Brevet FR2231470A1 — publié le 19741227

La présente invention se rapporte à un mécanisme de serrage pour machines-outils à mandrin pivotant destinées à usiner des croisillons ou pièces analogues suivant plusieurs axes qui se coupent. Il existe des mandrins pivotants destinés à l'usinage de pièces de ce genre, lesquej.ies sont orientées successivement avec les mors de ces mandrins dans plusieurs positions d1usinage en restant serrées. Ils ont ltavantage de permettre d'usiner les pièces, par exemple les quatre pivots des croisillons, avec les mêmes outils, et en les serrant une seule fois, de sorte que ces pièces sont parfaitement symétriques et usinées à une grande précision, avec un montage simple des outils. De plus, étant donné que les mors qui maintiennent la pièce pivotent pendant que le mandrin tourne, les temps morts de la machine sont réduits. Dans l'industrie automobile par exemple, les petits cr01.- sillons de l'arbre de transmission des automobiles de tourisme sont usinés en 35 secondes environ. La durée de serrage et de desserrage à la main de ces croisillons est à peu près la même. Dans le but de diminuer ce ter s mort de la machine, il est connu de 1 équiper d'un chargeur automatique, dont un bras amène auto matiquement les croisillons provenant d'un magasin. Itais il faut que le mandrin occupe une position précise par rapport à ce bras, pour que les pièces soient présentées aux mors de ce mandrin dans la position correcte. Bien que ces dispositifs automatiques permettent de ramener la durée de mise en place et d'enlèvement à environ la moitié de la durée d'usinage, cette faible durée de la période d'usinage applique au mécanisme d'entraSnement de la machine des exigences particulières de démarrage et dtaccC.ération répétés ainsi que de freinage et de positionnement, ce qui entraîne une forte con- sommation d'énergie. L'invention concerne un mécanisme destiné à présenter les pièces au mandrin et à les enlever pendant qu'il tourne, de fa çoil que la broche de la machine puisse toujours tourner à la vitesse d'usinage. Conformément à l'invention, cette broche, qui porte le mandrin, est creuse et comporte des guides pour les pièces qu'un poussoir prélève d'un magasin et amène à cette broche par ltin- termédiaire d'un disrosi:tif de synchronisation, puis les pousse dans les mors du mandrin. Selon une autre caractéristique, un panier co.lecteur qui tourlle devant le mandrin peut basculer d'une position de réception à une position de dechargement. le mécanisme de serrage selon l'invention évite d'avoir à ralentir la broche pour le chargement et à augmenter sa vitesse pour l'usinage, comme cela est nécessaire avec les dispositifs connus, et réduit au minimum les périodes qui séparent l'usinage des pièces successives et pendant lesquelles les outils ne sont pas en prise. De la sorte, @non seulement la durée totale d'exécution par pièce diminue, mais encore le mécanisme d'entraînement de la machine est ménagé et la consommation d'énergie est notablement réduite. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le. dispositif de synchronisation et le panier collecte-lr s lut amenés sensiblement à la vitesse de la broche et, lorsqu'ils ont délivré du reçu une pièce, ils sont freinés jusqu'à ce que le dispositif s'arrete dans une position de délivrance déterminée et jusqu'à ce que le panier tourne lentement de façon à pouvoir se rabattre. Selon une autre caractéristique, pour augmenter la vitesse de rotation de ce dispositif et de ce panier, ils sont entratnés par frottement contre l'extrémité de la broche et contre le mandrin, respectivement. Dans une forme de réalisation préférée, le mandrin comporte une embouchure profilée, interchangeable, à barrettes de guidage qui sont commndées par des vérins et qui amènent les pièces dans les mors à la manière d'un aiguillage. Ces vérins sont montés das le corps du mandrin et sont reliés à des conduites de fluide sous pression qu'un bottier fixe dc transmission de ce fluide alirte, cote celles qui manoeuvrent le mandrin, à partir d'une source fixe. Ce bottier est disposé entre les paliers de la bro ohe et contre celle-ci. