Brevet FR2260421A1 — publié le 19750905

la présente invention concerne un porte outil destiné à à tre adapté à la broche d'une machine outil travaillant avec un outil tournant par exemple une fraiseuse ou une aléseuse, pour permettre de réali .ser des travaux spéciaux avec des machines ordinaires de ce type, Il est fréquent, lors de l'usinage de pièces mécaniques, d'avoir à réaliser des rainures pour servir de guidage ou encore pour le logement de joints. Ces rainures peuvent présenter des changements de direction à 900, par exemple dans le cas d'une rainure fermée de forme générale rectangulaire, destinée à recevoir un joint, comme représentée sur la figure i annexée.Dans ce cas, les angles doivent évidemment présenter un arrondi pour que le joint y prenne place sans déformation excessive. lies parties rectilignes de la rainure sont facilement réalisables en utilisant les deux mouvements d'avance perpendiculaires usuels de la tête d'usinage ou de la table porte-piece, mais les arrondis d'angles ne pourraient litre que par une coordination-des deux mouvements d'avance perpen diculaires. L'exécution mécanisée d'une telle rainure nécessite donc la mise en oeuvre d'une fraiseuse ou d'une aléseuse comportant un système de reproduction à gabarit dont la forme correspond au cheminement de la rainure, ou encore l'utilisation d'une machine équipée pour le travail en comm nde numérique. De telles machines-outils représentent un investissement important, et pour beaucoup d'ateliers cet investissement est disproportionné par rapport au problème à résoudre. L'invention remédie à ces inconvénients par un appareil porte-outils qui permet la réalisation directe d'usinages arrondis en utilisant des machines-outils ordinaires, c'est à dire comportant uniquement des mouvements d'avance transversaux et longitudinaux perpendiculaires. L'appareil objet de l'invention est destiné à être adapté à la broche d'une machine-outil, et, selon l'invention, il comprend - un boitier tournant, coaxial à la broche de la machine, maintenu dans un support fixe solidaire de la tête d'entrainement de la bro che, - des moyens pour faire- tourner le boitier par rapport au support fixe, - un plateau porte-outil proprement dit, circulaire, portant une broche secondaire d'entr.-inement de l'outil, munie d'un pignon d'entrainement, excentrée par rapport à l'axe du plateau, le plateau pouvant lui-m8me être réglé et immobilisé dans une position angulai- re déterminée dans un logement excentré du Tond du boitier tournant, - un plateau d'entraînement, tournant librement dans le bottier, ac- couplable a la broche de la tachine, et portant une denture péri- phérique intérieure, - un pignon satellite, engrenqnt à la ois avec la denture intérieure re du plateau d'entrainement et avec le pignon de la broche secondaire, le pignon satellite étant porté par un support réglable en position sur le fond du boitier, le long d'une trajectoire cìrcu- laire concentrique au boitier, - des moyens drimrJobilis#tion du support de pignon satellite sur le boitier. Selon une forme particulière préférentielle de l'invention, le support de broche secondaire du pl--teall porte-outil et le su - port de pignon satellite sont reliés par une biellette libre en rotation, maintenant un entraxe constant entre le pion satellite et la broche secondaire pour toutes les positions rnulaires du plateau porte-outil. l'invention va maintenant être décrite avec plus de détails en se référant ~a un mode de réalisation particulier donné à titre d'exemple et représenté par les autres dessins annex-#s. La figure 2 est une vue en coupe axiale du dispositi porte-outil selon l'invention, suivant II-II de la figure 3. La figure 3 est un schéma cinématique simplifié montrant les déplacements relatifs des diverses dentures suivant le réglage de l'sppareil0 lies figures 4 à 7 illustrent quelques cas d'utilisation du dispositif pour la réalisation d'arrondis par fraisage. En se référant à la figure 2, l'appareil est constitué par un boitier i qui peut tourner dans un support fixe 2. te support fixe 2 est immobilisé en rotation par un doigt 3 solidaire de la tête d'usinage de la machine engagé dans un logement 4 du support. te support 2 comporte une vis sans fin 6 qui engrène avec la roue 7 solidaire du boitier 1. la vis 6 peut être entrainée à l'une de ses extrémités par un volant manuel ou un moteur électrique, qui n'ont pas été représentés sur le dessin car ils peuvent être de tout type usuel connu. te boitier I renferme un plateau d'entrainement 9 qui tourne librement dans le boitier sur les roulements 10 avec maintien axial en position par la bague d'arrêt annulaire 11. Le plateau d'entrainement 9 est