalisation pris à titre illustratif mais nullement limitatif, en se référant aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'une boite porteoutil à galets conforme à l'invention, et la figure 2 ést une coupe verticale suivant la ligne A-A de la figure 1 La boîte porte-outils#à galets co#mporte un corps 2 sur la face postérieure de laquelle est fixée une tige 4, destinée à fixer le dispositif à la tourelle ou à la-poupée mobile d'un tour horizontal ou d'une autre machine-outil. De préférence,cette tige est percée pour permettre le passage à travers la tige du matériel usiné, lorsqu'on usine des pièces de grande longueur. Sur la face opposée (antérieure) du corps de la boîte sont prévus deux galets 6 et 8 et un étrier vertical 10 qui porte un porteoutil 12 dans lequel est monté un outil 14. Chacun des galets est fixé sur un coulisseau 16, 18 qui se déplace dans une rainure 20, dirigée radialement, ménagée dans la surface du corps de la boîte à galets, ces coulisseaux étant maintenus dans les rainures par des plaques 22. Les coulisseaux sont agencés de manière à pouvoir être réglés radialement en synchronisme par des moyens appropriés, non représentés sur la figure. De préférence, chaque coulisseau comporte une crémaillère qui engrène avec un pignon placé à l'intérieur du corps de la boite à galets et les pignons engrènent avec une roue planétaire dont le mouvement est commandé en faisant tourner une roue dentée entraînée par une vis sans fin 24, par exemple au moyen d'une clef Allen. L'axe du galet 6 est monté rigidement sur son coulisseau 16 mais celui du galet 8 coulisse dans une fente allongée 26 du coulisseau 18 ; ce dernier est percé longitudinalement et taraudé de manière à recevoir une vis de commande 28 sur laquelle est enfilé un ressort à boudin (non représenté ici) et dont l'extrémite intérieure porte sur l'axe du galet. Le galet 8 est monté sur un moyeu 30 dont la rotation dans le sens des aiguilles d'une montre verrouille l'axe en n'importe quelle position désirée le long de la fente. Cet agencement, dont le fonctionnement est décrit ci-après, permet dé compenser automatiquement toute excentricité entre la tête ou poupée et la poupée mobile ou contre-pointe de la machin ne et est préféré en raison de sa simplicité et de sa construction robuste et compacte. L'étrier vertical 10 est monté sur une plate-forme 32 qui s'étend axialement à partir du corps de la boite à galets, -du côté opposé aux galets. L'étrier est serré sur la plate-forme au moyen d'un boulon 34 qui traverse une fente allongée 36 de la plate-forme 32 et s'engage dans un trou taraudé dans la base de l'étrier vertical. Conformément à l'invention, l'étrier vertical est également muni d'un bras 38, présentant une fente allongée 40 et s'étendant au-dessus d'une seconde plate-forme 42 qui est formée sur le corps de la boite à galets. Le bras est serré sur cette seconde plate-forme 42, qui se trouve à un niveau différent de celui de la première plate-forme, par une vis de serrage 44 qui traverse la fente. La première plate-forme est striée pour faciliter l'ancrage de l'étrier lorsqu'il est sollicité. L'étrier vertical comporte une glissière verticale 46 dont une paroi latérale est munie suivant sa longueur, d'une rainure de section arrondie. Le porte#-outil 12 coulisse dans la glissière 46 et un de ses côtés est muni d'une rainure de section arron die qui coopère avec la rainure arrondie de la paroi de la glissière pour recevoir une vis de réglage 48 dont la tête s'engage à travers un alésage situé au sommet de l'étrier vertical. La rainure ménagée dans la glissière est filetée de manière à s'adapter au filetage de la vis de réglage, la rotation de celle-ci assurant un réglage précis de la position verticale du porteoutil 12 dans la glissière.L'outil 14 est maintenu fermement dans un évidement carré ménagé dans le porte-outil 12 par la vis de blocage 50 et l'extrémité postérieure du porte-outil est filetée pour recevoir un écrou arrière 52. qui verrouille le porteoutil par rapport à l'étrier vertical. Le capuchon-de l'écrou est percé et taraudé pour recevoir la vis de réglage 54 qui permet de régler dans les deux sens la. position de l'outil par rapport à l'étrier. La vis de réglage 48 comporte une rainure périphérique 56 dont l'arête inférieure est à l'alignement de la partie supérieure de l'étrier vertical. Un loquet 58 est articulé à la tête de l'étrier vertical de manière à s'engager, à titre de verrouillage, dans la rainure 56 et à s'en dégager et, en position de verrouillage, il immobilise axialement la vis dans l'étrier vertical tout en permettant sa rotation. En cours d'utilisation, la boite porte-outil à galets est montée sur le tour horizontal ou la machine-outil analogue en introduisant la tige 4 dans la tourelle ou la poupée mobile et en l'y verrouillant. Le moyeu 30 du galet 8 étant libéré et la vis de commande 28 relâchée pour permettre le libre mouvement de l'axe du galet 8 le long de la fente 26 du#coulisseau 18, les galets sont réglés radialement par la rotation de l'arbre 24 jusqu'à ce que le galet inférieur 6 entre en contact avec la pièce à usiner. Le moyeu 30 du galet supérieur 8 est ensuite serré pour verrouiller l'axe du galet