Brevet FR2437910A1 — publié le 19800430

La pr8sente invention concerne les mandrins porte-fraises adaptables notai ment sur les machines-outils, telles que fraissuses, Permettant le montage et serrage des fraises a queue cylindrique en vue de leur entraînement en rotation. Dans les mandrins porte -fraises connus de ce genre, une pince de serrage avec tête conique fendue est engane dans l'alésage correspondant du corps de mandrin et bloquée en translation de manière & permettre par retreinte de la dite tète conique fendue le serrage de la queue cylindrique de la fraise. Cette opération de retreinte de la pince par rapport au corps du mandrin s'effectue de différentes façons, notamment par l'intermédiaire d'un écrou de serrage vissé å à l'extrémité du dit corps et provoquant de ce fait un encombre- nuent dian8tral trop volumineux qui éloigne l'axe de la fraise et empoche la rFa- lisation d'usinage comportant un passage réduit par rapport à un épaulement par exemple. Pour remédier à cet inconvénient d'encombrement et selon une autre réalisation connue, le d4placement en translation de la pince de serrage et son blocage s'effectuent par ltintermdiaire d'une tige unique traversant axialement le corps de mandrin et assurant en mbme temps son blocage par rapport à la t8te de la fraiseuse. Cette disposition est peu pratique car elle conduit au démontage du mandrin à chaque onlèvement de la fraise et de la pince. Dans une autre réalisation connue, le déplacement en translation de la pince de serrage, s'effectue par l'intermédiaire de vis à tStes noyéos, loves diamétralement dans l'épaisseur du corps de mandrin pour agir par pression dans des logements profilés établis dans l'épaissour de la dite pince. Ce mode de fila- tion outre peu pratique, présente l'inconvénient d'assurer un effort de serrage irdégulier ett non controlé suivant deux côtés opposés de la pince. C'est donc pour obvier & ces inconvnients qu'il est apparu nécessaire de réaliser un mandrin perte-fraise avec bague de serrage à positionnement contrt- le faisant l'objet de la présente invention. Selon une première caracristique ce mandrin porte-fraise est établi avec un corps s'adaptant en bout dans la broche de la tette d'entraînement de la fraiseuse avec du cAte opposé une partie cyldndrique de plus faible diambtre dont l'alésage avec portée conique à sonextrémité libre autorise l'engagement à coulissement de la pince de serrage coopérant en bout par son renflement conique fendu longitudinalement avec la portée précitée en vue d'autoriser lors de son deplacement en translation la retreinte diamétrale et par suite le serrage de la queue de l'outil engagé axialement dans l'ouverture de la dite pince t une bagne de serrage centrés librement sur une portes du corps de mandrin coeparant intrieurement par ses raites excentrées et opposés avec des billes de poussée logées librement dans des trous transversaux pour agir sur des rampes formées par des creusures correspondantes établies sur la périphérie de la pince, en vue d'autoriser lors du serrage son déplacement en translation et par suite la retreinte de son renflement conique ; un doigt de positionnement solidaire du corps de mandrin pénétrant dans une creusure établie concentriquement et latéralement sur la bague pour assurer les positionnements dt ouverture et de serrage de la pince X un ressort à boudin intercale entre l'extrémité de la pince et le fond de son logement pour permettre lors du desserrage donné par la rota- tion partielle de la bague le dégagement autenatique de la dite pince en pesiez tion d'ouverture. Seleri une autre caractristique est on variante, la bague de serrage est table dans son Spaisseur avec deux niveaux de rampes opposées disposées en sens inverse t l'un des niveaux coopérant avec les billes de poussée agissant sur les rampes extrêmes des creusures de la pince en vue d'obtenir le serrage de ltoutil, tandis que l'autre niveau de rampes agissant inversement sur des billes correspondantes pour coopérer avec les rampes des creusures disposées du côté opposé en vue d'assurer en combinaison lors du desserrage de la pince son éjection par rapport au corps de mandrin. Ces caract4ristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer ltobJet de l'invention