Brevet FR2412376A1 — publié le 19790720

L'invention est relative à une machine automatique pour aléser des barreaux destinés,par exemple,à constituer des corps de vérins ou des canons d'armes à feu. Cette machine est du type comportant un bâti muni de glissières longitudinales,un ensemble d'usinage mobile sur les glissières,portant au moins une barre à aléser et muni de moyens d'en traînement en rotation de cette barre,une poupée fixe munie de moyens de guidage de la barre à aléser,des moyens de guidage interposés entre la poupée fixe et l'ensemble d'usinage précité,au moins un organe de serrage et d'entrainement en rotation de la pièce à usiner disposé en vis-à-vis de la poupée fixe,à l'opposé de l'ensemble d'usinage et des moyens d'alimentation amenant chaque pièce d'un magasin de stockage à un poste d'usinage délimité entre la poupée fixe et 11 organe de serrage et d'entrainement lui faisant vis-à-vis L'invention a pour but de fournir une machine du type précité qui soit entièrement automatique,c'est-à-dire ne nécessite aucune intervention humaine lors du cycle de fabrication, soit fiable et permette d'obtenir la précision recherchée. Dans cette machine,les moyens d'alimentation sont constitués par deux traverses fixes qui,espacées et disposées transversalement au poste d'usinage qu'elles traversent de part en part,sont munies å leur bord supérieur d'encoches de positionnement des pièces,encoches dont l'une est dans le plan médian longitudinal contenant la barre à aléser,par des moyens de transfert d'au moins une pièce entre le magasin et l'extrémité postérieure des traverses fixes,par deux traverses mobiles qui,disposées entre et au-dessous de celles fixes,sont reliées à des moyens aptes à leur communiquer d'abord un mouvement de bas en haut vers l'avant au cours duquel elles prélèvent les pièces et les déplacent d'une quantité réglable,puis un mouvement vers le bas au cours duquel elles déposent les pièces dans des logements des traverses fixes, différents de ceux initiaux, tandis que l'organe de serrage et d'entrainement est constitué par une pièce de centrage de chaque pièce solidaire d'un arbre lié à des moyens d'entrainement,et par un vérin dans la partie mobile duquel l'arbre précité est monté libre en rotation. Grâce à ces moyens,chaque pièce est amenée automatiquement, et quelle que soit sa section transversale,au poste d'usinage où elle est parfaitement positionnée et reliée à des moyens aptes à l'entrainer en rotation. Dans une forme d'exécution,un support fixe comportant à sa partie supérieure au moins un logement de positionnement pour un barreau est disposé entre les deux traverses mobiles et de manière que son logement soit dans le prolongement de l'orifice de sortie dont est muni le magasin de stockage des barreaux et dans la trajectoire de déplacement des moyens de transfert. Ce support permet de maintenir la pièce,déplacée par les moyens de transfert,tant qu'elle ne repose pas par ses deux extrémités sur les traverses fixes,c'est-à-dire évite qu'elle bascule pendant la phase de transfert. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit,en référence au dessin schématique annexé représentant,à titre d'exemple,une forme d'exécution de cette machine automatique lorsqu'elle comporte deux postes d'usinage Figures 1- et 2 en sont des vues en élévation,montrant lten- semble de cette machine,respectivement de face et en plan pardessus, Figure 3 est une vue en plan par-dessus montrant,à échelle agrandie,les moyens d'alimentation du poste d'usinage, Figures 4,5 et 6 sont des vues en coupe trsnsver#aIe suivant IV-IV de figure 3,montrant les moyens d'alimentation,respectivement en position de repos et dans les phases de soulèvement et de dépit des pièces sur les traverses fixea, Figure 7 est une vue partielle, en coupe transversale suivant VII-VII de figure 