Brevet FR2276142A1 — publié le 19760123

La présente invention a pour objet un porte-outil destiné à etre monté sur une machine outil dont l'outil rotatif est animé de mouvements dtavance perpendiculaires, pour imprimer au dit outil des trajectoires circulaires. Il est très fréquent, lors de Itusinage de pièces mécaniques, d'avoir à réaliser des usinages courbes combinés à des usinages rectilignes sur une machine n'ayant que des mouvements d1avance perpendiculaires, ce qui est le cas d'une fraiseuse ou aléseuse classique. Les usinages rectilignes sont facilement réali- sables en utilisant les deux mouvements d''avance perpendiculaires usuels de la tette d'usinage ou de la table porte-pièce, mais les arrondis d'angles ne pourraient ltetre que par une coordination des deux mouvements d'avance perpendiculaires. L'exécution mécanisée dtun tel usinage avec des parties courbes et rectilignes 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 l'usinage, ou encore l'utilisation d'une machine équipée pour le travail en commande numérique. De telles machines-outils représentent un investis sement important, et pour beaucoup d'ateliers cet investissement est disproportionné par rapport au problème à résoudre. La figure i donne l'exemple d'un usinage (rainure) présentant des parties rectilignes et des parties courbes de raccordement. L'invention fournit un appareil porte-outil qui permet la réalisation d'usinages combinant des parties circulaires de rayons variables et des parties rectilignes à l'aide d'une machine-outil ordinaire ne comportant que les mouvements d'avance transversaux et longitudinaux perpendiculaires. L'appareil objet de l'invention est destiné à etre adapté à la broche d'une machine-outil et selon l'invention il comprend s - un support destiné à Entre immobilisé sur la tette porte-broche de la machine, une couronne dentée susceptible entre entrainée en rotation par la broche de la machine, - un boitier supporté par le support fixe et guidé en rotation par rapport au dit support, selon l'axe de la couronne dentée, - des moyens dtentrainement en rotation du boitier par rapport au support fixe, - un plateau supporté par le boitier et guidé en rotation par rap port au dit boitior autour d'un axe excentré par rapport à l'axe de la couronne, - une broche d'entrainement de 12outil montée sur le plateau, en position excentrée par rapport à l'axe du dit plateau, et accouplée à un pignon d'entrainement coaxial, - un pignon satellite en prise avec la couronne dentée et avec le pignon de la broche. Selon une forme particulière préférentielle de l'invention, l'appareil comporte un support du pignon satellite solidaire du plateau, selon l'axe du dit plateau. L'invention va maintenant Qtre décrite avec plus de détails en se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemple et représentés sur les dessins annexés. La figure 2 est une vue en coupe axiale d'un premier mode de réalisation de l'appareil selon l'invention. La figure 3 est un schéma cinématique simplifié montrant les déplacements relatifs des diverses dentures pendant le fonctionnement de l'appareil conforme à la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe axiale d'un second mode de réalisation de l'appareil selon l'invention. La figure 5 est un schéma cinématique simplifié montrant les déplacements relatifs des diverses dentures pendant le fonctionnement de l'appareil conforme à la figure 4:. Les figures 6 à 9 illustrent quelques cas d'utilisation du dispositif pour la réalisation d'arrondis par fraisage. Les appareils représentés sur les figures 1 et 2 comportent une broche 1, d'axe 16, indépendante de la broche de la machine et à laquelle est fixé l'outil non représenté. Â l'extrdw mité de la broche 1 est monté un pignon d'entrainement 2. Une couronne dentée circulaire 3 ayant une denture intérieure ou extérieure périphérique est accouplée au cône d'entrainement 4 qui est interchangeable, coaxial à la dite couronne, et entrainé par la broche de la machine. La couronne 3 entraîne le pignon 2 de la broche et la broche proprement dite par un pignon satellite 5 monté fou sur un axe 6. Les appareils comportent un boitier 7 de révolution et coaxial à la couronne 3 et au cône 4, qui est guidé en rotation et supporté par un support 8 immobilisé sur la tette porte-broche 9 de la machine. Le boîtier 7 peut etre entrainé en rotation par une vis sans fin 10 portée par le support 8 et engrenant avec une roue 11 solidaire du boitier0 La vis peut ttre entrainée à l'une de ses extrémités par un volant manuel ou un moteur électrique qui n'ont pas été représentés se le dessin car ils peuvent étire de tout type usuel connu, La broche 1 est supportée zar le boitier 7 et Irexcen tration de la dite broche par rapport à l'axe 12 de la couronne 3 peut etre modifiée pour régler le rayon de la partie usinée0 A cet effet la broche 1 