Brevet FR2497131A1 — publié le 19820702

L invention concerne une perceuse et/ou fraiseuse horizontale convenant particulièrement à l'usinage de pièces plates, par exemple en forme de plaques ou de leviers. Des pièces à usiner plates, par exemple en forme de plaques, sont actuellement soumises le plus efficacement aux opérations de perçage, fraisage et taraudage sur des perceuses et/ou fraiseuses pourvues d'une broche porte-outil mor verticalement, Sur les mêmes machines, on soumet à un premier usinage le plus économiquement, également, des pièces en forme lo de caissons, en constituant la surface de serrage nécessaire pour le travail ultérieur, D'autre part-, on y travaille des piêc sur lesquelles on n'a besoin, en principe, de n'usiner qlune face (face frontale) et/ou pour lesquelles l'usinage des faces de pourtour est possible avec des outils parallèles à leurs axes. Ces machines comportent, en règle générale, comme porte- pièce à usiner, une table qui présente une surface de serrage se situant horizontalement, Un inconvénient essentiel de ce montage de machine consiste en ce que, au cours de l'usinage des pièces, des copeaux qui tombent et une partie du lubrifiant de refroidis- sement s'amoncellent sur la pièce, la table de la machine et autres surfaces horizontales entourant la table. Etant donné que les copeaux donnent lieu, comme on le sait, à des effets dus à la chaleur qui sont susceptibles d'entraîner des défor- mations non voulues et non maîtrisables de la pièce et de la table de la machine, et qui, finalement, influencent négative- ment le résultat du travail de la machine, il faut en assurer une évacuation sans résidus. Jusqu'ici on n'a pas réussi complètement à évacuer mécaniquement tous les déchets dus aux opérations. C'est pourquoi, il faut éliminer manuellement de tels amoncel- lements, et, pour celà, la machine doit être mise à l'arrêt. Ce] entraîne une réduction de l'exploitation de la machine et par suite de sa productivité. Egalement, la constitution proposée dans le DD 139 408 de percements dans les rainures de la table ne permel pas d'arriver à évacuer sans résidus les déchets dus aux opérations - notamment les copeaux - de la surface de la table sans aide manuelle ou moyens auxiliaires mécaniques agissant de façon correspondante, entraînant encore une dépense accrue. 2.2497131 Afin d'éviter cette dépense, en corrélation avez le développement de machines qui permettent l'usinage sur quatre, jusqu2à cinq côtés de pièces en forme de caissons dans un mandrin de serragesous lVaspect du fonctionnement sans opé- rateur sur une durée relativement longuet on est arrivé à des solutions dans lesquelles la pièce à usiner est, constamment ou temporairement, dans une position dans laquelle les copeaux et le lubrifiant utilisé dans! opération tomient en raison de la pesanteur dans des systèmes dVévacuation qui sont montés O10 au-dessous de l'espace de travail de la machine. De telles solutions sont décrites par les documents suivants O DE 25 14 615, DE 26 53 928 et DD 137 546. La surface de serrage du porte-pièce se trouve constamment en position verticale ou bien peut être amenée en fonction du processus opératoire dans cette position. A cet effet, les machines de ce genre sont équipées de quatre axes et plus, soumis a des com- mandes. L'usinage.de pièces plates est possible sur ces machines. Cependant, on nvexploite pas toute la capacité de fonctionnement de la machine, cest-&-dire que l'on travaille avec une grande valeur d'installation non justifiable. D'autre part, en règle générale, ces machines nécessitent des éléments de construction ou groupes d'éléments suppl mentaires en vue du setrage des éléments plats-dans la position nécessaire pour l'usinage par rapport & la broche porte-outil, ainsi par exemple l'angle de serrage qui, en raison des joints supplémentaires qu'ils nécessitent, entraînent des pertes de rigidité et, par suite, une réduction de la productivité de la machine, ou bien une dégradation du résultat de l'usinage, et des frais d'ins- tallation supplémentaires. Il s'ajoute à celà que même ces machines ne permet- tent pas d'empêcher