2,montrant à échelle agrandie une forme de réalisation des moyens de centrage et d'entrainement en rotation d'une pièce, Figures 8,9 et 10 sont des vues similaires à la figure 7, mais montrant partiellement les moyens de positionnement d'une pièce,respectivement au moment de l'alimentation du poste d'usinage,dans la phase d'usinage et après usinage au moment de l'extraction de la pièce usinée, Figures Il et 12 sont des vues partielles montrant de face en élévation et à échelle agrandie,la position occupée par la lunette mobile associée à l'ensemble d'usinage,Juste avant déplacement de cette lunette par l'ensemble d'usinage,respectivement dans la phase d'usinage et dans la phase de dégagement. Cette machine automatique à aléser comprend,comme représenté aux figures 1 et 2,un bâti 2 muni de glissières longitudina les 2 sur lesquelles est monté coulissant un ensemble d'usinage désigné de façon générale par 4. Cet ensemble comprend au moins un moteur électrique #,entrainant par l'intermédiaire d'une boite de transmission 6,deux barres à aléser 2 parallèles entre elles et aux glissières 3 précitées. 8 désigne une poupée fixe associée à des moyens de guidage 9 constitués par exemple par une lunette. Un organe de serrage et d'entrainement en rotation 10 de chaque pièce ou barreau 12 est disposé en vis-à-vis de la poupée fixe 8 et à l'opposé de l'ensemble d'usinage 4,comme montré à la figure 7. L'ensemble d'usinage comportant,dans cette forme d's écution deux barres à aléser,les-#organes de serrage et d'entrainement 10 sont également au nombre de deux. Comme montré à la figure 2,cette machine comporte des moyens d'alimentation 13 aptes,en combinaison avec des moyens de transfert 14,à amener chacun des barreaux 12 contenus dans un magasin de stockage 15,au poste d'usinage désigné de manière générale par 16. En outre,à la figure 2, 22 désigne des moyens d'évacuation des copeaux- ,18 des moyens de refroidissement des huiles de coupe et 19 une armoire de commande et de programmation de l'ensem- ble de la machine. Chacun des deux postes d'usinage comporte,comme montré plus particulièrement à la figure 7, outre l'organe de serrage et d'entrainement 10,un ensemble de centrage complémentaire qui,désigné de manière générale par 20,est porté par la poupée fixe 8. L'organe de serrage et d'entrainement 10 est constitué par une pièce de centrage 22 fixée de manière amovible à l'extrémité libre épaulée d'un arbre 23 monté libre en rotation dans une pièce 24.Cet arbre est lié en rotation par son autre extrémité munie de cannelures 25 à un manchon 26,1ui-même lié en rotation,par un engrenage 27,à un pignon 27a (figure 3) entrainé par un moteur électrique 28. La pièce 24 dans laquelle l'arbre 3 est monté libre en rotation constitue la partie mobile d'un vérin hydraulique dont le corps 29 est calé dans un support 30. la partie mobile 24 affecte localement la forme d'un piston 24a apte à se mouvoir dans-une chambre 32 communiquant par des canalisations 33 et 34 à un réseau de distribution hydraulique4la pièce de centrage 22,destinée à coopérer avec le barreau 12 à aléser,comporte un alésage conique 35 dans lequel débouche l'extrémité libre d'un doigt d'éjection 36 disposé axialement dans un logement 37 de l'arbre 23. Ce doigt d'éjection comporte lui-même un épau lement dont l'une des faces limite son déplacement vers l'exté- rieur en venant en appui contre la face postérieure #de la pièce de centrage 22,et dont l'autre face constitue face d'appui pour un ressort hélicoIdal 38. les moyens 20 de centrage complémentaires comprennent également une pièce de centrage 40 qui,absolument identique à celle 22 précitée,est rapportée sur une douille 42 montée libre en rotation dans un manchon 43 solidaire de la poupée fixe 8. Cette pièce de centrage est également associée à un doigt d'éjection 44 dont