sans toutefois le limiter, dans les dessins annexes s - la figure 1 est à petite Ocelle une vue partielle en demi-coupe longitudinale et en demi-vue extérieure d'un mandrin porte-fraise réalisé selon l1inven- tion. Le mandrin est représenté lors de ltouverture et de l'éjection de la pince de serrage de ltoutil. - la figure 2 est une vue en plan en coupe diamFtrale suivant la ligne 2-2 de la figure 1. - la figure 3 est une vue en plan en coupe diémétrale suivant la ligne 3-3 de la figure 1. - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale correspondant & la figure 1 Mais dans la position de serrage de la pince. - la figure 5 est une vue en plan en coupe diamétrale suivant la ligne 5-5 de la figure 4. - la figure 6 est une vue en plan en coupe diamAtrale suivant la ligne 6-6 de la figure 4. - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'un mandrin porte-fraise réalisé en variante. Le mandrin est reprAsentA lers du serrage de la pince. la figure 8 est une vue en plan en coupe diamétrale suivant la ligne 8-8 de la figure 7. - la figure 9 est une vue en plan en coupe diamAtrale suivant la ligne 9-9 de la figure 7. la figure 10 est une sue en coupe longitudinale correspondant à la figure 7 mais dans la position de desserrage et de dégagement de la pince. - la figure 11 est une vue en plan en coupe diamAtrale suivant la ligne 11-11 de la figure 10. - la figure 12 est une vue en plan en coupe diamAtrale suivant la ligne 12-12 de la figure 10. Ce mandrin perte-fraise avec bague de serrage & positionnements contrôlés comporte essentiellement un corps 1 avec une partie tronconique normalisée 11 s'adaptant à la faon connue par emmanchement et par vis dans ltouverture de la broche d'entraînement de la tête de la fraiseuse ou autre machine-outil. A la suite de la collerette d'accouplement munie d'encoches, le corps 1 présente une porte cylindrique 13 suivie d'une queue cylindrique de petit dia- mitre 14 dans laquelle est montre la pince de terrage 2 de la tige 3 de la fraise devant Entre fixée sur le mandrin. Deux trous 15 et 16 formés par une ouverture diamAtrale percée sur la partie cylindrique 13 et & une certaine distance par rapport à la collerette 1 autorisent le libre engagement de deux paires de billes 3 et 4 justaposées pour déboucher de chaque côté dans l'alésage 17 de la queue cylindrique 14. Il faut considérer qu'à la façon connue, l'alésage 17 se termine à son extrémité par un évasement conique 18 qui autorise le contrage et l'appui du renflement correspondant 2 formé en bout de la pince se serrage 2. Cette dernibre est en outre fendue radialement en 22 pour autoriser la retreinte diamétrale de son renflement 21 en vue du serrage de la tige t de la fraise engagée dans l' ouverture axiale de la dite pince 2. Cette opération de retreinte s'effectue par glissement et emmanchement du ronflement 2 dans l'alésage 18 correspondant, lors d'un effort de traction exercé sur la tige 23 de la pince 2 qui coulisse librement dans l'alésage it. A cet effet, selon l'invention les billes internes 3 qui débouchent dans l'alé- sage 17 se présentent de chaque eôté en regard d'une rampe 24 formée par une creusure 25 ou Aventueflement une gorge profilée de manière à provoquer lors de l'effort de poussée, le déplacement axial de la pince 2 comme indiqué par la flèche F. Ce déplacement des billes 3 et 4 qui s'exerce lors du sorrage, s'effectue par l'interm6diaire d'une bague rotative 5 tournant librement sur la portée cylindrique 13 et maintenue en translation par une rondelle 6 avec lonc de retenue 7 tel qu'un "circlips1. Cette bague rotative 5 est positionnée circulairement au moyen d'un ergOt d emmanché longitudinalement dans l'épaisseur de la collerette 1 pour déborder dans une creusure 51 en forme de secteur circulaire de 90 de grAs Table facialement sur la dite bague 5. Cette disposition autorise ainsi la rotation par tielle d'un quart de tour de la bague 5. 