est montée dans une partie excentrée 141 d'un plateau circulaire 14 dont l'axe 13 est parallèle aux axes 16 et 12 et qui est engagé dans un logement correspondant du fond du boîtier 7. le plateau porte-outil peut être immobilisé en toutes positions angulaires dans le logement du boitier par blocage de la bague dtimmobilisation 150 L'ensemble peut aussi etre utilement complété par un rep érage de la position angulaire du plateau porte-outil 14 dans son logement, en utilisant des échelles de repérage graduées en valeurs correpondantes du rayon du cercle que parcourt ltaxe de la broche secondaire 1. Le fonctionnement de l'appareil va maintenant être expliqué en se référant aux figures 3, 5 et 6. Le boitier 7 étant immobilisé en rotation, la rotation du cône 4 entraîne la rotation de la broche 1 par l'intermédiaire de la denture 3, du pignon 5 et du pignon 2. L'ensemble du dispositif se comporte simplement comme une rallonge de la broche de la machine avec multiplication de la vitesse de rotation en fonction des nombres de dents des dentures 3, 5 et 2. Si, après déblocage de la bague 15 on fait tourner le plateau 14 autour de ltaxe 13, par exemple de 900 par rapport à la position d'origine, la broche se déplace suivant un cercle 18 centré sur l'axe t, du plateau 14, l1axe de la broche passant de la position 16 à la position 16'. l'axe 16 de la broche 1 peut être initialement coaxial à l'axe 12 du cane 4 (figures 2 et 3). excentré l'axe de la broche peut etre aussi initialement/par rapport à cet axe 12, ltexcentration de la broche 7 par rapport à ltaxe 12 du cane passant de la valeur di minimum à la valeur d (figures 4 et 5). Si l'axe 16 de la broche est excentré de l'axe 12 du cane 4 de la distance d et si, au moyen de la ris 10, on donne au boitier 7 un mouvement de rotation autour de 12axe 12 et donc de la broche de la machine, on voit (figures 3 et 5) que la broche 1 va décrire un cercle 17 centré sur l'axe 12 de la broche de la machine et de rayon d correspondant à la distance entre l'axe 12 et l'axe de la broche en position 161o En se référant maintenant à la figure 6, on voit que -olr réaliser le fraisage arrondi circulaire de rayon R, il suffira de règler l'appareil précédemment décrit pour décaler l'axe 16 de la broche secondaire 1 par rapport à l'axe 12 de la broche principale d'une distance d égale au rayon R de l'arrondi augmenté du rayon de la fraise utilisée. Pendant le fraisage de la partie rectiligne jusqu'à l'amorce de 11 arrondi, on utilisera le mouvement d'avance normal de la machine en maintenant le boitier 7 immobile par rapport au support 8. A la fin du fraisage rectiligne on arrête le mouvement dtavance de la machine, et on donne au boîtier 7 un mouvement de rctation dans son support 8. Ceci donne à la fraise un mouvement dlavance circulaire qu'il suffit d'arrêter après uné rotation de 90 . On arrente alors le mouvement de la vis 10 et llautre partie rectiligne du fraisage est réalisée en utilisant l'autre mouvement d'avance perpendiculaire de la machine. Les deux modes de réalisation représentés sur les figures 2 et 4 différent par la transmission entre la couronne dentée 3 et le pignon 2 de la broche, Dans le premier mode de réalisation de la figure 2, l'axe 6 du pignon satellite 5 est tenu dans un support mobile 190 Le support mobile 19 et l'axe 6 ne peuvent se déplacer que dans un mo-lvemeni circulaire autour de l'axe du boitier car l1extré- mitée de l'axe 6 est engagée dans la rainure circulaire 20 centrée sur l'axe 12 du boitier le le support mobile 19 peut être immobilisé dans une position déterminée au moyen de la vis de blocage 21 également engagée dans une rainure circulaire coaxiale au boitier.Une biellette 22 qui tourne librement sur le bossage 141 supportant la broche secondaire 1 et sur le support 19 de l'axe du pignon satellite 5 maintient constant l'entraxe et le jeu dans l'engrè- nenerft des dentures entre les pignons 2 et 5. lors de la rotation du plateau 14 dans son logement, la broche 1 se délace sur le cercle 18, l'axe de la broche vade 16 en 165, le pignon 5 prend la position 5', l'axe 6 se déplaçant de 6 en 6' le long de la rainure circulaire 20. eus l'action de la biellette de liaison 22. L'entraxe 16'-6' reste égal. à l'entraxe 16-6. Lorsque le cône 4 est entrainé en rotation par la broche de la machine, le mouvement se transmet à la broche secondaire 1 dans le meme rapport de vitesse que précédemment. Si maintenant, au moyen de la vis 10, on donne au boitier 7 un mouvement de rotation autour de l'axe 12 du ctne et donc de la broche de la machine, on voit que la broche secondaire 1 va prendre un mouvement de rotation selon un cercle 17 centré sur l'axe de la broche de la machine et de rayon de L'appareil ainsi réalisé selon ltinvention 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 boîtier Dans le second mode de réalisation représenté