Brevet FR2468437A1 — publié le 19810508

-1- Les machines à barres automatiques à broches multiples emploient, en général, des mandrins à douille de serrage pour tenir des outils travaillant en bout, tels que des forets, des forets à pointer, des forets à centrer, des forets à suraléser, desfirises à lames, des forets et fraises coniques combinés, des alésoirs, des fraises en bout et des fraises creuses, les queues des mandrins, qui en font partie intégrante, étant serrées d'une manière réglable longitudinalement dans les cou- lisses porte-outils en bout (ou dans des coulisses au- xiliaires portées par ces dernières) qui sont déplacées en rapprochement et en éloignement de la poupée porte- broches. L'utilisation de mandrins à outil travaillant en bout du type indiqué accroît considérablement le temps de préparation du fait qu'elle nécessite un réglage lon- gitudinal des outils dans les mandrins respectifs et des mandrins dans les coulisses porte-outils en bout par rap- rapport à la face du tambour porte-broches de la machi- ne. En outre, le remplacement des outils émoussés ou cassés entraîne un temps important d'immobilisation de la machine, que les outils soient remplacés sur la ma- chine ou dans les mandrins retirés de la machine. Le dispositif de préréglage d'outil de la pré- sente invention permet d'effectuer un prêréglage rapide et précis d'outils de coupe en bout dans un type quel- conque de porte-outils et notamment, par exemple, dans les porte-fraise en bout munis de vis d'arrêt et de mandrins à douille de serrage. Bien que le dispositif de préréglage d'outil de la présente invention puisse être utilisé avec un type quelconque de porte-outil, la description donnée ci-après de l'invention a été limitée à un porte-outil à mandrin à douille de serrage pour des raison de commodité mais ceci ne doit ras être considéré comme limitant la portée de l'invention ?> un tel porte- -2- outil, décrit uniquement à titre d'exemple. Le disposi- tif de nréréglage d'outil comporte un support de mandrin qui porte, de manière non rotative, un mandrin dont un épaulement de positionnement est maintenu en appui con- tre une surface de positionnement du support de mandrin de sorte nue le mandrin peut être serré pour bloquer l'outil dans une Dosition ajustée avec précision dans laquelle l'extrémité de l'outil est en appui contre un micromètre qui est situé à une distance réglage préré- glée de l'épaulement de positionnement du mandrin. Le mandrin, avec l'outil préréglé, est ensuite engagé de manière non rotative dans un adaptateur de mandrin qui est serré dans une coulisse porte-outils en bout d'une machine automatique à uneseule broche ou à broches mul- tiples, l'éaulement du mandrin étant maintenu en appui contre la surface de positionnement positionné avec pré- cision de 1'adartateur. Pour les longues campagnes de fabrication, on peut prévoir un certain nombre de mandrins munis d'outils préréglés pour permettre un remplacement facile et rapids de tout mandrin qui contient un outil émoussé ou cassé sans qu'il soit nécessaire de régler ni l'outil ni le mandrin de l'ensemble mandrin-outil de remplacement. Le dispositif de la présente invention comporte également des dispositions pour orienter les cannelures d'un outil, tel qu'un foret, pour permettre l'exécution d'une opération de surfaçage ou de chanfreinage sur l'ex- trémité de la barre rendant que le foret est en train percé ou rendant, Dar exemple, qu'une mèche à centrer est de chanfreiner un trou qui doit être percé à un poste suivant de la machine. Le dispositif de préréglage d'outil de la pré- sente invention permet de Prérégler à l'avance des outils de counne en bout dans des mandrins de sorte que lorsqu'un -3- travail est achevé sur la machine, le temps de prépara- tion de la machine pour le travail suivant est considé- rablement réduit du fait, qu'au moins en ce qui concerne les outils travaillant en bout, la seule opération à effectuer consiste à serrer