l'extrémité libre fait saillie de l'alésage conique 45 de ladite pièce. Ce doigt d'éjection 44 est identique à celui 36 précité,et comme lui,est soumis à l'action d'un ressort de rappel 38. #outefois,il est traversé axialement par un alésage 46 pour le passage de la barre à aléser 2 correspondante.Au débouché du doigt d'éjection 44,cet alésage 46 est remplacé par un canon de guidage 47. La figure 7 montre également,qu'avant de pénétrer dans le doigt d'éjection ~4,la barre à aléser traverse d'une part,un bottier 50 contenant un joint centrifuge 52 et,d'autre part,un logement 53 formé dans la poupée 8 pour récupérer les copeaux et le liquide de refroidissement. Enfin, cette figure montre que le support 30 portant l'organe 10 de serrage et d'entrainement du barreau 12 est muni d'une semelle 30a qui,reposant sur des glissières #,est liée au bâti 2 par l'intermédiaire de boulons 54. Ce mode de fixation permet de déplacer longitudinalement le support pour adapter l'intervalle le séparant de la poupée fixe 8 en fonction de la longueur des barreaux 12 à usiner. De façon connue,les pièces de centrage 22 et 40 sont montées de manière amovible sur les organes qui les portent afin que leurs alésages coniques ,respectivement 35 et 45 soient ajustés aux dimensions extérieures des barreaux 12 à usiner. Comme montré à la figure 3,le magasin de stockage 22 comporte deux compartiments verticaux dans lesquels sont superposés les barreaux 12 . Ce magasin porte,à sa partie inférieure,deux ouvertures 56 par lesquelles peuvent passer les derniers bar reaux,lorsqutils sont poussés longitudinalement par les moyens de transfert 14.Ainsi,ces moyens de transfert, constitués par deux vérins juxtaposés dont les tiges sont munies de poussoir 52,peu- vent déplacer simultanément deux barreaux 12 afin de les amener sur les moyens d'alimentation 13. Comme montré aux figures 3,4 et 8,ces moyens d'alimentation sont constitués par deux traverses fixes 60 et par deux traverses mobiles 62 .Les traverses fixes 60 sont espacées et disposées transversalement au poste d'usinage qu'elles traversent de part en part,c'est-à-dire sont disposées dans l'intervalle entre la poupée fixe 8 et le support 30 .Dans cette forme d'exécution ,ces deux traverses sont parallèles.Elles sont reliées au bâti 2 par des montants 63 reposant sur ce bâti avec interposition de cales de réglage 64 permettant d'ajuster leur hauteur en fonction de la dimension transversale des barreaux 12.Ces traverses fixes 60 sont munies sur leur bord supérieur d'encoches en V 65 ,aptes chacune à recevoir un barreau 12,comme montré à la figure 4. Ces encoches sont disposées de manière que deux d'entre elles soient sensiblement dans les plans médians verticaux PI et P2 passant par les axes longitudinaux des deux postes d'usinage et des barres à aléser 2 correspondantes.Enfin,le bord supérieur de ltextrémité antérieure de chaque traverse fixe 60 est muni d'une rampe inclinée 66 d'évacuation des pièces usi nées. les deux traverses mobiles 62 qui,comme montré aux figures 3 et 8,sont disposées dans l'intervalle entre'les traverses 60, sont elles-mêmes espacées et munies sur le bord supérieur de leur partie antérieure d'encoches en V 65a similaires à celles 65 des traverses fixes. Ces deux traverses qui,dans cette forme d'#xécution,sont parallèles entre elles et aux traverses fixes 60,sont reliées par leur extrémité postérieure à des moyens moteurs aptes à leur communiquer un déplacement qui sera décrit plus loin. Dans la forme d'exécution représentée,ces moyens d'entrainement des traverses mobiles 62 sont constitués par deux arbres 68a et 68b parallèles et espacés,montés libres en rotation et reliés à des moyens moteurs communs désignés par 69 à la figure 3.Chacun de ces arbres est solidaire en rotation d'une paire de bielles 22 dont les extrémités sont articulée