Brevet FR2492292A1 — publié le 19820423

La présente invention se rapporte, d'une manière générale, aux tours à de colleter, expression qui entend désigner une machine dans laquelle la pièce devant etre usinée est tenue dans une position horizontale au-dessus d'une coulisse horizontale, au moyen de pointes réglables et peut être tournée par-un mandrin autour d'un axe horizontal contre un outil, le mouvement relatif de l'outil et de la pièce s'effectuant autour de, au moins, deux axes perpendiculaires, dont l'un est parallèle audit axe horizontal, ou qui avec lequel de la matière est enleve de la pièce pour lui donner la forme voulue pendant que l'outil se déplace. Il convient de préciser que l'expression "tour à décalleter" comprend, dans le présent mémoire descriptif, aussi bien les tours-révolver, les tours automatiques et que toutes les machines similaires dans lesquelles la pièce est entraînée en rotation et ou elle est mise en forme en tournant contre un outil fixe. Selon la présente invention, un tour à décolleter dans lequel le mandrin peut être indexé, comprend, au moins, deux porte-outils montés sur un pivot qui peut tourner autour d'un axe horizontal afin de déplacer angulairement lesdits porte-outils autour dudit axe entre une position active ou de travail située su- dessus de la coulisse et une position inactive ou inversement, une structure mobile montée à glissement sur la coulisse, des moyens pour actionner cette structure mobile le long de ladite coulisse pour venir en contact avec le porte-outil placé dans ladite position active, des moyens pour interconnecter ladite structure mobile et ledit porte-outil dans ladite position active, lesdits moyens d'actionnement déplaçant ensuite ladite structure mobile interconnectée et ledit porte-outil le long de ladite coulisse afin de séparer ledit porteoutil dudit pivot et pour transférer celui-ci à une position active ou de travail et des moyens sur ladite structure mobile pour entraîner sélectivement en rotation des outils, sans pour autant entraîner les outils non-rotatifs dudit porte-outil, de sorte que n importe lequel des outils rotatifs est adapté à exécuter une opération d'usinage et que n'importe lequel desdits outils rotatifs est adapté à exécuter sur ladite pièce une opération de tournage dans ladite position active ou de travail, ledit pivot comportant des glissières dont chacune reçoit à glissement une partie d'un porteoutil correspondant, chacun desdits porte-outils pouvant être séparé par glissement de la glissière qu'il occupe dans le pivot par un mouvement dans une première direction quand il est dans sa position active pour l'amener à ladite position de travail,et par un déplacement dans une seconde direction quand il est dans sa position inactive afin de le transférer à une position de repos. Dans un mode de réalisation préféré, la position de repos est située dans un magasin en forme de tourelle ou de carrousel. La présence de tels porte-outils sur un. tour à décolleter permet d'exécuter des opérations d'usinage complexes sur la pièce, sans enlever celle-ci de la machine, facilitant ainsi l'exécution de travaux d'usinage multiples. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale d'un tour à décolleter conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en plan du tour de la figure 1, vu à angle droit par rapport à celle-ci, - la figure 2A étant une vue identique à la figure 2 mais ou la ligne d'alimentation du carrousel a été tournée à 900; - les figures 3 et 4 sont respectivement une vue latérale et en bout d'un composant qui a été usiné sur le tour des figures 1, 2, et 2A, sans l'enlever du mandrin;; - la figure 5 est une vue latérale d'une partie du tour de l'invention, montrant les porte-outils et un dispositif de magasinage - la figure 6 est une vue partielle en bout suivant la flèche "A" de la figure 5; - la figure 7 est une vue en coupe à plus grande échelle suivant la ligne Vil-Vil de la figure 6; - la figure 8 est une vue latérale d'une partie du tour de l'invention, montrant les porte-outils et le carrousel de stockage; et, - la figure 9 est une perspective oblique montrant deux porte-outils. En se référant maintenant aux figures 1, 2 et 2A, on voit un tour à décolleter désigné en son entier par 10 qui comprend un banc 11 comportant une glissière horizontale 12, un mandrin à quatre mors 13,pouvant être indexé et qui peut être tourné au moyen d'un moteur électrique 13A et d'une courroie 13B autour d'un axe horizontal YYI, ce mandrin pouvant aussi être déplacé autour d'un axe horizontal X perpendiculaire à l'axe YY1, sur une première glissière transversale 135. Une seconde glissière transversale 14 porte une tête 15 supportant, au moins, deux porte-outils 