les ensembles mandrin-outil préréglés en place contre les surfaces de positionnement des adaptateurs de mandrin prévus dans les coulisses porte-outils en bout. D'autres buts et avantages de l'invention appa- raitront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des dessins annexés dans lesquels: La Figure 1 est une vue en élévation laté- rales, avec coupe partielle, représentant un ensemble mandrin-outil préréglé monté de manière non rotative et axialement fixe dans un adaptateur de mandrin qui a été serré de manière réglable avec précision dans une cou- lisse porte-outils en bout d'une machine à barres auto- matique à broches multiples; La Figure 2 est une vue de face en élévation d'un dispositif de préréglage d'outil selon la présente invention, cette vue montrant comment le dispositif est réglé initialement par référence à un gabarit; La Figure 3 est une vue en élévation du dispositif, vue de l'extrémité gauche de la Figure 2; 25. La Figure 4 est une vue en plan'du disposi- tif, vue de haut en bas suivant la ligne 4-4 de la Fi- gure 2; et La Figure 5 est une vue de face en élévation similaire à celle de la Figure 2, dont elle ne diffère que par le fait qu'elle représente le dispositif utili- sé pour prérégler l'extrémité d'un outil, tel qu'un for-t, par rapport à une surface de référence du dispositif contre laquelle un épaulement du mandrin est maintenu en appui. -4- Sur la Figure 1 à laquelle on se référera tout d'abord, la référence 1 désigne une coulisse porte- outils en bout d'une machine à barres automatique à bro- ches multiples, décolleteuse, mandrineuse, ou analogue, dans laquelle un adaptateur 2 de mandrin est serré par les vis 3 dans une position prédéterminée précise pour établir une dimension de référence prédéterminée "A" entre la face d'extrémité 4 de l'adaptateur 2 et la face du tambour porte-broches, dans la position fermée de la coulisse 1 porte-outils en bout. Si désiré, ou si nécessaire, un conduit 6 d'alimentation en liquide de refroidissement peut être raccordé à l'adaptateur 2 de mandrin. L'outil de coupe en bout 7, par exemple un foret, est maintenu dans un mandrin à douille de serra- ge qui peut, par exemple, être du type décrit dans le brevet des EUA n 3.727.928, accordé le 27 avril 1973 au nom de Milton L. Benjamin, dans lequel le serrage du nez 8 sur le corps 9 du mandrin provoque le resserre- ment d'une douille (non représentée) en appui de serrage contre la queue de l'outil 7. Si désiré, une vis d'arrêt (non représentée) à pas à gauche vissée dans le corps 9 du mandrin peut être en appui contre l'extrémité de queue de l'outil pour empêcher que ce dernier puisse glisser axialement ou en rotation. Le corps 9 du man- drin comporte des méplats parallèles 10 adjacents à l'épaulement 11 en appui contre la face 4, qui sont en appui contre des méplats correspondants formés sur des protubérances axiales 12 diamétralement opposées qui font saillie au-dessus de la face 4 de l'adaptateur 2 de mandrin. Le corps 9 du mandrin comporte une queue cylindrique 14 qui s'adapte avec un ajustage coulissant juste dans l'alésage 15 de l'adaptateur 2 et une vis d'arrêt 16 vissée dans l'adaptateur 2 est en appui con- tre l'extrémité arrière biseautée 17 d'une rainure 18 par -5- maintenir fermement les surfaces 4 et 11 en appui l'une contre l'autre. Le dispositif de préréglage d'outil de la présente invention permet d'effectuer un réglage précis de la dimension B de telle sorte que A-B = C, la dimen- sion C étant prédéterminée à partir du tableau de prépa- ration de la pièce 19 qui est usinée. Comme représentée sur les Figures 2 à 5 aux- quelles on se référera maintenant, le dispositif 20 de préréglage d'outil comporte un socle 21 qui est conçu pour pouvoir 4tre monté sur un établi ou analogiue grâce à la présence de trous de montage 23. Une plaque verti- cale 24 est fixée au socle 21, par exemple au moyen de vis, comme représenté, la plaque 24 portant un anneau 25 boulonné sur sa face