solidarisé avec un cône d'entrainement 12, in terchangeable pour s'adapter à la sortie de broche de la machine utilisée. le plateau 9 comporte enfin une denture intérieure périsphérique 13. L'outil 15 est fixé à l'extrémité d'une broche secondaire 16, constituant le porte-outil proprement dit, et sur laquelle est claveté un pignon d'entraînement 17. la broche 16 est montée libre en rotation par un dispositif usuel de roulements dans une partie excentrée 20 d'non plateau circulaire porte-outil 21, lui-même engagé dans un logement correspondant 22 du fond du boîtier 1. le logement circulaire 22 est lui-meme excentré par rapport à l'axe du boi- tier 1.Le plateau porte-outil 21 peut etre immobilisé en toutes po- sitions angulaires dans le logement 22 par blocage de la bague d'immobilisation 25. On notera d'autre part que l'excentration de la broche 16 par rapport à l'axe du plateau 21 est égale à l'excentration du logement 20 par rapport à l'axe du boitier 1* Un pignon satellite 25 est monté fou sur un axe 26, et engrène à la fois avec la denture intérieure 13 du plateau 9 et avec le pignon 17 de la broche 16. l'axe 26 est tenu dans un support mobile 27.Le support mobile 27, et l'axe 26 ne peuvent se déplacer que dans un mouvement circulaire autour de l'axe du boitier-car l'extré- mité de 1'ase 26 est engagée dans la rainure circulaire 28 centrée sur l'axe du boitier 1. le support mobile 27 peut être immobilisé dans une position déterminée au moyen de la vis de blocage 29 également engagée dans une rainure circulaire coaxiale au boîtier. la biellette 30 tourne librement sur le bossage support de la broche secondaire 16 et sur le support 27 de l'axe du pignon satellite 25; ainsi l'entraxe--et le jeu dans l'engrènement des dentures est maintenu constant entre les pignons 17 et 25. Dans la position représentée par la figure 2, et traduite schématiquement par la partie en traits pleins de la figure 3, l'o- rientation du plateau 21 dans le logement excentré 22 est telle que, compte tenu de ltégAlité des deux excentrations, la broche secondaire 16 est alignée avec le cône 12 d'entrainement général le boitier t étant immobilisé en rotation, la rotation du cône 12 entrains la rotation de la broche 16 par l'intermédiaire de la denture 13, du pignon 25 et du pignon 17.Si lion fait tourner le boitier 1 par rapport au support fixe 2 en manoeuvrant la vis 6, l'axe de la broche 16 ne bouge pas, et ltensemble du dispositif se comporte simplement comme une rallonge de la broche de la machine, avec multiplication de vitesse de rotation dans le rapport des nombres de dents des dentures 13 et 17. Si par contre, après déblocage de la bague 25 et de la vis 29, on fait tourner le plateau 21 dans son logement, et par exemple de 900 par rapport à la position d'origine représentée en traits pleins sur la figure 3, la brocha 16 vient en 161 et le pignon prend la position 17' représentée en traits interrompus sur la figure. Dans ce mouvement la bielle de liaison 30 à entrainé le support 27 dans une nouvelle position qui amène l'axe 26 en 261 et le pignon satellite 25 en 25' représenté également en traits interrompus. Dans ce déplacement, la broche 16 s'est déplacée sur une portion du cercle 32 de rayon égal à l'excentration du plateau tandis que l'axe 26 se déplaçait en restant sur la rainure circulaire 28.Dans cette nouvelle position la broche secondaire 16 est à une distance d de l'axe du boitier 1 et de l'axe du cône d'entrainement 12. Lorsque le cône 12 est entraîné en rotation par la broche le mouvement se transmet à la broche secondaire 15 et à l'outil 15 dans le mame rapport de vitesse que précédemment. Si maintenant, au moyen de la vis 6, on donne au boitier 1 un mouvement de rotation autour de 11 axe du cône 12 et donc de la broche de la machine, on voit que la broche secondaire 16 va prendre un mouvement de rotation selon un cercle centré sur l'axe de la broche de la machine et de rayon d.En se référant maintenant à la figure 4, on voit que pour réaliser le fraisage arrondi circulaire de rayon R, il suffira de riger l'appareil précédemment décrit pour décider l'axe 16 de la broche secondaire par rapport à l'axe de la broche principale d'une distance d égale au rayon de l'arrondi augmenté du rayon de la frai settilîsée. Pendant le fraisage de la partie rectiligne, jusqu'à l'amorce de l'arrondi, on utilisera le mouvement a d'avance normal de la machine, en maintenant le boitier 1 immobile par rapport au support 2. A la fin du fraisage rectiligne, on arrête le mouvement d'avance de la machine, et on donne au boîtier 1 un mouvement de rotation dans son support 2; ceci donne à la fraise un mouvement d'avance circulaire qu'il suffit