Brevet FR2354844A1 — publié le 19780113

L'usinage de grosses pièces pesant, par exemple, plus de cent tonnes pose souvent des problèmes três délicats Jusqu'ici, on a souvent fixé de telles pièces sur des taques-attenantes aux machines, mais pour pouvoir exécuter les differentes opérations d'usinage désirées, -ôn était conduit a déplacer lesdites pièces sur des taques un certain nombre de fois. De telles manutentions, avec des positionnements et des bridages successifs des pièces contaient très cher. Grâce aux progres de la technique et particulièrement l'évo- lution des guidages hydrostatiques, on est maintenant en mesure de déplacer des masses très importantes avec une grande précision. Les constructeurs de machines-outils ont donc été amenés à -conce- voir des ensembles pourvus d'une table porte-pièce de grandes dimensions capable de supporter des charges importantes tout en pouvant effectuer des mouvements dans unplan horizontal. Toutefois, les tables de ce genre subissent souvent des déformations dues à l'importance du poids de la -pièce a usiner et du poids de la table elle-même, de sorte que cette dernière peut présenter des défauts de planéité qui nuisent évidemment à la grande préci- sion d'usinage de plus en plus recherchée. Le but de l'invention est précisément de réaliser un ensemble de table mobile porte-pibce de machine-outil qui ne présente pas cet inconvénient. A cet effet, suivant l'invention, l'ensemble comporte des surfaces horizontales fixes d'appui situées è un niveau inférieur à celui de la table et plus écartées que les moyens de support et de guidage qui permettent a ladite table d'effectuer des mouvements dans un plan horizontal, ainsi que des mécanismes réglables de calage précis interposés entre la table et lesdites surfaces d'appui. Gracie a cette conception particulière, on peut corriger les déformations de la table en procédant à un réglage sélectif des mécanismes de calage. Cet ensemble perfectionné présente, en outre, toute une série d'avantages supplémentaires. En effet, bien que la table puisse ainsi être rendue parfaitement plane, elle n'a pas besoin d'être aussi rigide en elle-même; les moyens de support et de guidage de la table peuvent être de dimensions plus réduites, puisque ce ne sont plus eux qui déterminent l'assise de la table, mais les mécanismes de calage, les forces de frottement exercées sur la table par les mécanismes de calage assurent, en outre, un blocage de la table, car elles sont beaucoup plus importantes que les efforts d'usinage, étant donné la grande valeur du poids total de la table et de la pièce, Lorsque les mécanismes de calage prennent appui sur le sol, ils corrigent en partie les défauts de géométrie résultant d'un empilage des organes classiques de support et de guidage de la table, de plus, la rigidité de la table par rapport au sol se trouve alors renforcée par ces nouveaux appuis constitués par les mécanismes de calage, ce qui supprime les risques de vibrations de la table sous l'effet d'efforts de coupe importants en cours d'usinage. Dans un mode de réalisation avantageux, les mécanismes réglables de calage précis sont constitués par des vérins à vis actionnés, de préférence, par des vérins hydrauliques à #double effet; ces mécanismes sont très rigides, d'une construction simple, faciles à régler, et produisent une importante multiplication d'efforts tout en assurant l'irréversibilité par la vis, même si la pression dans les vérins hydrauliques de commande baisse ou tombe complètement. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples, quelques modes de réalisation de montages de tables suivant l'invention. Sur ces dessins la figure 1 représente, en perspective, le montage d'une table porte-pièce montée à pivotement sur un chariot coulissant, pour une première position angulaire de la table; la figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, pour une autre position angulaire de la table; la figure 3 est, à plus grande échelle, une coupe verticale de l'un des mécanismes réglables de calage de la table des figures 1 et 2; la figure 4 illustre, en plan vu par dessous, le système de commande du mécanisme de calage de la figure 3; la figure 5 montre, à olus grande échelle, un détail de la figure 4 en coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 4; la figure 6 représente, en perspective, un autre montage de table pivotante suivant l'invention; et la figure 7 représente en élévation avec des arrachements, une variante du mode de réalisation de la figure 6. La table rectangulaire porte-pièce de machine-outil 1 repré- sentée sur les figures 1 et 2 est montée à pivotement autour d'un axe vertical 2 sur un chariot 3 qui peut coulisser sur un banc horizontal rectiligne 4 dans les deux sens de la direction indiquée par la flèche double "A". On n'a pas représenté en détail les moyens de support et de guidage de la table 2 sur le chariot 3, ni du chariot 3 sur le banc 4, ceux-ci pouvant être de tous types classiques appropriés. Suivant l'invention, à l'extérieur des moyens de support et de guidage classiques de la table, sont nrévus des mécanismes réglables irréversibles de calage précis de ladite table. Ces mécanismes désignés par 11, 12, 13, 14 sont disposés resnectivement en dessous des quatre coins de la table 1 et ils coopèrent d'une manière particulière avec des surfaces horizontales fixes d'appui. Dans cet exemple, ces mécanismes de calage sont fixes à la table. Pour la position angulaire de la table 1 représentée sur la figure 1, les deux mécanismes de calage 11, 12 coopèrent avec une surface d'appui supportée par un rail horizontal fixe 15 parallèle à la direction "A" et, d'une manière analogue, les deux mécanismes de calage 13,14 coopèrent avec une surface d'appui supportée par un autre rail horizontal fixe 16 également parallèle à la direction "A". Les deux rails 15, 16 sont situés de part et d'autre du banc 4 et sont fixés au sol, par exemple sur des massifs de béton. La table 1 peut occuper trois autres positions angulaires à 900 les unes des autres, notamment celle représentée sur la fig.2 où les deux mécanismes de calage 11 et 14 cette fois, Prennent appui sur la face supérieure d'un rail 21, tandis que les deux autres mécanismes de calage 12 et 13 prennent appui sur la face supérieure d'un autre rail 22, ces deux rails parallèles à la direction l'A", étant également fixes et situés aussi à l'extérieur des moyens de guidage du chariot 3, ils font même corps avec le banc 4, dans cet exemple, pour des raisons de simnlicite et d'économie, Les mécanismes de calage 11 à 14 sont tous identiques et constitués chacun essentiellement d'un vérin à vis (figure 3) dont le corps cylindrique 31 est fixé contre la face inférieure de la table, par exemple au moyen de vis (non re-résentées) qui traversent une bride 32 dudit corps, tandis que la tige 33 dudit vérin est montée coulissante dans un alésage 34 du corps et est immobilisée en rotation par une clavette 35. La tige 33 Présente une partie filetée 37, de préférence à filets de section trapézoidale, engagée dans un écrou 38 qui prend appui contre un épaulement 39 du corps par l'intermédiaire d'une butée de centrage à rotule sur galets 41, et qui est retenu axialement dans le corps 31 par une bride 42. On peut régler la position angulaire de l'écrou 38 dans le corps 31 au moyen d'un dispositif de comm#ande qui comporte un vérin hydraulique à double effet 44 (voir aussi figure 4) dont une extrémité est articulee, nar un axe 45, sur un support 46 fixé à la table 1, et l'autre extrémité articulée, par un axe 47, sur l'ex- trémité d'un bras 48 solidaire d'une pièce tubulaire 51 fixée à l'écrou 38 au moyen de vis 52. La pièce tubulaire 52 présente un cordon annulaire 53 de centrage sur la partie supérieure de la surface cylindrique extérieure du corps 31 et une denture femelle d'indexage angulaire 54 engagée sur une denture mâle conjuguée de l'écrou 38. Lorsque la tige de piston 56 du vérin hydraulique 44 se trouve à l'une des extrémités de sa course, par exemple lorsqu'elle est rentrée dans le cylindre 57 dudit vérin, la tige 33 du vérin à vis 11 est