sur des axes 71 solidaires de la partie postérieure des traverses 62 précitées. le poste d'alimentation comporte un support fixe 72 qui, comme montré à la figure 3,est disposé entre les deux traverses mobiles 62 et de manière que les encoches en V 73 dont il est muni soient dans le prolongement des poussoirs 57 des moyens de transfert 14,des deux barreaux 12 disposés à la base du magasin vertical de stockage 22 et des deux premières encoches en V des rampes fixes 60 .Cette pièce 72 évite que les deux barreaux 12 tendent à basculer pendant leur transfert sur les traverses fixes 60 et avant que leur extrémité libre vienne en appui sur la traverse 60 Juxtaposée à la poupée fixe 8. le support fixe 2g repose sur le bâti 2 avec interposition de cales 74 permettant de régler la position de ses encoches en fonction des dimensions transversales des barreaux 12 contenus dans le magasin. De même, le boîtier 69,contenant les moyens moteurs et les paliers de guidage des arbres 68a et 68b d'entraînement des traverses mobiles 62,repose sur le bâti 2 avec interposition de cales 75 dont la hauteur est déterminée en fonction du pas de déplacement des barreaux 12 sur les traverses fixes 60. les canons de centrage 47 portés par la poupée fixe 8 sont complétés,comme montré à la figure 11,par des canons de centrage 22 portés par la lunette 2. Celle-ci , mobile sur les glissières 3 du banc 2 ,est solidaire d'une barre 80 portant deux butées réglables,respectivement avant 82 et arrière 83,aptes chacune à coopérer avec une butée de commande 84 solidaire du corps de l'ensemble d'usinage 4 et disposée entre elles. le fonctionnement de cette machine est le suivant: Pendant le cycle d'usinage de deux barreaux 12,les poussoirs 2 des moyens de transfert déplacent ,dans le sens de la flèche 86 à la figure 3,ives barreaux inférieurs contenus dans le magasin de stockage 15 afin de les amener dans la position représentée à cette même figure,c'est-à-dire sur les deux premières encoches des traverses 60. Puis,les tiges des deux vérins 14 reviennent à leur position initiale et permettent ainsi à l'ensemble des barreaux contenus dans le magasin de stockage de descendre de la valeur de la dimension transversale d'un barreau. A la fin du cycle d'usinage et,comme montré aux figures 4 à 6,les moyens moteurs 69 des traverses mobiles 62 entrent en action afin de communiquer à ces dernières ,et grâce aux bielles 70,un mouvement vertical vers le haut au cours duquel,comme montré à la figure 5,leurs encoches 65a soulèvent tous les barreaux qui,jusqu'alors,reposaient sur les encoches 65 des traverses fixes 60.Ce déplacement vertical vers le haut dans le sens de la flèche 87 est accompagné,en raison même de l'utilisation des bielles 70,d'un déplacement horizontal vers l'avant dans le sens de la flèche 88 de figure 5.Dès que les bielles ont dépassé leur point mort haut,correspondant à la position représentée à la figure 5,le déplacement dans le sens de la flèche 88 continue,maîs est concomitant à un déplacement vertical vers le bas dans le sens de la flèche 89 de figure 6. Dès que les encoches 65a des traverses mobiles 62 parviennent au niveau des encoches 65 des traverses fixes 60,comme montré à lafigure 6,les barreaux 12 coopèrent à nouveau sur ces traverses fixes 60.les traverses mobiles, comme représenté en traits mixtes à la figure 6 continuent leur mouvement pour revenir à la position initiale de figure 4.Durant ce mouvement,et comme montré par les flèches 90 à la figure 6, les barreaux ont été déplacés vers l'avant d t une quantité cor respondant å deux fois le pas entre deux encoches consécutives Il en résulte que deux pièces usinées ont été amenées sur la rampe inclinée 66 qui assure leur évacuation par gravité vers un bac de réception ,tandis que deux nouvelles ébauches ont été amenées dans les encoches 65 