dans sa position et la vis de commande 28 est serrée jusqu'à ce qu'elle porte sur cet axe pour empêcher son déplacement radial sous l'action des contraintes. Toute excentricité entre la tête ou poupée et la poupée mobile de la machine est ainsi automatiquement rattrapée. L'outil 14 est monté dans le porte-outil 12 et l'étrier vertical 10 portant le porte-outil est placé dans la position désirée sur la plate-forme 32 et verrouillé. fermement dans cette position par le boulon de serrage 34 et la vis de serrage 44. Une fois la vis de verrouillage 50 et l'écrou arrière 52 desserrés et le loquet 58 extrait de la rainure 56, outil de coupe 14 est reculé par rotation de la vis de réglage 54 jus qurau centre du porte-outil et la vis de réglage 50 est serrée. Le porte-outil 12 est alors soulevé en levant la vis de réglage 48 puis on la laisse glisser jusqu'à ce que l'outil stapplique contre la pièce à usiner. La vis de réglage est ensuite tournée jusqu'à ce que le loquet 58 puisse s'engager dans la rainure 56 et l'outil est alors verrouillé dans sa position d'usinage par serrage de l'écrou arrière 52, le loquet 58 étant engagé de nouveau dans la rainure 56. Grâce à l'invention, on peut obtenir un réglage de position très précis de l'outil de coupe pour travailler avec de très fines tolérances et tout déplacement indésirable de l'outil sous l'action des contraintes d'usinage, par exemple au cours de l'avance automatique ou dans le cas de passes profondes, se trouve pratiquement éliminé.Cette précision et cette sûreté fournissent une caractéristique supplémentaire consistant en la possi bilité, au cours d'une opération d'usinage, de libérer et de soulever l'outil de sa position de coupe pour permettre l'examen de la pièce ou donner accès à-celle-ci, par exemple pour la nettoyer ou la mesurer, et de le replacer ensuite dans sa position d'origine, rapidement et avec précision ; il suffit pour cela de dégager le loquet 58 de la rainure 56 et de lever la vis de réglage 48, puis de la laisser ensuite glisser dans le porte-outil vertical jusqutà ce que la rainure soit en position convenable pour recevoir le loquet. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes REVENDICATIONS 1. Boîte porte-outil à galets, dans laquelle les moyens destinés à porter 1'outil comportent un étrier vertical qui peut être fixé suivant sa base à une plate-forme formée sur le corps de la boite à galets et dirigée axialement, 1'étrier étant dirigé vers le haut à partir de la,pîate-forme pour servir de monture à un outil dirigé vers les galets et étrier vertical pouvant être fixé sur la plate-forme par des moyens de serrage traversant une fente allongée axialement pour serrer la base sur la plate-forme, laquelle boite porte-outil à galets est caractérisée en ce que l'étrier vertical est muni d'un bras qui recouvre le corps de la boite à galets, et que des moyens supplémentaires de serrage sont prévus pour fixer le bras au corps de la boite à galets dans n'importe quelle position de serrage de l'étrier vertical par rapport à la plate-forme. 2. Boite porte-outil à galets selon la revendication i, caractérisée en ce que le bras comporte une face plane située en face du corps de la boite à galets et que ce corps est muni d'une plate-forme plane à l'emplacement ou le bras recouvre le corps, pour recevoir la face plane du bras. 3. Boite porte-outil à galets selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le bras recouvre le corps de la boite à galets à un niveau différent de celui de la plate-forme sur laquelle est fixée la base de l'étrier vertical. 4. Boite porte-outil à galets selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'emplacement où le bras recouvre le corps de la boite à galets est situé de l'autre côté de la monture de l'outil sur l'étrier vertical, à un niveau différent de celui de la plate-forme sur laquelle est fixée la base de l'étrier vertical. 5. Boite porte-outil à galets selon a'une quelconque des revendications- I à 4, caractérisée en ce que la fente allongée est prévue dans la plate-forme sur laquelle est fixée la base de ltétrier -çertical et que les moyens pour serrer le bras sur le corps de la boite à-galets comportent une seconde fente allongée, cette seconde fente étant prévue dans le bras et étant dirigée parallèlement à la première et des moyens de serrage traversant la seconde-fente. 6. Boite porte outil à galets selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les moyens destinés à porter outil comportent en outre un porte-outil, agencé de manière à coulisser sur étrier vertical pour se rapprocher ou s1 écarter de la première plate-forme et présentant un trou ou une rainure taraudée, une vis de réglage située sur l'étrier vertical de manière à tourner librement autour de son axe et agencée pour coopérer avec ce trou ou cette rainure taraudé, la rotation de la vis déplaçant le porte-outil le long de l'étrier vertical, et des moyens de verrouillage qui, dans une position verrouillent la vis de réglage dans sa position axiale par rapport à l'étrier vertical tout en permettant sa rotation et, dans une autre position, libèrent la vis de réglage pour qu'elle puisse coulisser axialement par rapport à l'étrier vertical.