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de sync.hronisabion comporte un organe internédiaire de mise en attente adapté à la forme des pièces et interchangeable comme les guides de la broche. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une coupe longitudinale de la poupée fixe d'une machine-outil à mandrin pivotant; la figure 2 est une coupe horizontale du mandrin par la ligne II-II de la figure 1; la figure D en est une coupe transversale décrochée par la ligne III-III de la figure 1; et les figures 4 à 7 sont des coupes longitudinales schématiques analogues à celle de la figure 1 et représentent diverses positions du mécanisme de serrage. les figures 1 à 3 représentent la conformation du mécaniste de serrage, les figures 2 et 3 représentant en outre la conformation et le mode de fonctiornement du mandrin. Sur la figure 1, la poupée fixe 1 d'une machine-outil non représentée contient une broche creuse 2, tournant dans deux paliers 3, que des sabots 4 montent dans cette poupée, fermée en haut par un couvercle la. Un moteur non représenté entrasse la broche 2 par une poulie 5 à courroies trapézoïdales. Un boîtier 6 de transmission de fluide sous pression est monté sur la broche, entre les paliers 3; il ne tourne pas avec cette broche, mais est fixe, si bien qu'il peut alimenter en fluide provenant d'une source le mandrin pivotant 7 fixé à l'extrémité antérieure de la broche, mêms pendant que ce mandrin tourne. Les conduites qui alimentent ce boftier 6 sont symbolisees par des traits mixtes sur la figure i. Elles débouchent dans des gorges annulaires 6a de la face intérieure du bottier 6. Des ca- naux percés de la broche 2 et dans le corps 7a du mandrin 7 relient constamment ces gorges aux organes mobiles de ce dernier. le mandrin 7 comporte un mécanisme de serrage 8 et un mécanisme de pivotement 9, auxquels un mors 7b est respectivement fixé. le déplacement radial d'un piston de serrage 8a du mécanisme 8 serre et desserre la pièce W entre ces mors. Le pivotement de cette pièce est assuré par le mécanisTe 9, qui comporte un arbre 9a. Poux poussoirs 9b font tourner cet arbre 9a, dont la section est carrée dans la forme de réalisation représentée; ces poussoirs sont fixés chacun à un piston 9c et leurs extrémités antérieures biseautées coopèrent avec l'arbre.Ces pistons 9e coulissent dans des alésages cylindriques du corps 7a du mandrin, communiquant avec des canaux d'alimentation en fluide sous pression. Comme on le voit sur la figure 1, la broche 2 contient des guides 10 des pièces W. Un poussoir 11 extrait ces pièces d'un magasin 12 et les amène à l'organe 13a de mise en attente du dis positif de synchronisation 13, qui se trouve alors à l'arret, de façon à les transmettre dans la broche, mais après avoir amené leur vitesse de rotation à celle de cette broche. Dcs que ce dispositif a atteint cette vitesse, le poussoir chasse la pièce de l'organe 13a et la pousse entre les guides 10 de la broche. Alors que la figure 1 reE, ésente la position d'une pièce dans le magasin 12 lorsque le poussoir est en arrière, sur la figare 5, cette pièce a déjà été introduite dans l'organe intermé diaire 3a. La figure 6 montre enfin comment le poussoir transfè- re la pièce au mandrin le long des guides 10 de la broche 2. le mandrin 7 contient une embouchure profilée 16, destinée à présenter la pièce W aux mors. Son corps 7a comporte par ailleurs deux pistons 17 de mise en place (figure 3), qui actionnent chacun deux barrettes de guidage 19 par l'intermédiaire d'un poussoir 18. A la manière d'un aiguillageS ces barrettes amènent la pièce aux mors 7b. Par une conduite commune 20 et le bottier 6, ces pistons communiquent avec un autre raccord 21 d'alimentation en fluide, Si bien que les barrettes 19 peuvent etre réglées et commandées de l'extérieur Le dispositi.f dc synchronisation 13 et l'arbre crelex 2 atrLe- nent une pièce W à usiner au mandrin 7, pendant que celle qui se trouve entre les mors 7b est en cours d'usinage.Dès que cet usinage est terminé, le mors 7b fixé au mécanisme de serrage 8 recule, de sorte que la pièce terminée peut tomber du mandrin vers l'av@@@. Bour que la pièce à travaill@r soit positionnée @@@@@@@@@t du@@ les mor@, les barreites de guidage 19 sont actionnées d@ f@@on que cette pièc@, repoussée par l@ poussoir, par@@@@@e sû@@@@t avec l'orientation zoulpe entre ces mors. Si un@ pi@@@ terminée n'est pas tombée, la pièce suivante la repousse automatiquement et la fait tomber du mandrin. Un panier collectour 14, disposé en avant de ce mandrin, tourne a'ans un bras de support 15. Il peut pivoter entre une po- sition de réception, deva@t le mandrin, et une position de déchargement. Puisque la pièce terminée est éjectée pendant que le mandri .'