correspondant aux deux postes d'usinage. Il est à noter que ces moyens d'alimentation de conception simple sont très sùrs et permettent dealimentersde manière régu- lière et sans aucune intervention humaine,les deux postes d'usinage de la machine. lorsque chaque ébauche 12 est ainsi mise en place 9 elle occupe la position représentée à la figure 80Dans la phase suivante , représentée- à la figure 7,du fluide sous pression est envoyé par la canalisation 53 dans la partie postérieure de la chambre 32 du vérin de chacun des organes de serrage 10 afin que la partie mobile 24 de celui-ci se déplace dans le sens de la flèche 91. Sous l'effet de ce déplacement,l'extrémité libre du doigt d'e- jection 36 vient d'abord en contact avec l'ébauche 12,puis fait coulisser longitudinalement le barreau 12 sur les traverses 60 Jusqu a ce qu'il vienne en butée contre l'extrémité libre du doigt d'éjection 47 associé à la poupée fixe 8.A partir de la le déplacement de la partie mobile 24 continuant,les deux ressorts 38 -se compriment,ce qui permet aux alésages coniques 35 et 45 des deux pièces de centrage,respectivement 22 et 40,de veniren contact avec les faces en bout de l'ébauche 12 comme montré à la figure 9.Dès que l'ébauche 12 est ainsi serrée,elle est ent entrainée en rotation par l'arbre 23 par le moteur 28 com mun aux deux postes d'usinage. L'opération d'usinage s'effectue alors de façon connue au moyen des barres à aléser 7 qui sont entrainées en rotation en sens inverse de celles des ébauches et qui sont guidées par les canons 47 et par les canons portés par la lunette 9. Sur ce point,il faut préciser que,pour éviter tant lors de l'usinage proprement dit que lors du retrait des barres à aléser,que celles-ci tendent à fléchir,la lunette est agencée de manière à être déplacée lorsque ses barres à aléser ont effectué sensiblement la moitié de leur course longitudinale.A cet effet,comme montré à la figure 11,lorsque 11 ensemble d'usinage 4 a effectué un déplacement dans le sens de la flèche 92,correspondant sensiblement à la moitié de son déplacement total sur les glissières #,la butée de commande 84 rencontre la butée avant 82 et,par l'intermédiaire de celle-ci,déplace la lunette mobile dans le meme sens Jusqu a ce que celle-ci vienne au voisinage immédiat de la poupée fixe 8,comme montré à la figure 12.Inversement,et comme montré à cette figure 12,lorsque l'ensemble d'usinage 4 a effectué sensiblement la moitié de sa course retour dans le sens de la flèche 93,la butée de commande 84 vient en contact avec la bague arrière 83 fixée sur la barre 80 et déplace la lunette 9 dans le mêrne sens jusqu'à ce qu'elle revienne à sa position initiale. Bien entendu,lorsque le barreau à aléser présente une grande longueur,la lunette 9 peut entre associée à une lunette complémentaire comportant également une barre porte-butée,mais commandée par une butée de commande solidaire de la première lu nette.#et agencement permet d'obtenir la précision recherchée sans aucune intervention humaine. En fin d'usinage et lorsque le moteur 28 d'entrainement en rotation des barreaux 12 n'est plus alimenté,et que la partie -mobile 24 des organes de serrage se déplace dans le sens de la flèche 94 de figure 10,-le doigt d'éjection 44,sous l'action de son ressort de rappel 38,communique au barreau alésé 12 un déplacement longitudinal tendant à l'éloigner de la pièce de centrage 40 et à le repositionner sur les traverses mobiles 60.Gra- ce à cela,et lorsque les moyens d'alimentation vont être action nés-à nouveau,le barreau usiné pourra être déplacé par les traverses 62 sans Stre gtné par la pièce de centrage 40. -REVENDICA2IONS- I-Machine automatique pour aléser les barreaux du type comportant un bâti muni de glissières longitudinales,un ensemble d'usinage mobile sur les glissières,portant au moins une barre à aléser et