Brevet FR2382300A1 — publié le 19780929

La présente invention est du domaine des machines-outils et elle a plus précisément pour objet un nouveau système -dé montage d'un outil de fraisage sur une machine à fraiser. On sait que les machines à fraiser, ou fraiseuses, comportent, dans leur ensemble une tête pourvue d'un arbre-moteur creux destiné à recevoir et à entrainer un ensemble porte-outil ; dans la plupart des cas et notamment dans le cas qui intéresse plus particulièrement la présente invention, cet ensemble porte-outil, encore appelé mandrin porte-fraise, est constitué d'une pièce massive comportant un cône mâle destiné à être logé dans l'arbre creux de la tête de fraiseuse, une collerette d'entrainement destinée à encranter dans des tenons du dit arbre creux et un cône femelle destiné à recevoir une pince cônique telle que pince à trois doigts. Différents systèmes de serrage de la pince ont été proposés ; ils peuvent être classés en deux types principaux : un type dit à pince poussée et un type dit à pince tirée.Un avantage obtenu dans certain système de ce second type réside dans le faible encombrement des moyens de serrage de la pince au voisinage de son extrémité, faible encombrement qui permet par exemple le fraisage de gorges ou de rainures assez profondes par rapport à leur largeur. Il est certain que l'on sait aussi, en vue de tels travaux, utiliser les fraises dites longues mais cette utilisation comporte deux inconvénients majeurs, à savoir risque de rupture de la fraise et manque de précision dû à une flexion de celle-ci ; c'est la raison pour laquelle les mandrins à pince tirée et à faible encombrement sont recherchés dans certains cas.Parmi les systèmes de traction de la pince, on connait notamment un système procédant par action d'une vis pouvant être vissée dans la collerette d'entraînement et agissant à son extrémité, à la manière d'une-came sur un plan incliné d'un logement ménagé dans la queue de la pince ; un tel système présente cependant l'inconvénient d'un manque de force de serrage. On notera aussi que la plupart des mandrins porte-fraise de type connu sont montés sur la tête de fraiseuse au moyen d'une tige filetée vissée à la partie supérieure du cône d'emboîtement, tige filetée qui comporte un écrou prenant appui sur l'extrémité, ou portée, supérieure de l'arbre creux Ainsi les opérations de montage d'une fraise sur une fraiseuse sont les suivantes : choix de la pince correspondant au diamètre de la fraise, montage de la pince dans le mandrin porte-pince, montage et boulonnage du mandrin porte-pince sur la tête de fraiseuse, introduction de la fraise dans la pince et serrage de la pince, étant entendu que le serrage d'une fraise dans un mandrin porte-pince à pince tirée et à faible encombrement peut ne pas être saitsfaisant quant à son efficacité. Le but de l'invention est de disposer d'un système de montage des fraises autorisant une force de serrage très efficace et une relative facilité de mise en place de la fraise sans subir l'inconvénient de l'encombrement des moyens de serrage. Un système de montage d'une fraise sur une tête de fraiseuse comportant un arbre moteur creux pourvu d'une portée supérieure, le dit arbre creux étant destiné à loger un mandrin du type à pince tirée, le dit mandrin comprenant une pince et un porte-pince et étant maintenu logé dans l'arbre creux au moyen d'une tige prenant appui sur la portée supérieure de l'arbre, est principalement caractérisé, selon la présente invention, en ce que l'effort de traction sur la dite pince est appliqué au moyen de la dite tige de maintient, d'od il résulte que l'effort de traction entraîne simultanément l'effet de maintient et que la force de serrage de la fraise par la pince peut être très élevée tout en autorisant un encombrement minimal des moyens de serrage de la pince. Selon une forme de réalisation de l'invention préférée pour sa simplicité et son efficacité, les moyens de serrage simultané de la fraise dans la pince et de l'emboite- ment du porte-pince dans l'arbre creux, sont constitués par une tige filetée dont l'extrémité inférieure se visse dans, ou sur, la queue de la pince, et