16A et 16B ; le dispositif 16A a été représenté dans sa position inférieure qui est sa position active ou de travail, tandis que le dispositif 16B est dans sa position supérieure inactive ces dispositifs peuvent être déplacés le long d'un axe horizontal Z parallèle à l'axe YY1 de manière à s'approcher et à s'éloigner du mandrin 13 sur la glissière14 (voir figure 9) qui, dans cet exemple, ne peut pas se déplacer le long de l'axe X. Il est toutefois clair que le mouvement autour de l'axe X pourrait, dans une variante de réalisation (figure 2A, par exemple) utiliser un mandrin rotatif 13 fixe et un porte-outil 159,168 mobile autour des axes X et Z, comme c'est le cas des tours traditionnels, cette solution étant particulièrement avantageuse lorsque les vibrations posent des problèmes et doivent être maintenues à un minimum, puisque le moteur 13A et le mandrin 13 de la figure 2 sont alors fixes par rapport au banc du tour, le mandrin tournant autour de l'axe horizontal YYI, tandis que les outils sont avancés vers la pièce le long des axes perpendiculaires z et X. La tête 15 portant les outils de tour est alimentée le long de l'axe Z (figure 2) ou le long de l'axe X (figure 2A) à partir d'un magasin qui dans exemple représenté se présente sous la forme d'une tourelle ou d'un carrousel 16 comportant six porte-outils 16B, 16C, 16D, 16E, 16F et 16G espacés le long d'un cercle à des intervalles de soixante degrés d'arc et pouvant être indexé , de manière classique. Le porteoutil 16B est dans une position inactive en attendant d'entrer .dans la tête porte-ne-t:il 15 et avant de tourner de 1800 afin de venir se placer dans la position active présentement occupée par le porte-outil 16A. Il convient de faire une distinction entre les outils des porte-outils t6A, 16B, 16D, 16E et 16F et ceux des dispositifs 16C et 16G. En effet, les outils portés par les dispositif 16A, 1613, 16D, 16E et 16F sont des outils rotatifs entraînés par une source motrice et chacun d'eux peut être tourné par un moteur, tandis que les outils des dispositifs 16C et 16G sont des outils de tour classiques non-rotatifs, comme ceux utilisés dans les tours traditionnels et qui sont normalement tenus dans la monture de la coulisse supérieure du traînard du chariot transversal, mais dans la présente invention, ils sont tenus dans le dispositif porte-outil, sans être en contact avec la transmission aboutissant au moteur, lequel est arrêté. Il est à noter que l'opérateur du tour à décolleter de la présente invention occupe la position usuelle mais que le mandrin 13 tourne, à la différence de ce qui se passe avec un tour traditionnel, dans la direction de la flèche 13C, c'est-à-dire, dans le sens des aiguilles d'une montre en regardant à partir de la contrepointe, qui est indiquée schématiquement en 17. On voit clairement, que la ligne d'alimentation Y2, Y3 du carrousel 16 est située au-dessus (voir figure 1) de l'axe horizontal YY1 de rotation de la pièce tenue dans le mandrin 13. Sur la figure 2, la ligne d'alimentation Y2, Y3 est Farli: à l'axe de rotation horizontal YY1, mais sur la figure 2A, elle est perpendiculaire à celle-ci, mutais mutandis. Le mandrin 13 est pourvu de moyens d'indexage précis (non représentés) dont l'effet est identique à celui de la tête de division universellement connue des fraiseuses, de sorte que quand on débraye le mandrin de son entraînement continu, il peut être utilisé pour faire tourner la pièce devant être usinée d'une partie aliquote donnée d'un tour complet autour de son axe de rotation YY1, après quoi, en l'immobilisant, la pièce placée dans les mâchoires peut subir une action d'usinage par les outils des porte-outils 16A, 16B, 16D, 16E, 16F, outils qui, à la différence des outils non-rotatifs des dispositifs t6C et 16b sont des outils rotatifs mus par un moteur 217 (figures 5 et 8) comme il est décrit en détail dans le brevet anglais n0 1 327 253. La disposition des outils sur le carrousel 16, avec la tête porte-outils 15,permet, par exemple, de tourner, à partir d'une barre ou d'une pièce brute de fonderie, lin composant comme celui représenté sur les figures 3 et 4. Ce composant, désigné en son entier par 100, est tenu dans le mandrin 13 et est tourné de façon à produire les surfaces 10B, 109, 111, 113, 115 et 116 et est chanfreiné en 110 et 112 et décolleté en 114 par les outils fixes tenus dans les porte-outils 1 6C et 166. Le composant est ensuite immobilisé en débrayant le mandrin de sa transmission et en l'indexant comme il convient pour permettre d'usiner la face plate 101, le trou 102, la lumière 103, les trous faciaux 104, 1051, 1052, 1053, 1054, la fente 106 et le trou 107 au moyen des outils rotatifs appropries 16A, 16B, 16D, 16E et 16F