complètement des dépôts de déchets dus aux opérations sur des surfaces horizontales et, par suite, ne permettent pas d éviter les défauts, déjà décrits, qui sont liés à ces dépôts. C'est ainsi que la machine conçue d'après le DE 26 53 928 comporte des glissières de guidage horizontales, pour le chariot à coulisse en croix et pour le carter de broche, qui sont situées dans la zone de chute des déchets d'opérations, Il en résulte encore d'autres inconvénients. Pour autant que l'on renonce à des recouvrements des glissières dé guidage, très coûteux, il faut prévoir des ràcleurs. Ceux-ci ne sont toutefois pas capables d'empêcher une usure accrue des glissières de guidage dans la zone de chute des copeaux. Des guidages recouverts de matière plastique sont particulièrement menacés et il faut ainsi, dans de nombreux cas, renoncer à leurs avantagesp tels que fabrication économique ou fonctionnement exempt de "stick-slip". L'influence thermique exercée sur les glissières de guidage par les déchets d'opéra- tions est considérable. L'invention a pour but, vis-à-vis de perceuses et/ou fraiseuses connues comportant une broche porte-outil dis- posée verticalement pour l'usinage de pièces plates, de permettr d'obtenir - sans utilisation de groupes d'éléments supplémen- taires, ni accroissement du degré de complication des groupes d'éléments existant usuellement - l'élimination automatique des déchets d'opérations de la pièce usinée et de son environnement immédiat, et doit permettre, en même temps aussi, de satisfaire aux exigences de protection de l'opérateur et de l'environnement de la machine avec peu de dispositifs additionnels de protection La cause des défauts décrits réside dans le montage de base choisi pour les machines concernées. L'invention vise, dans ces conditions, à créer une perceuse et/ou fraiseuse -avec trois axes de translation, pour l'usinage de pièces plates - qui présente un montage de base très simple et est constituée, en principe, par les mêmes groupes d'éléments que des perceuses et/ou fraiseuses connues avec broche porte-outil verticale, les déchets d'opérations tombant de la pièce et de son environ- nement sous laction de la pesanteur. Les groupes d'éléments qui sont nécessaires de toute façon doivent servir dans une large mesure aussi à la préservation de l'environnement de la machine vis-à-vis de déchets d'opérations projetés sous l'action de la force centrifuge. Pour atteindre ce résultat, l'invention part d'un bâti en équerre - connu pour des perceuses et/ou fraiseuses horizontales - et prévoit qu'une glissière de guidage, par exemple pour le groupe d'éléments constituant la poupée porte-broche, se trouve ménagée sur la face intérieure de l'un des montants du bâti et qu'une glissière de guidage, par exemple pour le groupe d'éléments constituant le porte-pièce, se trouve ménagée sur la face intérieure de l'autre montant du bâti,-ces glissières de guidage étant situées chacune dans un plan verti- cal et étant disposées perpendiculairement l'une à l'autre. Sur un bâti en équerre de ce genre, on a la possibilité, à l'aide d'un coulisseau à glissières en croix, d'assurer le déplacement suivant deux directions axiales, soit de la poupée porte-broche, soit du porte-pièce, Conformément à l'invention, la glissière de guidage du coulisseau qui reçoit directement la poupée porte-broche ou le porte-pièce est 1O prévue également dans un plan vertical, parallèle à l'une des glissières de guidage ménagées sur le bâti en équerre. L'axe de la broche porte-outil est perpendiculaire à la surface de serrage du porte-pièce, Grâce à cette disposition des glissières de guidage - qui sont à munir de recouvrements relativement simples - et, en même temps, des groupes d'éléments portant l'outil et la pièce à usiner, la machine ne présente pas, dans son espace de travail, de surfaces horizontales sur lesquelles peuvent se déposer des déchets dus aux opérations. On évite ainsi les effets négatifs liés à de tels dépôts. On peut monter, au-dessous de l'espace de travail, des dispositifs pour capter et évacuer les déchets d'opérations, dispositifs dans lesquels ces déchets tombent sous