5 et 6 Suivant l'axe diamétral des trous 15 et I du corps 1, la bague 5 forme intérieurement des rampes excentrées 5 disposées symétriquement suivant chaque quadrant. Ces rampes 52 stetendant respectivement suivant un secteur de 90 degrés, depuis une côte a correspondant à l'éloignement maximum des billes extrèmes 4 lors de leur dégagement complet des creusures 25 de la pince 2 par le démontage de cette dernière par rapport au corps 1 comme illustré figure 1, jusqu'à une position de rapprochement b correspondant d'une part au diémètre de la portée 13 et d' autre part à la position d'engagement des billes 3 dans les oreusures 25 pour agir ainsi sur les rampes 24 comme illustrA figures 4 - 5. Selon ces dispositions, l'on conçoit que la rotation partielle de un quart de tour de la bague 5 limitée par sa creusure 5 coopérant; avec l'ergot d dêfi nit judicieusement la position de dégagement de la pince 2 et par suite de la tige t de la fraise par suite de l'éloignement des parties coniques 18 et al et d'autre part parfaitement la position de serrage par suite de l'effort centrêlé, exercé par les billes 3 sur les rampes 24. Il faut considérer qu'un ressort & boudin 8 est en outre logé dans le fond de l'alésage 17 de la queue cylindrique 14. pour coopérer en appui avec l'extré- mité conique 2 de la pince 2. Ce ressort 8 maintenu en position de par l'enga- gement à force de sa spire extème permet lors du dégagement des billes 3 par rapport aux rampes 24, d'effectuer l'éjection automatique de la pince 2 en vue du démontage de la fraise. On note également que le profil molette de la bague 5 comporte des rainures 53 ou autre moyen de préhension destin8es A l'engagement d'une clé. De iSme la dite bague 5 comporte périphériquement un repère indiquant sa position circulaire promise de fin de course et de blocage. Il est bien vident que la pince 2 peut entre formée de deux parties se wis- sant l'une dans l'autre comme illustré figure 1. Cette disposition autorisant par un léger dévissage la variation de l'écartement compris entre les rampes 24 et le renflement 21 pour le réglage de l'effort de serrage sur la queue de la fraise. On note salement que l'ouverture axiale de la pince 2 peut entre filetée pour recevoir des fraises à queue filetée. Selon la réalisation en variante illustrée figures 7, 8, 9,- 10, 11 et 12, le mandrin porte-fraise présente les mêmes caractéristiques de serrage par l'inter médiaire d'une bague 9 coopérant par billes avec la pince 10. Cette bague 9 est établie avec deux niveaux de rampes. Chaque niveau présen- te comme dans la réalisation précédente des rampes excentrées 91 ou 92 disposées respectivement et symétriquement suivant chaque quadrant, mais inversées l'une par rapport à l'autre au droit de chaque niveau de manie à permettre simulta dément lors d'un mSme sens de rotation de la banne 9, d'une part le serrage par rapprochement axial des billes correspondant aux rampes excentrées 91 d'un niveau et d'autre part, au contraire, l1éloignement des autres billes correspondant aux rampes 92 du deuxième niveau. A cet effet, les rampes 91 du niveau supArieur coopérant avec les paires de billes 11 - 12 pour autoriser la position d'engagement des billes internes 11 sur les rampes supArieures 10 des creusures 101 établies comme précédemment dans l'épaisseur de la pince 10 à seule fin d'assurer son serrage. Les creusures 101 sont en outre prolongées longitudinalement pour former en bout des rampes opposées 103 qui coopérant avec les billes internes 13 - 14 du niveau inférieur, en contact avec les rampes 92 de la bague 9 disposées dans un sens inverse par rapport au même sens de rotation. De ce fait, lors du serrage de la pince 10, les billes 13 - 14 s'éloignent des rampes Id, tandis que contrairement lors du desserrage obtenu par rotation partielle et inverse de la dite bague 9, les billes 13 - 14 du niveau inférieur sollicitées par les rampes 9 agissent en poussée sur les rampes 103 de la pince 10 pour obtenir automatiquement par coulissement son dégagement et extraction par rapport au corps du mandrin, les billes ll et 12 étant alors dégagées parrapport aux rampes supérieures 10. n est bien évident que les parties non décrites restent réalisées comme précéderment. Les avantages de ces dispositions ressortent bien de la description et on souligne en particulier s la facilité de serrage et de démontage en une seule opAration - le serrage contrôlé et efficace donné par le positionnement de la bague le serrage régulier et uniforme s'effectuant avec une force égale suivant la périphérie de la pince, et en deux ou plusieurs