Il est clair que le mandrin 13, les outils et les porte-outils peuvent avantageusement être soumis à une commande rotative et transversale précise par des moyens à commande numérique bien connus dans la technique. Sur la figure 5, la coulisse 14 a été représentée plus en détail avec ses deux tStes porte-outil ou dispositifs 212 et 213 (semblables aux dispositifs 16A, 16D de la figure 2) qui sont montés de part et d'autre d'un pivot commun 214 monté à rotation dans un organe de support 215 du bâti. Le pivot 214 peut tourner autour d'un axe horizontal 223 afin de déplacer angulairement lesdits porte-outils 212, 213, autour dudit axe entre une position inactive (la position supérieure sur la figure 5) et une position active ou de travail la position inférieure sur la figure 5), qui est située au-dessus de la coulisse 14 et inversement.Une structure 2t6 pouvant se déplacer le long de l'axe Z est montée à glissement sur la coulisse 14 et peut se déplacer le long de celle-ci pour amener le porte-outil 213 dans sa position active. La structure mobile 216 est interconnectée avec le porte-outil dans la position active (comme représenté sur la figure 5) et de ce fait, la structure mobile interconnectée avec le porte-outil 213 se déplacent ensuite le long de la coulisse 14 afin de séparer le porte-outil 213 du pivot 214 et pour le transférer à une position de travail ou les outils peuvent venir en contact avec la pièce placée dans le mandrin 13. La structure mobile 216 comporte un moteur 217 destiné à entraîner les outils rotatifs, tels que l'outil 218, dans la position de travail pour exécuter une opération d'usinage.Dans le cas des outils nonrotatifs, le moteur 217 reste arrêté et aucun accouplement n'est réalisé. Chacun des porte-outils 212 et 213 est pourvu d'une plaque de déclenchement 219 qui est montée à l'extérieur du dispositif. Un moteur électrique 220 est mis en marche pour avancer la structure mobile 216 le long de la coulisse 14. La plaque de déclenchement 219 détermine la plage# active de la course ou du mouvement de l'unité active 213 en actionnant un contact de fin de course 219A qui est conçu pour couper l'ali- mentation du moteur 220 et pour mettre en marche le moteur 217, au besoin. Les porte-outils 212 et 213 sont montés à glissement sur le pivot 214 de sorte qu'ils peuvent être déconnectés de celui-ci par un mouvement horizontal dans une direction ou dans l'autre avec le concours d'un dispositif d'arrêt à ressort. Comme on le voit clairement sur la figure 6, la section du pivot présente deux glissières parallèles 221 et 222 situées de part et d'autre de l'axe 223, les glissières 221 et 222 recevant à glissement un prolongement en T 224 s'avançant sur la face correspondante des porte-outils 212 et 213. Les faces extérieures du pivot 214 comportent des parties orientées vers l'intérieur 225 contre lesquelles s'applique la partie étroite 228 de la section en T 224 des porte-outils 212 et 213. Comme on le voit sur la figure 7, les parties orientées vers l'intérieur 225 du pivot 214 comportent des ouvertures profilées 226 pour recevoir des pistons 227 sollicités vers l'extérieur par des ressorts 229 et qui sont portés par les porteoutils dans des fentes 230, et qui s'engagent dans les parties étroites 228 des prolongements en T 224. Les nez des pistons 227 présentent deux surfaces inclinées 227a, 227b, qui forment des angles différents avec l'axe longitudinal du piston 227.Les surfaces correspondantes 226a, 226b des ouvertures 226 des parties 225 ont des formes similaires et les angles des surfaces ont été choisis pour que différentes forces d'enrayage soient produites par les pistons selon la direction du mouvement des porte-outils pal rapport au pivot 214. Plus précisément, ces angles ont été choisis pour obtenir une plus grande force d'arrêt quand les porte-outils 212 et 213 se déplacent en avant, c'està-dire, vers la position de travail de l'outil, comme l'indique la flèche p sur la figure 7. L'angle a des surfaces 226b5 227b produisant cette force d'arme plus grande est d'environ 30 à 400 par rapport à l'axe longitudinal du piston. L'angle p de autre surface d'arrêt 226b, 227b peut être de l'ordre de 50 à 600 afin de produire une force d'arrêt moins grande quand les porte-outils se déplacent en arrière par rapport au pivot, comme l'indique la flèche C sur la figure 7. Dans sa position inactive, le porte-outil 212 est adapté à glisser en arrière, comme l'indique la flèche D sur la figure 5, et à cette fin, la glissière 221 du pivot 214 est placée près et en ligne avec une glissière similaire 231 située sur un châssis fixe 232 de la machine. Quand le porte-outil 212 se rend à sa position inactive, une fente 233 dont il est pourvu est