Brevet FR2458340A1 — publié le 19810102

L'invention concerne un ensemble porte outil pour tour vertical qui permet un changement simple et rapide des têtes d'outils, un affûtage des arêtes de coupe des têtes d'outils permettant de terminer l'opération en dehors de la machine, la suppression des manipulations demandant des efforts physiques à faire avec les outils, et une utilisation éventuelle des têtes d'outils pour tourner longitudinalement et transversalement de sorte que le nombre de têtes d'outils nécessaires peut être sensiblement diminué. Dans les têtes d'outils courantes actuel- lement, les outils de coupe du tour sontmontés au moyen de trois vis de serrage en s'aidant de deux gorges verticabs et d'une gorge parallèle à la surface de serrage de la tête. Les têtes d'outils présentent de grandes dimensions, surtout pour les outils de coupe des tours, dont la section est de 50 x 50 et 63 x 63 mm. Quand on affûte la lame, la hauteur du tranchant se modifie, ce que l'on compense, suivant la pratique courante en mettant en place, sous le corps de l'outil de coupe, des t8les de différentes épaisseurs. La rigidité du serrage s'en trouve compromise et il en résulte fréquemment qu'il se produit des vibrations qui s'excitent elles-mêmes. Leegarnissage répété de la tête de lame au moyen d'un toutil de coupe de tour prend beaucoup de temps, le changement d'outil représente un travail physique pénible, et désavantageux au point de vue de la protec- tion et de la sécurité des travailleurs. Dans les tours à com- mande numérique verticaux, la répétition du garnissage de la tête d'outil de coupe au moyen d'un outil de coupe du tour exige soit un démontage de cette tête d'outil de coupe, et un ajustage au moyen d'un appareil de réglage en-dehors de la machine et le montage subséquent au moyen d'un instrument spécial, soit le changement de l'outil de coupe du tour émoussé sans démonter la tUte à outil de coupe et le réglage au moyen d'un appareil de réglage qui est prévu sur le tour. Dans les deux cas o on change l'outil émoussé, on doit arrêter le tour pendant une durée prolongée avec cette conséquence que le temps perdu au cours de l'usinage augmente fortement. Comme autres inconvénients des têtes d'outils de coupe connues, on peut citer la diminution de la hauteur maximum du tournage frontal en raison de la longueur qui est donnée par les longueurs du corps de l'outil de coupe du tour qui sont serrées dans la tête d'outil de coupe perpendicu- 2.- lairement à la surface de serrage et dont le poids se monte à environ 0,2 à 0,4 KN, ce qui rend la manipulation difficile. Les inconvénients mentionnés sont éliminés par unr ensemble porte-outils pour tours verticaux qui contient un porte-outil principal et au moins une tête d'outil, suivant l'invention, qui est basée sur ce que les surfaces de raccorde- ment du porte-outil principal forment avec l'axe de l'ensemble porteoutil un angle de 450, et avec l'arête de coupe l'angle S =C = 450 Les têtes d'outils sont placées au moyen d'une surface établie de façon appropriée dans un évidement du porte- outil principal et son bloquées au moyen d'un élément de serrage. Les surfaces de raccordement du porte-outil principal sont établies en forme de queue d'aronde interne s'étendant sur les deux côtés, oblique sur les deux côtés, éven- tuellement en forme d'une queue d'aronde interne sur les deux côtés, oblique d'un seul côté destinée à une queue d'aronde exter- ne de la tête d'outil pendant qu'il est prévu, dans le porte- outil principal, une ouverture appropriée, qui se transforme en un filetage femelle pour un filetage maie d'une vis de serrage, cette vis de serrage possédant, en-dessous de sa tête, une surface cylindrique appropriée, pourvue d'un méplat, la surface de serrage étant exécutée sous la forme d'un surface hélicoïdale, montant dans le sens opposé à celui du filetage extérieur. Suivant un autre mode de réalisatinn, la surface de raccordement du porteoutil principal est établie sous la forme d'un queue d'aronde à un seul côté de la tête d'outil. La surface de raccordement et la surface principale y, qui est parallèle à l'axe de l'ensemble porte-outil et qui forme avec l'arête de coupe un angle 3 = 0 , forment entre elles un angle de 50 à 900. Dans le porte-outil principal est réalisé un fileta- ge femelle approprié, qui se transforme en un orifice approprié pour la vis de serrage. Il peut en outre être réalisé suivant l'in- vention, dans le corps de la tête d'outil, un évidement pour des outils de coupe réglables dont les surfaces latérales forment avec la surface de raccordement un angle de 450, un filetage femelle étant réalisé, dans le corps de la tête d'outil, pour la vis de serrage de l'outil de coupe. On peut exécuter, dans la tête d'outil, un évidement pour une lame de tour dont les surface latérales forment, 245834È 3.