points disposés radialement. L'invention ne se limite aucunement a' celui de ses modes d'application non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses partiesasant été plus spécialement indiquées ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes0 REVENDICATIONS I -1- Mandrin porte-fraise comprenant un corps s'adaptant en bout dans la broche de la tette d'entraînement de la fraiseuse avec du côté opposé une partie cylindrique de petit diamètre autorisant de par son ouverture avec évasement conique extrême l'engagement de pince de serrage de l'outil avec dite conique fendue coopérant avec l'évasement conique précité en vue de l'obtention d'un effet de retreinte lors de son déplacement longitudinal à l'intérieur de l'alésage du dit corps, caractérisé par le fait qu'il comprend une bague de serrage centrée sur une portée du corps avec intérieurement des rampes excentrées coopérant lors de la rotation partielle et controlée de la dite bague avec des billes logées librement dans des trous transversaux du dit corps de manière à déboucher dans son alésage pour agir en pousse sur des rampes formées par des dégagements correspondants situés sur la périphérie de la pince en vue de son léger dépla- cément en translation pour 11 effet de serrage de son évasement conique. -2 Mandrin porte-fraise selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les rampes excentrées et opposées de la bague de serrage sont disposées symétriquement suivant chaque quadrant et s'étendent depuis une position d'éloignement des billes par rapport à la périphérie de la pince jusqu' a une position de rapprochement des dites billes correspondant à d'une part au diamètre de la portée du corps suivant de centrage à la dite bague et d'autre part 8 ltengage- ment des billes dans les rampes des dégagements de la pince. -3- Mandrin porte-fraise selon les revendications 1 et 2 prises ensemble, earac tersé par le fait que la bague de serrage est positionnée circulairement et déplacable suivant un quadrant correspondant & la course totale de chacune de ses rampes par l'intermédiaire d'un ergot solidaire de la collerette du corps de mandrin pour déborder dans une creusure eoncentrique en forme de secteur circulaire établie facialement sur la dite bague et dont les extrémités forment fesses de l'ergot en vue de limiter les positions extrêmes de serrage et de desserrage. -4- Mandrin porte-fraise selon les revendications 1, 2 et 3 prises ensemble caractérisé par le fait que la bague de serrage est maintenue longitudinalement par rapport au corps du mandrin par l'intermédiaire d'une rondelle logée dans un alésage extrême et maintenue par un jonc engagé dans une gorge de la portée du dit corps. -5- Mandrin porte-fraise selon les revendications 1, a, 3 et 4 prises ensemble caractérisé par le fait qu'un ressort à boudin est intercalé entre l'extrémité cylindrique de la pince et le fond de son logement pour auto riser de par sa détente l'Fjection de la dite pince lors de son ouverture par la rotation partielle de la bague de serrage. -6 Mandrin porte-fraise selon les revendications I, 2, 3, 4 et 5 prises ensemble caractérisé par le fait que la bague de serrage comporte extérieureinent des rainures longitudinales ou autres moyens de préhension pour l'engagement d'une clé d'entratnement en rotation. -7- Mandrin porte-fraise selon les revendications 1, t 3, 4, 5 et 6 prises ensemble caractérisé par le fait que la bague de serrage comporte périphéri quement un repère indiquant ses positions circulaires précises de fin de course et de blocage. 8- Mandrin porte-fraise selon les revendications 1, 2, 3, 4 et 5 prises ensemble, caractérisé par le fait que selon une réalisation en variante la bague de serrage comporte deux niveaux de rampes excentrées disposées en sens inverse ; les rampes excentrées du niveau supérieur coopérant avec les billes agissant sur les rampes supérieures formées par les dégagements de la pince, et desti- nées a assurer sa fixation en position de blocage, tandis que les rampes excenu trées et inversées du niveau inférieur agissant lors du desserrage sur tes ramez pes inférieures formées par les mimes dégagements de la dite pince en vue d'autoriser son dégagement automatique par rapport au corps du mandrin.