intérieure, l'anneau 25 et la pla- que 24 étant percés d'un alésage 15' qui a le même dia- mètre que l'alésage 15 de l'adaptateur 2 de mandrin de façon à pouvoir recevoir à coulissement la queue 14 du corps 9 du mandrin. L'anneau 25 comporte également une surface de référence 4' et les protubérances 12' qui correspondent respectivement à la surface 4 et aux pro- tubérances 12 de l'adaptateur 2 de mandrin de façon que l'épaulement 11 du corps 9 du mandrin vienne en appui contre la surface 4' et que les méplats 10 du corps 9 du mandrin viennent en appui de blocage en rotation con- tre les méplats des protubérances 12'. Une tige 16' actionnée par un ressort, qui correspond à la vis d'arrêt 16, pénètre dans la rainure 18 du corps 9 du mandrin de façon à venir en appui contre le flanc incliné 17 de façon à maintenir de manière élas- tique l'épaulement de positionnement 11 en appui contre la face 4. Lorsqu'on fait pivoter la poignée 26, de la position verticale à la position horizontale, la tige 16' est rétractée radialement vers l'extérieur hors de -6- la rainure 18 à l'encontre de l'action du ressort 27 par la came 28 de la poignée 26 pour permettre le re- trait et l'insertion par un déplacement axial des corps 9 de mandrins successifs. Une barre allongée 29 est boulonnée sur la plaque verticale 24 en un emplacement espacé vers l'ar- rière de l'alésage 15', cette barre étant parallèle à l'axe de l'alésage 15' et comportant sur son prolonge- ment 30 de plus petit diamètre à partir d'un épaulement 31 une série de bagues 32 et de manchons d'espacement 33 qui sont élastiquement sollicités en appui de butée les uns contre les autres et contre l'épaulement au moyen d'une bague 34 qui est boulonnée sur l'extrémité du prolongement 30, une rondelle élastique 35 étant dis- posée entre la bague 34 et la dernière bague 32. A titre d'exemple, chaque bague 32 peut avoir une épaisseur de 6,35 mm et chaque manchon d'espacement peut avoir une épaisseur (ou longueur) de 19,05 mm de sorte que la dimension "L" d'une bague 32 à la suivante est de 25,4 mm (un pouce anglais) avec de très faibles tolé- rances. Les manchons d'espacement 33 et les bagues 32 peuvent être triés en fonction de leur épaisseur et assemblés sélectivement sur le prolongement 30 de façon qu'il n'y ait pas d'accumulation appréciable des tolé- rances dans le sens négatif ou positif dans la direc- tion qui va en s'éloignant de la plaque verticale 24. Un support 36 de micromètre en forme de four- che, légèrement plus épais que les manchons d'espacement 33 disposés entre les bagues successives 32, comporte des bras parallèles 37 destinés à être introduit entre deux bagues successives 32 de façon à être à cheval sur le manchon d'espacement 33 situé entre elles. Du fait de la présence du ressort 35, le support 36 est maintenu par friction entre les bagues 32 successives de façon à -7- pouvoir effectuer un mouvement de basculement entre les positions représentées en traits pleins et en traits mixtes sur la Figure 3. Pour effectuer le réglage initial du disposi- tif 20, on utilise un gabarit 38 qui a la même configu- ration que le corps 9 du mandrin à partir des méplats et qui comporte ainsi un épaulement 11, une queue 14 et une rainure 18 munie d'un flanc biseauté 17. Ldrsque la queue 14 du gabarit a été introduite dans l'alésage 15' et qu'elle est maintenue en place par la tige 16', comme représenté sur la Figure 2, la dimension du gaba- rit, de l'épaulement de positionnement 11 jusqu'à son extrémité est, par exemple, de deux pouces anglais (50,080 mm) et, lorsque le support 36 est monté entre les deux premières bagues 32 et basculé à la position horizontale représentée sur les Figures 2 et 3, on in- sère un micromètre 39 mis à zéro dans l'alésage 40 du support 36 jusqu'à ce que l'extrémité de la tige 41 du micromètre vienne en appui contre l'extrémité du gabarit 38, à la suite de quoi on peut serrer la vis 42 pour maintenir le micromètre 39 dans cette