adaptée à venir en contact avec une languette dressée 234 faisant partie d'un convoyeur. Dans un mode de réalisation préféré, ce convoyeur peut comprendre une broche filetée entraînée par un moteur 236 et comportant un écrou mobile 237 sur lequel est située la languette verticale 234.La disposition est telle que le fonctionnement du convoyeur entraîne la languette 234 et, partant, le porte-outil 212 correspondant en arrière, dans la direction de la flèche D, quand le moteur 236 a été mis en marche, la force ainsi exercée surpassant la force d'enrayage du piston 227 en contact avec les ouvertures 226 de la glissière 225 du pivot 214. Le convoyeur entraîne le porte-outil inactif 212 le long de la glissière 231, vers l'arrière de la machine, à la position qu'occupe le dispositif 212A sur la figure 5 et dans laquelle ce dispositif peut être enlevé pour être transféré dans un dispositif de stockage ou dans un magasin approprié. Comme représenté sur la figure 8, les porteoutils inactifs sont placés dans un magasin en forme de tourelle ou de carrousel, désigné en son entier par la référence 16 (voir aussi figure 2). Le magasin-carrousel 16 possède un certain nombre de bras radiaux, dont chacun est pourvu d'une glissière 231A et qui peut être sélectivement placé en ligne avec la glissière fixe 231 par un mouvement de rotation du magasin. Le magasin est ensuite indexé et le dispositif suivant du magasin peut alors être amené à la position G afin d'être abaissé au contact de la languette qui peut alors être actionnée par la broche filetée ou par un autre dispositif de transport afin d'entraîner le dispositif vers l'avant, à sa position supérieure active, en contact avec la glissière du pivot 223. Il est clair que quand des outils de tour non-rotatifs tels que les outils 16C, 16G sont introduits dans la tête porte-outil, aucune liaison n'est établie avec le moteur 217, lequel reste arrêté. Le fonctionnement des porte-outils 212 et 213 destinés à des outils rotatifs, est identique à celui décrit dans le brevet anglais n0 1 327 253, auquel le lecteur est invité à se reporter pour plus de détail. Leur construction et leur fonctionnement sont illustrés succintement sur la figure 9 où l'on voit deux porteoutils 212 et 213 en train d'intervertir leur position en- tournant dans la direction de la flèche I autour du pivot 214 d'un angle de 1800 (deux angles droits). Il est à noter sur la figure 9 que l'outil 213 (voir aussi 16A figure 2) comporte des outils rotatifs pouvant opérer sur deux faces décalées de 900, ce sont les outils 218, 218A sur la figure 9. Le mode de fonctionnement du tour à décolleter représenté sur les figures 1, 2 et 2A est le suivant la pièce placée dans le mandrin 13 est tournée par un outil de tour fixe, tel que l'outil 16C (t6G) qui occupe la position de travail ou active autour de la tête 15. La pièce tourne dans la direction de la flèche 13C et l'outil estamené à la position d'usinage requise par un mouvement du mandrin 13 autour de l'axe X, l'outil se déplaçant ensuite le long de l'axe Z comme il convient pour effectuer l'usinage. D'autres outils fixes peuvent être amenés en position par le carrousel 16, au moyen de la tête porte-outil, suivant le besoin. Une fois que la pièce a été tournée, d'autres opérations d'usinage peuvent être effectuées en interrompant la rotation continue du mandrin et en indexant celui-ci, le pourtour de la pièce étant ensuite usiné au moyen d'un outil rotatif, tel que l'outil 16A1 (figure 2) par un mouvement combiné autour des deux axes perpendiculaires X et Y afin d'obtenir le positionnement précis voulu de l'outil par rapport à la pièce. Des outils actifs, tel que l'outil 16A2 peuvent être utilisés pour usiner la face de la pièce en les avançant dans celle-ci le long d'une droite parallèle à l'axe Z, après qu'ils ont été positionnés avec précision par un mouvement relatif entre la pièce et l'outil autour de l'axe X. Il est clair que les distances au-dessus et au-dessous du centre de la pièce, correspondant à l'axe horizontal YY1 , sont réglées en ajustant l'outil. REVENDICATIONS 1. Tour à décolleter dans lequel le mandrin peut être indexé, qui comprend, au moins, deux porteoutils (16A, 16B) montés sur un pivot qui peut tourner autour d'un axe horizontal Z afin de déplacer angulairement lesdits porte-outils (16A, 1613) autour dudit axe Z entre une position active ou de travail située au-dessus de la coulisse (14) et une position inactive ou inversement, une structure mobile (216) montée à glissement sur la coulisse,(14), des moyens (i20) pour actionner cette structure mobile (216) le long de ladite coulisse (14) pour venir en contact avec le porte-outils (16A, 1613) placé clans ladite position active, des moyens