sur l'extrémité supérieure de laquelle un écrou est vissé, le dit écrou prenant appui sur la portée supérieure de l'arbre creux ; on notera qu'un résultat identique peut être obtenu avec une vis dont l'extrémité est vissée dans, ou sur, la queue de la pince et dont la tête prend appui sur la portée supérieure de l'arbre creux.Dans l'un et l'autre cas, les opérations se réduisent à l'emboîtement de la fraise dans la pin ce,#la pince dans le porte-pince, du porte-pince dans l'arbre creux, et un serrage extrêmement fort peut être réalisé à l'aide d'une clé par vissage de l'écrou ou de la tête de la vis. La présente invention sera mieux comprise et des détails supplémentaires en relevant apparaîtront à la description qui va être faite d'une forme préférée d'exécution en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles La fig. 1 est une représentation schématique d'une tête de fraiseuse comportant, vu en coupe, un ensemble porte-fraise du système de l'invention, La fig. 2 est une représentation isolée d'une pièce porte-pince du système de l'invention, Les fig. 3, 4, et 5 sont des vues en coupe de pièces convenant respectivement pour différents diamètres de fraises. Sur la fig. 1 une tête de fraiseuse comporte un arbre moteur creux 1 entraîné en rotation par des moyens moteurspuissants non représentés sur la figure ; cet arbre creux est pourvu à sa partie supérieure d'une portée supérieure 2 et a sa partie inférieure d'une portée inférieure 3 pourvue de tenons d'entraînement tels que 4 et 5 ; l'arbre creux 1 est conformé intérieurement dans environ sa moitité inférieure en cône femelle 6, le cône femelle 6 se prolongeant dans la moitité supérieure de l'arbre par un alésage 7. On notera que les caractéristiques dimensionnelles de l'arbre creux et notamment les caractéristiques de conicité du cône femelle 6 sont en général normalisées pour chaque type de fraiseuse. Le cône femelle 6 est destiné à recevoir un mandrin porte-fraise 8 ; le mandrin porte-fraise est lui-même constitué d'une pièce porte-pince 9 et d'une pince 10 ; la pièce porte-pince 9 comprend un cône mâle Il de conicité identique à celle du cône femelle 6 pour permettre l'emboîtement, une collerette d'entraînement 12 pourvue d'encoches pour recevoir les tenons 5, et un manchon inférieur 13 pourvu intérieurement d'un cône femelle destiné à loger la pince 10 conformée de conicité correspondante ; on notera que le serrage de la pince est effectué par traction de celle-ci vers l'intérieur du cône femelle du manchon 13. Selon la caractéristique générale de l'invention, la traction de la pince dans le cône femelle du porte-pince est effectuée au moyen d'une tige 15 accouplée à la pince et passant dans un alésage central 18 du porte-pince 9 et prenant appui par l'intermédiaire d'un écrou ou d'une tête de vis 16 sur la portée supérieure 2 de l'arbre creux. On notera que la trac tion de la tige sur la pince effectue simultanément le serrage d'une fraise 17 et le maintient d'un mandrin 8 dans l'arbre creux 1 puisque la pince est emboîtée dans le porte-pince qui est luimême emboîté dans l'arbre creux. On rappelle que dans les systèmes de l'art antérieur, voisins de celui de l'inventionr la tige est accouplée non pas à la pince mais au porte-pince au voisinage de son extrémité supérieure, les moyens de serrage de la #pince étant distincts et contenus dans la partie inférieure du porte-pince. Le système de l'invention est donc encore caractérisé par des moyens d'accouplement de la tige à la pince, par un alésage 18 traversant de part en part le porte-pince et par l'absence de tout autre moyen de serrage de la pince. Il est concevable, et l'expe- rimentation le confirme, qu'un serrage de la pince par le système de l'invention peut être extrêmement efficace et que l'encombrement lié à des moyens de serrage situés, dans des dispositifs de l'art antérieur, au voisinage de l'extrémité inférieure du mandrin, est supprimé. Sur la fig. 2 représentant en coupe partielle le porte-pince 9 de la fig. I à une échelle voisine de l'échelle 1, on notera les caractéristiques du système de l'invention a savoir : un alésage central 18 traversant le porte-pince