- avec la surface de raccordement, un angle de 450, un filetage femelle étant réalisé dans la tête d'outil pour le filetage extérieur des vis de serrage de cette lame de tour. Un avantage de l'ensemble porte-outil suivant l'invention réside dans la simplicité et la rapidité de l'échange de la tête d'outil qui donne satisfaction comme outil de coupe, et la rigidité de son serrage. Quand on change un outil de coupe on a seulement à manipuler au cours du réglage une tête d'outil dont le poids est de 10 à 15 N, ce qui est avantageux si l'on considère la sécurité des travailleurs et la limitation des efforts physiques. Comme on peut maintenir une bonne précision de la position de l'arête de coupe par rapport aux surfaces de raccordement de la tête d'outil, et la précision de ces surfaces de raccordement sans exigences particulièrespour les tolérances de fabrication que l'on peut admettre pour les travaux d'ébauchage on supprime la nécessité d'ajuster, sur les tours à commande numérique verticaux, l'arête de coupe au cours de l'ébauchage. Pour un usinage ultérieur, on établit des têtes d'outils comportant un évidement pour le serrage d'outils de coupe réglable, éventuellement un évidement pour la pose d'outils de coupe de tour, qui permettent le réglage des arêtes de coupe en dehors du tour, dans un dispositif à butées mécani- ques ou un appareil de réglage optique simple. La position des surfaces de raccordement dans le corps principal permet d'utiliser alternativement une tête d'outil pour tourner dans le sens longitudinal ou dans le sens transversal avec le même réglage de l'arête de coupe, ce qui permet de réduire la série des têtes d'outils de 50 %. La fablesse des dimensions de la tête dtoutil et la simplicité des surfaces de raccordement avec un élément de serrage permettent de diminuer sensiblement la longueur de l'ensemble porte-outil, si on compare avec les têtes d'outils utilisées actuellement, de sorte que la hauteur du tournage frontal est augmentée au maximum. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, représentant des exemples de réalisation de l'invention, dessins dans, lesquels - la figure 1 représente un ensemble porte- outil comportant des surfaces de raccordement ayant la forme 245834È 4.- d'une queue d'aronde sur les deux côtés, obliques sur les deux côtés, - la figure 2 est une vue en élévation dans la direction indiquée en Q dans la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe sur u plan indiqué par A-A dans la figure 1, - la figure 4 est une vue en élévation dans la direction indiquée en P dans la figure 1, - la figure 5 illustre un exemple de réalisation de l'invention avec des surfaces de raccordement en forme de queue d'aronde sur les deux côtés, obliques d4un seul côté, - la figure 6 est une coupe dans un plan désigné par B-B dans la figure 5, - la figure 7 illustre un ensemble porte- outil avec des surfaces de raccordement en forme de queue d'aronde sur un seul côté, - la figure 8 est une coupe faite le long d'un plan indiqué par C-C dans la figure 7, - la figure 9 est un exemple de réalisation de l'invention comportant deux surfaces de raccordement obliques avec des ouvertures perpendiculaires appropriées, - la figure 10 est une coupe faite sur un plan désigné par D-D dans la figure 9, -les figures 11 et 12 illustrent un ensemble porte- outil avec un évidement pour monter des outils de coupe régla7le sur la tête d'outil, - la figure 13 est un exemple de réalisation de l'invention avec un évidement destiné à monter des outils de coupe de tour sur la tête d'outil, - la figure 14 représente une coupe faite sur un plan indiqué par F-F dans la figure 13, et - la figure 15 illustre un outil de coupe pour tours et raboteuses. L'ensemble porte-outil suivant les figures 1,2,3,4,5 et 6 est constitué d'un porte-outil principal 110, d'une tête d'outil 20, d'éléments de serrage 30 et de buses réglables 60. Sur le porte-outil principal 10 sont exécutées deux surfaces de raccordement 11 pour la t8te d'outil 20, surfaces qui forment avec l'axe 0 de l'ensemble pcate,-outil un un angle de 45 et avec l'arête de coupe 22 un angle = = 45 , % étant l'angle de réglage de l'arête de coupe. La disposition mentionnée permet d'utiliser alternativement la tête d'outil 20 pour le tournage longitudinal et le tournage transversal, comme on peut le voir