rétractée. L'autre extrémité de la course du vérin hydraulique détermine, avec précision, la position de sortie de la tige 33 dont l'extrémité inférieure vient porter contre la surface d'appui correspondante en soulageant la table.Le réglagé précis de la quantité dont la tige 33 sort du corps 31 peut se faire, d'une part, par un décalage dent par dent de l'écrou 38 dans la pièce tubulaire 51 après démontage des vis 52 et, d'autre part, d'une manière continue et précise en vissant plus ou moins la tige de piston 56 du vérin hydraulique 44 dans la chape 59 qui la relie à l'axe 47, après avoir desserré le contre-écrou de blocage 61 (voir aussi figure 5). Sur les deux extrémités du cylindre 57 du vérin hydraulique 44, sont branchées deux conduites de contrôle 64, 65, reliées à un distributeur commun 66 pour l'alimentation simultanée des quatre vérins hydrauliques de commande des quatre vérins à vis de calage à partir d'une source de liquide sous pression 67 ou leur mise à la bâche 68, respectivement. Dans l'exemple considéré, le chariot 3 ne peut occuper qu'un certain nombre de positions prédéterminées le long de ses glissières et, aux emplacements correspondant aux vérins à vis 11, 12, 13, 14, on a fixé, sur la face supérieure des deux rails 15, 16, des cales d'épaisseur étalonnées 64 qui permettent de rattraper des défauts éventuels de positionnement ou d'usinage desdits rails. Le fonctionnement des mécanismes de calage est le suivant : La table porte-pièce 1, pour l'exécution d'une opération d'usinage, occupe l'une ou l'autre des deux positions angulaires représentées reseectivement sur la figure 1 ou sur la figure 2, ou encore une position à 180 de celles-ci, et quel que soit 1 1emplacement du chariot 3 dans la direction "A", les mécanismes de calage 11 à 14 se trouvent, soit au-dessus des rails 15, 16, soit au-dessus des rails 21,- 22.Au moyen du distributeur 66 (figure 4 > , on alimente simultanément les quatre vérins hydrauliques 44 dans le sens qui provoque leur allongement, ce qui assure dans chaque mécanisme de calage, le pivotement du bras 48, et par conséquent, ---de l'écrou 33, ainsi que la descente de-la tige 33 qui vivent reposer sur la surface fixe d'appui correspondante des rails 15, 16 ou 21, 22, selon le cas. La pression d'alimentation des vérins, le dimensionnement de ceux-ci, et l'amplification d'effort réalisée par le bras de levier 48 et le système vis 37écrou 38, sont tels que l'effort fourni à la tige 33 de chaque vérin de calage~ est largement plus important que l'effort nécessaire au soulèvement de la table chargée de la pièce à usiner. On est donc certain que tous les vérins hydrauliques atteignent leurs fins de course et que, par conséquent, les positions de sortie des tiges des vérins de calage sont parfaitement définies. Les réglages de ces vérins, effectués comme indiqué plus haut, permettent donc d'assurer à la table une assise qui compense les déformations auxquelles elle pourrait être sujette sous l'effet du poids de la pièce à usiner et éventuellement de son propre poids. Sur la figure 6, on a représenté une variante dans laquelle la table 1 ne peut subir qu'un mouvement de pivotement autour de l'axe vertical 2, mais peut être arrêtée dans n'importe quelle position angulaire au lieu de quatre positions à 900 seulement. Les surfaces fixes horizontales d'appui sont alors réduites à un rail annulaire unique 71 contre lequel viennent prendre appui les mécanismes de calage tels que 11, 12, 13, par exemple, mais le principe de l'invention demeure le même. Au lieu d'être fixés sous la table -1, les vérins de calage pourraient être fixés sur une surface d'appui 72 solidaire du sol, comme indiqué en 11 et 13 sur la figure 7, tandis que leurs tiges, en sortant, viendraient prendre appui contre la face inférieure d'un rail annulaire 73 solidaire de la face inférieure de la table 1, sans que le principe du calage en soit modifié pour autant. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui ont été donnés à titre d'exemples; on peut y apporter de nombreuses modifications, suivant les applications envisagées, sans sortir, pour cela, du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que les mécanismes de calage oourraient ne pas être au nombre de quatre, et qu'ils pourraient être conçus différemment, par exemple sous la forme de vérins hydrauliques, ou encore de systèmes de leviers ou à coins. L'invention serait applicable également à une variante dans laquelle la table ne serait pas pivotante, mais simplement montée directement à coulissement sur des glissières, ce qui correspondrait au mode de rOalisation de la figure 1 ot la table 1 ferait corps avec le chariot 3. Les surfaces fixes horizontales d'appui seraient alors réduites aux deux rails rectilignes 15, 16 sur lesquels viendraient porter les mécanismes de calage 11, 12, 13,14 REVENDICATIONS 1.- Ensemble de table mobile porte-pièce de machine-outil, comportant des moyens de support et de guidage de ladite table permettant à celle-ci d'effectuer des mouvements dans un plan horizontal, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des surfaces horizontales fixes d'appui (15,16,21,22,71,72) situées à un niveau inférieur à celui de la table (1) et-plus écartées que les moyens (3,4) de support et de guidage précités, ainsi que des mécanismes réglables de calage précis~(11,12,13,14) interposés entre la table (1) et lesdites surfaces d'appui (15,16,21,22,71,72) 2.- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les mécanismes de calage (11,12,13,14) sont fixés sous la table mobile (1). 3.- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les mécanismes de calage (11,12,13,14) occupent des emplacements fixes. 4.- Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que certaines, au moins des surfaces horizontales fixes d'appui appartiennent à des rails (21,22) portés par un bâti (4) de la machine qui porte déjà les moyens (3) de support et de guidage de la table (1). 5.- Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que certaines, au moins, des surfaces horizontales fixes d'appui appartiennent à des rails (15,16) disposés de part et d'autre d'un bâti (4) de la machine qui porte les moyens (3) de support et de guidage de la table (1) 6.- Ensemble suivant la revendication 2, dans lequel la table rectangulaire (1) est montée à pivotement autour d'un axe vertical (2) sur un chariot (3) monté sur des glissières rectilignes horizontales d'un bâti (4) de la machine, caractérisé en ce que les mécanismes de calage (11,12,13,14) sont situés aux quatre coins-de la table (1) et les surfaces horizontales fixes d'appui comportent, d'une part, des premiers rails (21,22) solidaires du bâti (4), parallèles aux glissières rectilignes horizontales précitées et dont l'écartement correspond à la largeur de la table, et, d t autre part, des seconds rails fixes (15,16) disposés de part et d'autre de l'ensemble des premiers rails et dont l'écartement correspond à la longueur de la table. 7.- Ensemble suivant la revendication 2, caractérisé en ce que certaines (15,16), au moins, des surfaces horizontales fixes d'appui sont munies de cales d'épaisseur calibrées (64). 8.- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les mécanismes réglables irréversibles de calage précis (11, 12,13,14) sont constitués-par des vérins. 9.- Ensemble suivant la revendication 8, caractérisé en ce que chaque vérin (11) comporte un corps (31) dans lequel est clavetée coulissante une vis verticale d'appui (33) sur les filets (37) de laquelle est enga#gé un écrou (38) monté à rotation dans ledit corps et muni d'un bras radial (48) dont l'extrémité est reliée à un vérin hydraulique de commande à double effet (44). 10.- Ensemble suivant la revendication 9, caractérisé en ce que le bras radial (-48) est rendu solidaire de l'écrou (38) par l'intermédiaire d'un système d'accouplement indexable angulairement comportant, par exemple, une denture mâle et une denture femelle conjuguées (54), tandis que son extrémité est reliée au vérin hydraulique (44) par l'intermédiaire d'une liaison (56,59) de longueur réglable d'une manière continue#