muni de moyens d'entrainement en rotation de cette barre,une poupée fixe munie de moyens de guidage de la barre à aléser,des moyens de guidage interposés entre la poupée fixe et l'ensemble d'usinage précité,au moins un organe de serrage et d'entrainement en rotation de la pièce à usiner disposé en visà-vis de la poupée fixes l'opposé de l'ensemble d'usinage et des moyens d'alimentation amenant chaque pièce d'un magasin de stockage à un poste d'usinage délimité entre la poupée fixe et l'organe de serrage et d'entrainement lui faisant vis-à-visjearactérisée en ce que les moyens d'alimentation sont constitués par deux traverses fixes quisespacées et disposées transversalement au poste d'usinage qu'elles traversent de part en part,sont munies à leur bord supérieur d'encoches de positionnement des pièces,encoches dont l'une est dans le plan médian longitudinal contenant la barre à aléser,par des moyens de transfert d'au moins une pièce entre le magasin et l'extrémité postérieure des traverses fixes,par deux traverses mobiles qui,disposées entre et au-dessous de celles fixes,sont reliées à des moyens aptes à leur communiquer d'abord un mouvement de bas en haut vers l'avant au cours duquel elles prélèvent les pièces et les déplacent d'une quantité réglable,puis un mouvement vers le bas au cours duquel elles déposent les pièces dans des logements des traverses fixesedifférents de ceux initiaux, tandis que l'organe de serrage et d'entrainement est constitué par une pièce de centrage de chaque pièce solidaire dlun arbre lié à des moyens d'entrainement,et par un vérin dans la partie mobile duquel l'arbre précité est monté libre en rotation. 2-Machine à aléser selnn la revendication 1,caractérisée en ce qu'un support fixe,comportant à sa partie supérieure au moins un logement de positionnement pour un barreau ,est disposé entre les deux traverses mobiles et de manière que son logement soit dans le prolongement de l'orifice de sortie dont est muni le magasin de stockage des barreaux et dans la traJectoire de déplacement des moyens de transfert. 3-Machine selon l'une quelconque des revendications 7 et 2, caractérisée en ce que les moyens d'entrainement des traverses mobiles sont constitués par deux arbres parallèles et espacés reliés à des moyens moteurs communs et portant chacun une paire de bielles dont les extrémités sont articulées aux extrémités postérieures desdites traverses. 4-Machine selon la revendication 3,caractérisée en ce que le support des moyens d'entrainement repose sur le bâti avec interposition de cales dont la hauteur est déterminée en fonction du pas de déplacement désiré des barreaux dans les alvéoles des traverses fixes' 5-Machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 4+ caractérisée en ce que les pièces de centrage opposées,de l'organe de serrage et de la poupée fixe,sont chacune traversées axialement par un doigt d'éjection dont l'extrémité est apte, sous l'action d'un ressort,à faire saillie de la face avant de ladite pièce. 6-Machine selon la revendication 5,caractérisée en ce que le doigt dféåection associé à la pièce de centrage de la poupée fixe est traversé par un alésage longitudinal de passage de la barre d'alésage et comporte,à proximité de son extrémité libre, un canon de centrage pour ladite barre. 7-Machine selon la revendication 6,caractérisée en ce que le canon de centrage de la poupée fixe est complété par un canon de guidage porté par une lunette qui,mobile sur les glissières du baAti,est solidaire d'une barre portant deux butées,respectivement avant et arrière,butées aptes à coopérer avec une butée de commande disposée entre elles mais solidaire de ltensemble d'usinage, pour assurer le déplacement de la lunette seulement lorsque la barre à aléser a effectué au moins la moitié de sa course longitudinale dans un sens ou dans l'autre.