pour interconnecter ladite structure mobile et ledit porte-outil (16A, 162) dans ladite position active, lesdits moyens d'actionnement dépla vacant ensuite ladite structure mobile interconnectée et ledit porte-outil (16A, 1613) le long de ladite coulisse afin de séparer ledit porte-outil (16A, 1 6B) dudit pivot (15) et pour transférer celui-ci à une position active ou de travail et des moyens (217) sur ladite structure mobile (216) pour entraîner sélectivement en rotation des outils, sans pour autant entre ner les outils non-rotatifs (16C, 16G) dudit porte-outil, de sorte que n'importe lequel des outils rotatifs (16A, 1613, 16D, 16E, 16F) est adapté à exécuter une opération d'usinage et que n'importe lequel desdits outils nonrotatifs (16C, 16G) est adapté à exécuter sur ladite pièce une opération de tournage dans ladite position active ou de travail, ledit pivot comportant des glissières dont chacune reçoit à glissement une partie d'un porte-outil correspondant, chacun desdits porteoutils pouvant être séparé par glissement de la glissière qu'il occupe dans le pivot par un mouvement dans une première direction quand il est dans sa position active pour l'amener à ladite position de travail et par un déplacement dans une seconde direction quand il est dans sa position inactive afin de le transférer à une position de repos. 2. Tour à décolleter selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque porte-outil est maintenu en contact actif avec le pivot par des dispositifs d'arrêt à ressort. 3. Tour à décolleter selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque dispositif d'arrêt comprend un piston (227) sollicité par un ressort (229) et comportant un nez présentant des surfaces inclinées (227a, 227b) s'appliquant contre des surfaces correspondantes (226a, 226b) d'ouverture prévues dans la coulisse du pivot. 4. Tour à décolleter selon la revendication 3, caractérisé en ce que les nez des pistons (227) présentent deux surfaces inclinées s'étendant suivant des angles différents (a, p) par rapport à liaxe longitudinal de ceux-ci afin d'obtenir des forces d'arrêt ou d'enrayage différentes dans les différentes directions du mouvement des porte-outils par rapport au pivot. 5. Tour à décolleter selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites surfaces inclinées (227a, 227b) sont disposées de façon à obtenir une plus grande force d'arrêt dans la direction du mouvement d'un porte-outil de sa position active à sa position de travail. 6. Tour à décolleter selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les pistons (227) ont une surface inclinée s'étendant suivant un angle de 30 à 400 par rapport à l'axe longitudinal de ceux-ci afin de produire une plus grande force d'arrêt ou d'enrayage dans la direction du mouvement d'un porte-outil vers sa position de travail. 7. Tour à décolleter selon l'une quelconque des revendications 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les plongeurs (227) ont une surface inclinée s'étendant suivant un angle de 50 à 600 par rapport à leur axe longitudinal afin de produire une force d'arrêt ou d'enrayage moins grande quand un porte-outil se déplace d'une position inactive à une position de repos ou de stockage. 8. Tour à décolleter selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par un chassis comportant une coulisse en ligne avec la coulisse du pivot supportant un porte-outil (212) dans sa position inactive, cette coulisse conduisant à une position de repos ou de stockage. 9. Tour à décolleter selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend un convoyeur pour venir en contact avec un porte-outil (212) dans sa position inactive et pour entraîner celui-ci, dudit pivot, le long de la coulisse (14) du châssis, dans ladite seconde direction à ladite position de stockage. 10. Tour à décolleter selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit convoyeur a la forme d'une broche filetée entraînée par un moteur (236) le long de laquelle se déplace un écrou (237) comportant une languette (234) d'entraînement verticale s'engageant dans une fente (233) correspondante du porte-outil. 11. Tour à décolleter selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque porte-outil (212) comporte une plaque de déclenchement qui commande le fonctioiinement des moyens (220) d'entraînement de ladite structure mobile (216) quand le dispositif se rend à sa position de travail. 12 Tour à décolleter selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la position de repos ou de stockage est un magasin en forme de tourelle ou de carrousel (16) dans lequel les porte-outils entrent suivant une direction parallèle Z. ou perpendiculaire X à l'axe de rotation horizontal du mandrin (13).