l action de la pesanteur. Les déchets dus aux opérations, qui sont projetés de l'outil sous l'action de la force centrifuge, viennent se heurter aux surfaces verticales entourant l'espace de travail que forment les faces intérieures des-montants du bâti en équerre, la surface frontale de la poupée porte-broche, une paroi de protection supplémentaire sur la face de la machine située en regard de l'opérateur et, éventuellement, une autre paroi de protection disposée au-dessus de l'espace occupe par la machine, et ces déchets tombent également dans le dispositif d'évacuation. Avec une dépense supplémentaire relativement faible - à savoir en principe deux parois de protection - on préserve de l'extérieur, grâce au montage de la machine conforme à l'in- vention, son espace de travail et l'on satisfait aux exigences concernant la protection de 1 environnement. Un autre avantage de la solution conforme à l'in- vention résulte de la possiblité de ne déplacer la poupée porte- broche horizontalement que dans la direction des Z et d'affecter 249713 au porte-pièce les déplacements dans les directions X et Y. On supprime ainsi le dispositif d'équilibrage de poids, pour la poupée porte-broche, dont on a besoin dans le cas de poupées porte-broche déplaçables verticalement, et qui était également nécessaire sur les machines connues pour l'usinage de pièces plates. La table à déplacer verticalement ne nécessite pas, dans le cas de petites machines, de dispositifs d'équilibrage de poids, car elle ne porte que des pièces à usiner qui sont relativement légères, éventuellement fixées par serrage sur une palette également relativement légère. Un plateau circulaire augmentant fortement le poids total du groupe d'éléments cons- tituant la table n'est pas nécessaire pour l'assortiment de pièces à usiner. Un effet de l'invention qui se traduit par une forte économie de matériau résulte du flux de forces interne entre les groupes d'éléments qui se situe au niveau des glis- sières de guidage Z et Y. Il est ainsi possible de diviser le bâti en une partie supérieure de bâti - constituée de façon optimale, par exemple en forme de caisson - qui absorbe le flux de forces déterminé par les opérations, et une partie inférieure de bâti n'exerçant qu'une fonction de support. La partie supé- rieure du bâti peut être constituée selon les principes de la construction légère et la partie inférieure être réalisée en conformité avec sa seule fonction de support, par exemple en acier ou béton de matière synthétique. La solution conforme à l'invention permet de dis- poser la broche porte-fraise au voisinage immédiat du pourtour extérieur de la machine. Il en résulte pour l'opérateur de meilleures conditions visuelles aussi bien lors del'installa- tion de la machine que lors de la surveillance du processus de travail. On peut, avec facilité, procéder manuellement à un changement de pièce et l'on peut réaliser un changement de pièce automatique sans autre avec un simple échangeur de palette. Les limites pour le choix du mode de changement automatique de pièce sont repoussées très loin grâce à la bonne accessibilité de la table. L'invention sera mieux comprise à laide de la description ci-après et des dessins annexes représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan d'une machine agencée conformément à l'invention; - la figure 2 est la vue frontale de la machine de la figure 1. Les éléments 1 et 2 du bâti sont montés à angle droit l'un par rapport à l'autre en tant Rue ctés d'un montant en equerre. L'élément de bati 1 porte la glissière de guidage 3 pour la poupée porte-broche 4 et l'1lément de bati 2 le guidage pour le coulisseau à glissières en croix 6, qui reçoit dans le guidage 7 la table 8. On a disposé, au-dessous de la poutlpée porte-broche 4, le' système d'évacuation 9 et, au-dessus de la poupée porte-broche 4, le magasin à outils 10 sur un pilier de support 11 et un porte-magasin 12, cue l'on a fixé d'une part au pilier de support ll et d'autre part l'élément de beti 1. La commande d3 de la machine est prévue à l'intérieur du pilier de support Il. Les éléments 1 et 2 du bati sont portés par les