sur la figure 4,1'ase 6 du pignon satellite 5 est monté solidaire du plateau 14, selon l'axe 13 du dit plateau.Pendant la rotation du plateau, l'axe 16 de la broche se déplace sur le cercle 18 de centre 13 et l'axe 6 de support du pignon satellite ne subit aucun déplacement. Il reste en prise constamment avec le pignon 2 et la couronne dentée 3. Le mécanisme de transmission entre la couronne 3 et le pignon 2 est de ce fait simplifié. L'appareil ainsi réalisé selon l'invention permet de donner à l'outil un mouvement avance circulaire de rayon varia- ble dtune valeur minimum à une valeur maximum égale au double de l'excentration du plateau-outil par rapport au boîtier. On pourrait aussi donner des valeurs différentes aux deux excentrations de la broche secondaire et du plateau porteoutil ceci pour couvrir la gamme de rayons désirée. Bien entendu, l'invention n'est pas strictement limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits 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'utilisation de moyens équivalents. Dans le mode de réalisation de la figure 2, la biellette 22 de liaison entre le support 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 règlage initiaux dans les dentures. A défaut de bielle on pourrait évidemment procéder à chaque fois à un nouveau règlage de la position du support 19 pour retrouver les jeux normaux dans les denturi De mtme la rainure continue dans laquelle est engagée la vis de blocage 21 pourrait titre remplacée par un certain nombre de trous dont les positions prédéterminées correspondraient à des valeurs prédéterminées du rayon d de déplacement de l'axe de la broche secondaire. Enfin, on peut donner des valeurs égales/différentes aux deux excentraHtions de la broche secondaire et du plateau port e dernier outil. Dans ce/cas on ne pourrait pas réaliser de déplacements sur de très petits rayons, le rayon minimum de déplacement de l'axe de la broche étant alors égal à la différence des excen trayions. L'invention s'applique notamment à la réalisation de rainures pour servir de guidage ou encore pour le logement de joints. Ces rainures présentent fréquemment des changements de direction, à 900 par exemple dans le cas d'une rainure fermée forme générale rectangulaire destinée à recevoir un joint comme représenté sur la figure 1. La ligure 6 correspond à la réalisation d'un arrondi extérieur, la figure 7 a un arrondi intérieur, les figures 8 et 9 illustrant le cas de l'utilisation d'une fraise-disque. REVENDICATIONS 1.- Appareil porte-outil destiné à être adapté à la broche d'une machine, caractérisé par le fait qu'il comporte : - un support destiné à être immobilisé sur la tête porte-broche de la machine, - une couronne dentée susceptible d'être entraînée en rotation par la broche de la machine, - une boitier supporté par le support fixe et guidé en rotation par rapport au dit support, selon l'axe de la couronne dentée, - des moyens d' entrainement en rotation du boitier par rapport au support fixe, - un plateau supporté par le boitier et guidé en rotation par rap port au dit boitier autour d'un axe excentré par rapport à l'axe de la couronne, - une broche d'entraînement de l'outil montée sur le plateau, en position excentrée par rapport à l'ase du dit plateau et accou- plée à un pignon d' entraînement coaxial, - un pignon satellite en prise avec la couronne dentée et avec le pignon de la broche, 2.- Appareil porte-outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'immobilisation du plateau sur le boîtier. 3.- Appareil porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte un support sur lequel est monté foute pignon satellite et des moyens de guidage du support selon une trajectoire circulaire concentrique au boi- tier. 4.- appareil porte-outil selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une biellette de liaison de la broche d'entraînement de 11 outil et du support satellite, artIculée autour de l'axe de la dite broche. 5.- Appareil porte-outil selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé par le fait qu'il comporte un support sur lequel est monté le pignon satellite, le dit support étant solidaire du pla teau, selon l'axe du dit plateau. 6.- Arpareil porte-outil selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu2ll comporte des moyens d'immobili- sation du support de pignon satellite sur le boîtier. 7.- Appareil porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte une écuelle graduée de repérage de la position du plateau par rapport au boitier, les graduations indiquant le rayon de déplacement de l'axe de la broche. Ca Appareil porte-outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens pour aire tourner le boitier par rapport au support fixe oeqt constitués par une vis sans fin portée par le support fixe et engrènant avec une couronne circulaire solidaire de la périphérie du boitier.