position. Lors- qu'on a fait basculer le support 36 vers le haut à la position représentée en traits mixtes sur la Figure 3, on peut faire pivoter la poignée 26 d'actionnement de la tige 16' jusqu'à la position horizontale pour retirer la tige 16' de la rainure 18, à la suite de quoi on peut retirer le gabarit 38 de l'alésage 15'. Pour faciliter le rangement du gabarit 38 et des ensembles mandrin- outil préréglés, un ratelier 43 percé d'orifice est boulonné à la plaque verticale 24 pour porter le gabarit 38 et les ensembles mandrin-outil dans une position ver- ticale, comme représenté sur la Figure 2. Pour l'emploi du dispositif 20 de préréglage d'outil, on règle le micromètre 39 à la décimale (en -8- - pouces anglais dans cet exemple) du réglage B désiré de l'outil 7 par rapport à l'épaulement 11 et on place le support 36 entre les bagues 32 qui correspondent au nom- bre entier (de pouces anglais) du réglage B désiré. Com- me il apparaîtra clairement, lorsque le support 36 est monté entre les deux premières bagues 32, la tige 41 du micromètre peut être préréglée à une dimension B quelcon- que de la surface de positionnement 4' entre deux pouces anglais (50,080 mm) et trois pouces anglais (76,200 mm), le micromètre 39 ayant un intervalle de mesure allant de 0,000 mm à 25,400 mm (1 pouce anglais). De la même ma- nière, lorsque le support 36 est monté entre les seconde et troisième bagues 32, la dimension B peut être compri- se entre 3 pouces anglais (76,200 mm) et 4 pouces anglais (101,600 mm) et ainsi de suite pour chaque paire de bagues successives. Dans l'exemple représenté sur la Figure 5, l'outil de coupe en bout 7 est un foret qui a été inséré dans la douille de serrage disposée à l'intérieur du nez 8 du mandrin et le support 36 a été monté dans la gorge de 6 pouces anglais (152,400 mm) de la barre 39, le-micromètre étant réglé, par exemple, à 0,125 pouce anglais (3,175 mm) pour fixer la dimension B entre la surface de référence 4' et l'extrémité de la tige 41 à 6,125 pouces anglais (155,575 mm). Le micromètre 39 était ainsi réglé et le support 36 étant placé dans la posi- tion de pivotement haute, on introduit la queue 14 du corps 9 du mandrin dans l'alésage 15' de façon que l'é- paulement 11 vienne en appui contre la face 41 et que les méplats 10 soient positionnés entre les méplats des protubérances 12'. On fait basculer la poignée 26 vers le haut de sorte que le ressort 27 repousse la tige 16' en appui contre le côté biseauté 17 de la rainure 18 poir maintenir l'épaulement de positionnement 11 en appui -9 - contre la face 4'. Le nez 8 étant serré à la main, on fait coulisser le foret 7 vers l'arrière de façon que l'extrémité du foret 7 soit espacé vers la droite de l'extrémité de la tige 41 à la suite de quoi on peut faire pivoter le support 36 vers le bas jusqu'à la po- sition horizontale pour aligner la tige 41 avec l'axe du foret 7. Ensuite, on peut faire coulisser le foret en avant vers la gauche jusqu'à ce que son extrémité vienne enappui contre l'extrémité de la tige 41 à la suite de quoi on peut serrer le nez, par exemple au mo- yen d'une clé, pour bloquer le foret à la position pré- réglée pour laquelle la dimension B est de 155,575 mm. Si une vis d'arrêt est prévue dans la queue 14, on peut la tourner en appui contre l'extrémité de queue de l'ou- til 7 ou on peut n'effectuer cette opération qu'après avoir retirer l'ensemble outil-mandrin préréglé du dis- positif 20. Pour enlever l'ensemble outil-mandrin pré- réglé, on fait pivoter vers le haut le support 36 et on fait pivoter la poignée 26 jusqu'à sa position horizon- tale pour retirer la tige 16' de la rainure 18, à la suite de quoi on peut retirer l'ensemble outil-rnandrin de l'alésage 15'. Comme précédemment indiqué, l'ensemble outil-mandrin préréglé peut être porté dans un trou du ratelier 43 et on peut effectuer ensuite le préréglage de l'outil suivant à la même dimension B ou à une dimen- sion B différente. Il est bien entendu que l'on