parties de bati inférieures 14 et 15. Sur les faces extérieures des éléments 1 et 2 du bati et des parties intérieures 14 et 15, on a fixé l'armoire hydraulique 16 et l'armoire leltrique 17. Un plateau de base 18, qui sert en même temps de patea de transport, reçoit toute la structure de la machine. Les supports 19 prévus pour la plaque de recou- vrement portent celle-ci (non représent4- e qui ferme vers le haut l'espace de travail de la machine. Dans le cas du change- ment automatique de pièce, la table 8 porte une palette 10 sur laquelle la pièce a usiner 21 est fixée par serrage. D'autre part, on n'a pas représenté une paroi de protection prévue sur le côté opérateur de la machine; cette paroi s'étend entre le pilier de support 1l et l'armoire électrique 17 et est pourvue, en conformité avec les exigences, d'un percement pour le change- ment de palette, d'un ou plusieurs voyants, ainsi que 'd'une porte permettant l'accès de l'opérateur - l'espace de travail. La commande d'entraînement principale 22 et les entraînements pour l'avance 23, 24, 25 sont situés en dehors de l'espace de travail. Cet agencement conforme à l'invention d'une per- ceuse et/ou fraiseuse pour l'usinage de pièces plates permet une fixation telle des pièces a usiner 21 sur le porte-pièce 8, 2o, que la surface de la pièce ayant subi l'usinage se situe verticalement. Tous les déchets dus aux ope--ations tombent, sous l'action de la pesanteur, dans le récipient collecteur du sys- tème d'évacuation 9. Les déchets qui se trouvent projetés par la force centrifuge viennent buter contre les parois verticales, entourant l'espace de travail, du recouvrement (non représenté) des glissières de guidage, sur l'élément 1 du bâti, contre la plaque de recouvrement prévue à la partie supérieure (non repré- sentée) et contre la paroi de protection (non représentée non plus) prévue sur le c8té opérateur de la machine; et ces déchets tombent, de là également, dans le récipient collecteur du sys- tème d'évacuation 9. A côté des avantages déjà décrits de la solution conforme à l'invention, on dispose de la possibilité de mettre en place les armoires électrique et hydraulique sur les faces extérieures du bâti en équerre, possibilité particulièrement avantageuse pour le montage compact de la machine, et qui a pour conséquence une réduction de l'encombrement. Malgré cela, on est assuré d'une très bonne accessibilité aux armoires. On rend également très accessibles l'entraînement pour l'avance et l'entraînement principal disposés à l'extérieur de l'espace de travail. En liaison avec la disposition des éléments du bâti sur un plateau de base et avec le montage compact repré- senté, la machine forme une unité de transport fermée sur elle- même, ce qui permet un transport rationnel et peu encombrant. 8 2497131 R E V E N D I C A T I 0 N Perceuse et/ou fraiseuse horizontale pourvue d'un bâti (1, 2) en équerre, comportant des guidages (3, 5) pour les unités porte-pièce à usiner et porte-outil, dont l'une est guidée sur un coulisseau à glissières en croix, l'unité porte-pièce présentant une surface de serrage verticale paral- lèle au guidage et pouvant se déplacer le long de la face inté- rieure de l'un des montants du bâti en équerre, et une unité porte-outil (4), pourvue d'une broche portant l'outil disposée horizontalement, pouvant circuler sur l'autre montant, perceuse et/ou fraiseuse, caractérisée en ce que le guidage (3) servant à l'unité porte-outil (4) est ménagé dans un plan vertical sur la face intérieure de l'un des montants (1) du bâti en équerre avec direction de guidage horizontale, et le guidage (5) ser- vant à l'unité porte-pièce (6, 8, 20) est prévu dans un plan vertical, avec direction de guidage horizontale, sur la face intérieure de l'autre montant (2) du bâti en équerre, le guidage (7) servant au porte-outil ou porte-pièce porté par le coulis- seau à glissières en croix (6) étant prévu également dans un plan vertical par allèle à l'un des guidages (3, 5) sur le bâti en équerre, et l'axe de la broche porte-outil (4, 1) étant dis- posé à angle droit par rapport à la surface de serrage du potte- pièce (8, 20).