dans la figure 1. Quand on serre la tête d'outil sur la surface de raccordement Il de gauche, on utilise le groupe formant outil pour le tournage longitudinal dans la direc- tion de l'axe Z avec un angle d'incidence e de l'arête de coupe. Le serrage de la tête d'outil 20 sur la surface de raccordement 11 de droite permet de tourner dans le sens transversal dans la direction de l'axe x avec le même angle d'incidence k de l'arête de coupe. La surface de raccordement Il est réalisée sous la forme d'une queue d'aronde bilatérale, oblique des deux côtés (fig. 4), quelquefois sous la forme d'une queue dtaronde 12 interne des deux c6tés, oblique sur un seul côté (fig. 5, 6) dans laquelle on pose avec dépassement sur la face frontale, une queue d'aronde exté- rieure 21 de la tête d'outil 20. Le dépassement mentionné permet de serrer la tête d'outil 20 au moyen d'une vis de serrage 30a. La surface de serrage 33 de la vis de serrage 30a est exécutée sous la forme de surface hélicoïdale avec une inclinaison dans le sens inverse de la surface hélicoïdale extérieure 35, de sorte que l'on peut serrer la tête d'outil 20 indépendamment de son engagement dans le porte-outil principal 10, dans les tolérances prévues. En fai- sant tourner la vis de serrage 30a dans une position de sa tête 31 o le méplat 32 est tourné vers la surface de raccordement Il et est parallèle avec elle, on rend possible le changement de la tête d'outil 20 sans avoir a dévisser complètement la vis de serrage a, ce qui diminue fortement la durée de ce changement. On serre l'ensemble porte-outil sur une pièce coulissante ou sur une tête revolver d'un tour vertical au moyen d'une surface de serrage 13. On fournit l'huile de coupe à l'arête de coupe 22 au moyen d'une perforation du porte-outil principal 10 et des buses réglables 60. Dans le mode de réalisation de l'ensemble porte-outil suivant les figures 7 et 8, les surfaces de raccor- dement Il du porte-outil principal 10 forment avec la surface principale P. qui est parallèle à l'axe _ de l'ensemble porte- outil et à l'arête de coupe 22 quand l'angle d'inclinaison À =0, 6.- un angle de 50 à 900 et avec l'axe Q, un angle de 450. Sur la surface de raccordement 11 qui est établie sous la forme d'une queue dtaronde sur un seul côté 12, s'appuie une queue d'aronde extérieure 21a de la tête d'outil 20. Un boulon de positionnement 40, qui est vissé dans le porteoutil principal 10 sous un angle , et s'engage dans un évidement approprié 23 de la tête d'outil 20, détermine la position de cette tête 20 par rapport au porte-outil principal 10. La force de serrage produite par la vis 30a qui est vissée sur le boulon de positionnement 40 est transmise à la tête d'outil 20 par la tête 31 de la vis 30a, qui s'engage dans un évidement 24 de la tête d'outil 20. Dans le mode de réalisation de l'invention suivant les figures 9 et 10 les surfaces de raccordement 11 du porte-outil principal 10 forment avec le plan f, quieest parallèle à l'axe O de l'ensemble porte-outil et à l'arête de coupe 22 quand l'angle d'inclinaison 0 0,un angle de 50 à 900 et avec l'axe O, un angle de 450. On exécute, dans le porte- outil principal 10, des ouvertures 12b cylindriques adaptées perpendiculairement aux surfaces de raccordement 11, dans les- quelles s'engage un boulon approprié 21b de la tête d'outil 20. La vis de serrage 30a qui s'appuie par sa surface de serrage 33 sur la partie plate oblique du boulon 21b qui s'y adapte, produit une force de serrage dans la direction de l'axe de ce boulon 21b et absorbe en même temps le moment de rotation produit par la force de coupe. Dans le mode de réalisation de l'invention des figures 11 et 12, il est réalisé, sur le corps de la tête d'outil 20, un évidement 26 pour outils de coupe réglable, les surfaces latérales 27 de cet évidement formant avec les surfaces de raccordement 11 un angle de 450. La position mentionnée de l'évidement 26 permet de tourner longitudinalement ou transver- salement en utilisant une tête d'outil qui est pourvue de l'outil de coupe mentionné. L'outil de coupe réglable est serré dans l'évidement 26 au moyen d'une vis de serrage que l'on visse dans un filetage femelle 27a. La possibilité de réglage de l'ou- til de coupe est assurée au moyen de deux vis que l'on visse dans le corps de l'outil de coupe et qui s'appuient contre les surfaces latérales 27 et 27b de l'évidement 26. Dans le mode de réalisation de l'invention suivant les figures 13 et 14, il est exécuté dans le corps de 7.