peut utiliser un comparateur à cadran sur le support 36 à la place du mi- cromètre 39 pour effectuer le réglage de la dimension B désirée. Une autre caractéristique du dispositif 20 de préréglage d'outil de la présente invention réside en ce qu'il comporte un dispositif 47 de positionnement de cannelure de foret pour permettre l'orientation en rota- -10- tion du foret 7 de sorte que, par exemple, une opération de surfaçage peut être effectuée sur la pièce 19 pendant que le foret 7 ou un foret et une fraise conique combi- nés sont dans le trou percé. Le dispositif 47 de posi- tionnement de cannelure comprend un support vertical 44 réglable longitudinalement portant une tige 45 qui est agencée de façon à pouvoir être déplacée vers le côté du foret 7 de sorte que le foret 7 peut être tourné de fa- çon à positionner une cannelure face à l'extrémité de la tige 45. Le dispositif 47 de positionnement de cannelure peut être positionné de manière réglable sur le socle 21 de sorte que l'axe de la tige 45 peut être préréglé par rapport à la face de positionnement 4'. Cependant, lors- que l'opération de surfaçage est effectuée en rapport avec l'opération de perçage d'un trou de centrage et de chanfreinage, le dispositif 47 de positionnement de can- nelure peut être fixé au moyen de vis 46 dans un empla- cement fixe sur le socle 21 du fait qu'une cannelure de la partie élargie de chanfreinage ou de fraisage de l'ou- 0 til peut être facilement alignée visuellement avec la tige 45 sans qu'il soit nécessaire de faire pénétrer l'extrémité de la tige 45 dans la cannelure. A titre d'exemple caractéristique, un flanc de manchon peut être fabriqué sur une machine automatique à 5 broches de la manière suivante: Broche n0 1 - perçage du trou de centrage et fraisage et surfaçage de l'extrémité de la barre. Broche n0 2 - perçage sur une partie de la profondeur et formation grossière de la périphérie exté- rieure. Broche n0 3 - Perçage d'une profondeur sup- plémentaire. Broche n0 4 - Perçage d'une profondeur sup- plémentaire jusque'à b profondeur finale au-delà de la lon- -11- gueur du flanc et finition de la périphérie extérieure. Broche nO 5 - Alésage du trou percé et sec- tionnement du flanc. Une coulisse auxiliaire est prévue pour l'opé- ration d'alésage de la broche n 5 compte tenu de la course importante de l'avance bien plus grande, qui peut être égale à plusieurs fois celle des opérations de per- çage des broches n 2, n0 5, et n 4. -12- REVENDICATIONS 1. Un dispositif pour prérégler un outil tra- vaillant en bout dans un porte-outil ayant, à une extré- mité, des moyens de serrage d'outil susceptible d'être sélectivement actionnés pour permettre un réglage longi- tudinal de l'outil par rapport au porte-outil et pour bloquer l'outil dans une position réglée et ayant une queue à son autre extrémité, cette queue formant un é- paulement de positionnement, ce dispositif étant carac- térisé en ce qu'il comporte un support (20) de porte- outil ayant un alésage (15') pour recevoir à coulisse- ment ladite queue (14) de façon que l'épaulement (11) vienne en appui contre la-face de positionnement (4') du support; une barre allongée (29) fixée au support dans une disposition espacée parallèle à l'axe de l'alé- sage, cette barre comportant une série de rainures péri- phériques uniformes axialement espacées; un organe ré- glable (36) s'étendant radialement à partir de la barre et ayant une extrémité susceptible d'être adaptée à frottement dans l'une quelconque des rainures pour per- mettre d'effectuer un réglage grossier de la position dudit organe de rapprochement et en éloignement de la face de positionnement (4') par incréments qui corres- pondent à l'espacement des rainures; l'organe réglable comportant à son autre extrémité, des moyens de réglage précis (39), conçus pour pouvoir être ajustésen rappro- chement ou en éloignement de la face de positionnement, contre lesquels l'extrémité d'un outil (7) peut être amenée en butée par réglage longitudinal de l'outil par rapport à l'épaulement de positionnement et à la face de positionnement, cet organe réglable pouvant pivoter au- tour de l'axe de la barre jusqu'à une positon dans la- quelle ladite autre extrémité de l'organe réglable et Z458437 -13- les moyens de réglage précis sont écartés latéralement de l'alésage pour permettre l'insertion de la queue dans l'alésage et son retrait de l'alésage. 2. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les moyens de réglage précis compren- nent un micromètre (39) fixé à ladite autre extrémité de l'organe réglable (36) pour permettre un ajustement précis par rapport à la face de positionnement (4'). 3. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que les rainures précitées sont formées par des séries alternées de bagues (32) et de pièces d'espa- cement (33) montées sur la barre (29) qui sont repoussées par un ressort (35) en appui de butée les unes contre les autres, la bague la plus proche de la face de position- nement (4') étant en appui contre un épaulement (31) de ladite barre; et en ce que la première extrémité de l'organe réglable (56) a une épaisseur axiale légèrement supérieure à l'épaisseur axial de chaque pièce d'espace- ment de telle sorte que ledit organe est élastiquement retenu dans une rainure choisie quelconque pour pouvoir effectuer le mouvement de pivotement précité. 4. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le réglage grossier de l'organe régla- ble (36) est effectué par incréments égaux à une unité de mesure donnée tandis que les moyens dg réglage précis (39) permettent un réglage précis de parties décimales ou fractionnaires, dans ladite unité de mesure, du pré- réglage désiré de l'extrémité de l'outil par rapport à l'épaulement de positionnement (11) du porte-outil. 5. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'un ratelier (43) est fixé au support (20) de porte-outil, ce ratelier comportant une série d'ouver- tures pour recevoir les queues (14) des porte-outil afin de porter les porte-outil et les outils qu'ils contien- -14- nent dans une position verticale du fait que les épaule- ments de positionnement de ces porte-outil reposent sur le ratelier. 6. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le support (20) comporte une tige trans- versale (45) qui peut être réglée en rapprochement et en éloignement de l'axe de l'outil de telle sorte qu'un ou- til cannelé préréglé peut être orienté angulairement au- tour de son axe pour aligner une cannelure de l'outil avec l'extrémité de la tige transversale. 7. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le support (20) de porte-outil et le porte-outil comprennent des parties à section non circu- laire (10, 12') qui s'adaptent axialement les unes aux autres pour empêcher la rotation relative du porte-outil et du support de porte-outil lorsque la queue (14) est introduite dans l'alésage (15') et que l'épaulement de positionnement (11) est en appui contre la face de posi- tionnement (4'). 8. Dispositif selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le support (20) de porte-outil comporte des moyens (16') pour maintenir élastiquement l'épaule- ment de positionnement (11) et la face de positionnement (4') en appui l'un contre l'autre. 9. Dispositif selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les moyens de maintien élastique com- prennent une tige (16') actionnée par un ressort qui est déplacé radialement vers l'intérieur dans une rainure périphérique (18) de la queue (14) pour maintenir l'é- paulement de positfnnement en appui contre la face de positionnement. 10. Dispositif selon la revendication 9, carac- térisé en ce que le support (20) de porte-outil comporte 2468437- -15- des organes (26) pour retenir par un déplacement radial vers l'extérieur de la tige (161) actionnée par un res- sort hors de la rainure (18) de la queue (14) afin de permettre un retrait axial de la queue hors de l'alésa- ge (15').