d'arrêter après une rotation de 900 On arrête alors le mouvement de la vis 6 et l'autre partie rectiligne du fraisage est réalisée en utilisant l'autre mouvement d'avance perpendiculaire de la machine. On retrouvera une disposition tout à fait analogue sur les figures 5, 6 et 7, la figure 5 correspondant à la réalisation d'un arrondi intérieur, les figures 6 et 7 illustrant le cas de l'utilisation d'une fraise disque. L'appareil ainsi réalisé selon l'invention permet de donner à l'outil un mouvement d'avance circulaire de rayon variable de zéro à une valeur égale au double de l'excentration du plateau porte-outil par rapport au boitier. Bien entendu, l'invention n'est pas strictement limitée EU seul mode de réalisation qui a été décrit à titre d'exemple, mais elle couvre également les modes de réalisation qui n'en différeraient que par des variantes d'exécution ou par l'utilisntion de moyens équivalents. C'est ainsi que la biellette 30 de liaison entre le apport de broche secondaire et le support du pignon satellite n'est pas strictement indispensable; elle permet surtout de conserver dans toutes positions les jeux de réglage initial dans les dentures.A défaut de bielle on pourrait évidemment procéder a cacabe fois à un nouveau réglage de la position du support 27 pour retrouver les jeux normaux dans les dentures. De meAme la rainure continue dans laauelle est engagée la vis de blocage 29 pourra t être remplacée par un certain nombre de trous dont les positions prédéterminées correspondraient à des valeurs prédéterminées du rayon d de dépla cément de l'axe de la broche secondaire. l'ensemble peut aussi être utilement complété par un repérage de la position angulaire du plateau porte-outil 21 dans son logement, en utilisant des échelles de repérage graduées en valeurs correspondantes du rayon d du cercle que parcout l'axe de la broche secondaire. Enfin, on pourrait aussi donner des valeurs différentes aux deux excentrations de la broche secondaire et du plateau porteoutil. Dans ce cas on ne pourrait pas réaliser de déplacements sur de trés petits rayons, le rayon minimum de déplacement de l'axe de la broche étant alors égal à la différence des excentrations0 R3V3NDICATIONS 1.- Appareil porte-outil destiné à être adapté à la broche d'une machine outil, caractérisé par le fait qu'il comprend - un boitier tournant, coaxial à la. broche de la machine, maintenu dans un support fixe solidaire de la tête -d'enregistrement de la broche, - des moyens pour faire tourner le boitier par rapport au support fixe, - un plateau porte-outil proprement dit, circulaire, portant une broche secondaire d'entrainement de 11 outil, munie d'un pignon d'entrainement, excentrée par rapport à l'axe du plateau, le plateau pouvant lui-même etre règlé et immobilisé dans une position angulaire déterminée dans un logement excentré du fond du boitier tournant, - un plateau d'entrainement, tournant librement dans le boitier, accoupable à la broche de la machine, et portant une denture péri- phérique intérieure, - un pignon satellite engrenant à la fois avec la denture intérieure du plateau d'entrainement et avec le pignon de la broche secondaire, le pignon satellite étant porté par un support règlable en posi tion sur le fond du boitier, le long d'une trajectoire circulaire concentrique au boitier, - des moyens d'immobilisation du support de pignon satellite sur le bottier. 2.- Appareil porte-outil selon revendication 1, caractérisé par le fait que le support de broche secondaire du plateau porte-outil et le support de pignon satellite sont reliés par une biellette libre en rotation, maintenant un entraxe constant avec le.pignon satellite et--la broche secondaire pour toutes les positions angulaires du plateau porte-outil. 3.- Appareil porte-outil selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les deux excentrations, de la broche secondaire par rapport au plateau porte-outil, ~t de celui-ci par rapport au boitier, ont la même valeur de telle sorte qu'il est possible d'amener la broche secondaire dans l'alignement de la broche de la machine. 4.- Appareil porte-outil selon alune quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la position angulaire du plateau porte-outil dans son logement est repérée sur une échelle graduée dont les graduations indiquent le rayon de déplacement de l'axe de la broche secondaire 5.- Appareil porte-outil selon l'une quelconque des reven dictions précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour faire tourner le boitier par rapport au support fixe sont constitués par une vis sans fin portée par le support fixe et engrènant avec une couronne circulaire solidaire de la périphérie du boîtier.