- la tête d'outil 20, un évidement 28, pour une lame de coupe du tour, évidement dont les surfaces latérales forment avec la surface de raccordement 11 an angle de 450. La lame de coupe du tour est serrée dans l'évidement 28 par les vis de serrage 50. L'invention peut aussi être utilisée sur les têtes revolver de tours à commande numérique. En outre, l'invention peut trouver son utilisation, suivant la figure 15, pour l'outil de coupe d'un tour ou d'une raboteuse, o les surfaces de raccor- dement 11 du porte-outil principal 10 forme, avec l'axe de ce porte-outil principal un angle de 450, et avec l'arête de coupe 2 de la tête d'outil 20 un angle = b = 450. Dans la réalisa- tion à droite et à gauche du porte-outil 10, on peut insérer des tUtes d'outils 20 possédant les mêmes avantages que dans l'ensemble porte-outil des exemples mentionnés précédemment. 8.- REVENDICATIONS 1.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux qui comprend un porte-outil principal et au moins une tête d'outil, caractérisé en ce que les têtes d'outils (20) sont posées dans le porteoutil principal (10) et son bloquées au moyen d'un élément de serrage (30) , les surfaces de raccordement (11) du porte-outil principal (10) formant avec l'axe (0) de l'ensemble porte-outil un angle de 45 , et avec l'arête de coupe (22), un angle = = 45 . 2.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de raccordement (11) du porte-outil principal (10) sont établies en forme de queue d'aronde interne s'étendant sur les deux côtés, oblique sur les deux côtés, éventuellement en forme d'une queue d'aronde (12) interne sur les deux côtés, oblique d'un seul côté destinée à une queue d'aronde externe (21) de la tête d'outil (20) pendant qu'il est prévu, dans le porte-outil principal (10), une ouverture (14) appropriée, qui se transforme en un filetage femelle (15) pour un filetage mâle (35) d'une vis de serrage (30a), cette vis de serrage (30a) possédant, en- dessous de sa tête (31), une surface (34) cylindrique appropriée, pourvue d'un méplat (32), la surface de serrage (33) étant exécutée sous la forme d'une surface hélicoïdale, montant dans le sens opposé à celui du filetage extérieur (35). 3.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de raccordement (11) du porte-outil principal (10) est établie sous la forme d'une queue d'aronde (12a) à un seul côté, pour la queue d'aronde (21) à un seul côté de la tête d'outil (20), la surface de raccordement (11) et une surface () qui est parallèle à l'axe (0) de l'ensemble porte-outil et à l'arête de coupe (22) quand son angle d'inclinaison est ?-= 0 incluant un angle de 50 à 900, pendant qu'il est exécuté, dans le porte-outil principal (10), sous un angle, une ouverture (16) appropriée, qui se transforme en un filetage femelle (17) destiné à in filetage mâle (41) d'un boulon de mise en place (40) approprié, dans lequel est pratiqué un filetage femelle (42) pour une vis de serrage (30a), et pendant qu'il est prévu das la tête d'outil (20), un évidement (23) pour le boulon de mise en place (40) approprié, et un évidement (24) pour la tête (31) de la vis de serrage (30a). 9.- 4.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est exécuté dans le porte-outil principal (10), une ouverture (12b) cylindrique approprié, qui se dirige perpendiculairement à la surface de raccordement (11) destinée à un boulon (21b) approprié de la tête d'outil (20) sur lequel est façonné un méplat (25), la surface de raccordement (11) et le plan (S) qui est parallèle à l'axe (0) de l'ensemble porte-outil et à l'arête de coupe (22) quand l'angle d'inclinaison; = 0 , formant ensemble un angle de 50 à 900, pendant qu'il est exécuté, dans le porte-outil prin- cipal (10) un filetage femelle (18), qui se transforme en une ouverture (19) appropriée pour la vis de serrage (30a). 5.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce que l'on exécute dans le corps de la tête d'outil (20), pour des outils de coupe réglable:, un évidement (26) dont la surface latérale (27) forme, avec la surface de raccordement (11), un angle de 45 , un filetage femelle (27a) étant exécuté dans le corps de la tête d'outil (20) , pour une vis de serrage de l'outil réglable. 6.- Ensemble porte-outil pour tours verti- caux suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caracté- risé en ce qu'il estpratiqué, dans le corps de la tête d'outil (20), pour une lame de coupe de tour, un évidement (28), dont les surfaces latérales (29) forment avec la surface de raccor- dement (11) un angle de 450, des filetages femelles (29a) étant prévus dans la tête d'outil (20), pour les filetages mâles (51) des vis de serrage (50) de la lame de coupe du tour.