sur toute sa hauteur et se terminant à l'extrémité inférieure par une portée cônique 20 d'une trentaine de millimètres de hauteur et d'une cônicité de 2/10, ou encore de 20 %, ou encore d'angle d'ouverture de cône d'environ 110 d'angle ; les autres références de la fig. 1 sont reportées sur cette figure sans qu'il soit besoin de les expliciter davantage. Sur les fig. 3, 4 et 5 des pinces du type à trois doigts sont représentées en coupe longitudinale ; elles conviennent respectivement pour des diamètres croissants de fraises et elles possèdent à titre de caractéristique les rendant applicables au système de l'invention, un filetage dans leur partie supérieure tel que les filetages 23, 24 et 25, ce filetage est un filetage intérieur destiné à recevoir le filetage extérieur d'une tige ; on notera que la longueur de ce filetage, soit encore le nombre de filets, augmente en même temps que le diamètre des fraises à serrer, ceci afin de permettre une force de traction plus importante pour les plus gros diamètres de fraise. Les pièces représentées sur les fig. 2, 3, 4, et 5 sont représentatives des pièces d'un coffret de pièces destiné au montage de fraises sur une tête de fraiseuse suivant le système de l'invention. On notera toutefois, que le système de l'invention comprend n'importe quel moyen d'accouplement de la pince à la tige ; ainsi l'extrémité de la tige pourrait être pourvue d'un filetage femelle et la pince d'un filetage male l'accouplement pourrait être encore un accouplement de type balonnette ; l'effort de traction pourrait, sans sortir du cadre du système de l'invention, résulter d'un système à excentrique passant à travers la tige et prenant appui sur la partie su périeure de l'arbre creux, la caractéristique principale des pièces proposées pour la mise en oeuvre du système de l'invention restant un moyen d'accouplement, dans sa généralité, de la tige a la pince et le libre passage de la tige dans le porte-pince, la portée de l'invention étant définie par les revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Système de montage d'une fraise sur une tête de fraiseuse comportant un arbre moteur creux pourvu d'une portée supé rieure, le dit arbre creux étant destiné à loger un mandrin du type à pince tirée, le dit mandrin comprenant une pince et un porte-pince et étant maintenu logé dans l'arbre creux au moyen d'une tige prenant appui sur la portée supérieure de l'arbre, caractérisé en ce que l'effort de traction sur la dite pince est appliqué au moyen de la dite tige de maintient, d'oui il résulte que l'effort de trac tion entraîne simultanément l'effet de maintient, et que la force de serrage de la fraise par la pince peut être très élevée tout en autorisant un encombrement minimal des moyens de serrage de la pince 2.- Système de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la queue de la pince est pourvue de moyemd'accouplement à la tige 3.- Système de montage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dits moyens d'accouple ment sont constitués par un filetage à la queue de la pince et par un filetage correspondant de la tige 4.- Système de montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le filetage de la queue est un filetage intérieur et par un filetage extérieur de la tige; 5.- Système de montage selon la revendication 1, caractérisé : en ce que le porte pince est pourvu d'un alésage central traversant celui-ci sur toute sa hauteur et se terminant à son extrémité inférieure par une portée cô nique femelle comprise dans un manchon inférieur 6. - Système de montage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la conicité de la portée co- nique femelle a un angle d'ouverture de cône d'environ 110 d'angle ; 7. - Système de montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que la hauteur de la dite portée conique est d'une trentaine de millimètres ; 8. - Système de montage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins un porte-pince, au moins trois pinces convenant respectivement pour des diamètres croissants de fraise et au moins une tige apte a être accouplée à l'une quelconque des pinces, sont disposés dans un coffret.