- tourne, ce panier reçoit cette pièce, et corme il tourne a pu près a la vitesse du mandrin il la protège de toute détérioration.Le bras, portant le panier en rotation, est alors amené à la position de déchargement, et en même temps, la vitesse es ce panier diminue, de sorte que la pièce peut en tomber par son ouverture antérieure, ledit panier tournant alors lentement sur un axe vertical. L'organe 13a, les guides 10 et l'embouchure 16 sort de pré férence en des matériaux résistant à l'usure et sont interchangcables, si bien que le récanisme de serrage peut être modifié pour être adapté à l'usinage de pièces différentes. Il est possible d'augmonter la vitosse de cet organe et du panier de façon à les ume- ner à celle de la broche, par frottement ou au moyen d'accouple ment@ apprepriés, qui peuvent avantageusement être électromagné- tiquer. Il va de s@i que de nombreuses modifications peuvent être. app@@@@@@ au mé@@@isme décrit sans sortir du cadre de l'invention REVENDICATIONS 1. Mécanisme de dc serrage pour machine outils ù mandrin pivo- tant, destinées t usiner des croisillons et pièces analogues suivant plusieurs axes qui se coupent, caractérisé par le fait que la broche (2) qui porte le mandrin (7) est creuse et comporte des ci ride (10) des pièces (w), qu'un poussoir (11) extrait d 'un magasin (12) et transfère dans la broche (2) en rotation par l'intermédiaire d'un dispositif de synchronisation (13), puis les repousse le long de cette broche (2) pour les placer entre les mors @s (7b) du mandrin (7). 2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé par le fait -u'un panier collecteur (14) tournant est monté en avant du mandrin(7) et peut pivoter, d'une position de réception, où il se trouve devant ce mandrin, à une position de déchargement. 3. Mécanisme selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le dispositif de synchronisation (li) et le panier (14) sont amenés à peu près à la vitesse de rotation de la broche (2), leur vitesse de rotation étant ensuite freinée, lorsqu'ils ont respectivement délivré et reçu une pièce, jusqu'à ce que le dispositif s'arrête dans une position déterminée de transfert et que le panier tourne lentement de façon à pouvoir être rabattu. 4. Mécanisme selon la revendication 3, caractérisé par le fait que, pour augmenter la vitesse du dispositif d synchronisation (13) et du panier, ils sont amenés en contact de frottement avec l'extrémité de la broche (2) et avec le mandrin (7)s respectivement. 5. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le rs.ndrin (7) contient une embouchure profilée (16) interchangeable, à barrettes de guidage (19) commandées par des pistons (17), amcnant les pièces (W) dans les mors (7b) à la façon d'un aiguillage. 6. Mécanisme solen la revendication 5, caractérisé par le fait que les pistons de commande (17) sont montés dans le corps (7,',) du mandrin et sont reliés à des conduites de fluide sous pression qui, comme celles de manoeuvre du mandrin (7), sont alimentées on fluide par un boîtier (6) de transmission fixe à partir d'une source fixe 7. Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le bottier (c) est ronté contre la broche (2), entre les palier@ (3) de cotte dernière. 8a. Mécanisme selon l'une quelconque des revendications précé@entes, caractérisé par le fait que le dispositif de synchronisation (13) comporte un organe intermédiaire (13a) de mise on attente, dont la forme correspond a celle des pièces (W) et qui est interchangeable comme les guides (10) de la broche (2).