Brevet FR2529812A1 — publié le 19840113

Dispositif de raccordement pour raccorder à un porte-outil une broche de machine-outil munie d'un perçage de fixation conique. L'invention se rapporte à un dispositif de raccor- dement pour raccorder une broche de machine-outil munie d'un perçage de fixation conique à un porte-outil qui comporte un cône s'adaptant dans le perçage de fixation et une bride d'en- trainement qui est disposée à distance de la surface frontale de la broche. Dans un dispositif de raccordement connu de ce type (voir par exemple DIN 2080), le cône comporte un taraudage dans lequel un tirant monté dans la broche engrène par son extrémité avant La force de traction de ce tirant doit main- tenir le cône dans le perçage de fixation conique et fixer ainsi le porteoutil à la broche de la machine-outil de façon rigide à la flexion La transmission du couple est assurée par des coulisseaux qui sont aménagés sur la broche et s'engagent dans deux rainures diamétralement opposées pra- tiquées dans la bride d'entraînement Bien que les moyens de raccordement les plus utilisés entre la broche et le porte- outil soient constitués par des cônes, ces modes de raccor- dement sur les machines-outils de forte puissance actuelles ne sont pas toujours en mesure de transmettre à l'outil la pleine puissance de la machine La raison principale en est cue le plus grand diamètre du cône est considérablement plus petit que le diamètre extérieur de la broche ou aussi que le diamètre extérieur de la bride d'entraînement Comme la riaidité à la flexion du porte-outil est déterminée par son plus petit diamètre non encastré, cette rigidité à la flexion dépend du plus grand diamètre du cône Ce dernier a par exemple dans le cas d'un cône à anglesobtus ISO 50 un diamètre d'environ 70 mm Dans la technique de l'enlèvement de copeaux, on admet en général que des tiges porte-foret sont résistantes aux vibrations lorsque leur longueur libre ne dépasse pas 2 2529812 environ 4,5 fois le diamètre La plus grande longueur libre d'un cône ISO-50 serait donc de 315 mm. Pour le raccordement d'une broche de machine-outil munie d'un perçage de fixation conique à un porte-outil du type précité, la présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un dispositif qui présente une plus grande riaidité à la flexion que les dispositifs de raccordement connus, permette par conséquent l'utilisation d'outil ayant une plus grande longueur libre en porte-à-faux et assure également la transmission à l'outil de la pleine puissance de la machine. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait qu'entre la surface frontale de la broche et la bride d'en- traîneraent, on installe plusieurs cales d'ajustage qui, disposées suivant des écarts angulaires sensiblement égaux, sont fixées sur la bride d'entraînement au moyen de vis et prennent appui sur la surface frontale. Par ce moyen relativement simple, on arrive à améliorer sensiblement la rigidité à la flexion du raccordement entre la broche de la machine et le porte-outil Il est essentiel à cet égard que cette amélioration puisse s'effectuer non seulement sur les nouveaux portes-outils ou les broches de nouvelles machines-outils, mais aussi sur tous les portes- outils et les broches de machines-outils déjà existants Pour ce faire, on engage le cône du porte-outil dans la broche de la machine-outil et on l'encastre au moyen du tirant On mesure alors exactement la distance entre la bride d'entraî- nement et la surface frontale de la broche et on installe des cales d'ajustage d'épaisseur appropriée entre la bride et la surface frontale On fixe 'Les cales d'ajustage par des vis sur la bride d'entraînement Ces cales s'appuient sur un diamètre de la surface frontale de la broche qui est sensi- blement plus grand que le plus grand diamètre correspondant du cône Ainsi, avec un cône ISO-50, la bride d'entraînement a un diamètre de 98 mm On peut donc fixer sans danger un outil avec un porte-à-faux atteignant 440 mm Le porte-à-faux de l'outil peut ainsi être augmenté d'environ 40 % Comme le porte-outil repose pour ainsi dire sur une base plus large, c'est-à-dire sur un plus grand diamètre de la broche, là rigidité à la flexion du raccordement entre la broche et le porte-outil est sensiblement améliorée De cette façon, l'usinage est plus précis, moins sujet aux-vibrations et il est possible de mieux transmettre la puissance de la machine à l'outil On peut par conséquent augmenter les performances de coupe et raccourcir les temps d'usinage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une coupe longitudinale du dispositif de raccordement et représente en haut et en bas deux modes de réalisation différents; la figure 2 est une coupe transversale suivant Il-II de la figure 1 et représente également en haut à gauche et en bas à droite deux modes de réalisation différents. La broche 1 de la machine-outil comporte un perçage de fixation conique 2 Dans ce perçage conique 2 s'adapte le cône 3 d'un porte-outil 4 Le porteoutil 4 peut par exemple étre une tige porte-foret ou aussi une partie de celle-ci qui est fixée aux autres parties de cette tige porte-foret par des dispositifs de raccordement connus non représentés. Le porte-outil 4 comprend en outre une bride d'entraînement 5 qui est munie à deux endroits diamétralement opposés de rainures 6, dans chacune desquelles s'engage respectivement un toc d'entraînement non représentes monté sur la surface frontale la de la broche 1 Sur son extrémité gauche non représentée, le cône 3 est pourvu comme d'habitude d'un filetage dans lequel peut s'engrener un tirant prévu dans la broche 1 Ce tirant tire le cône 3 avec une force Z dans le perçage conique 2 Selon les tolérances d'usinage, il subsiste alors un écart a plus ou moins grand entre la surface frontale la de la broche 1 et la surface 5 a, opposée à cette surface frontale la, de la bride d'entraînement 5. Pour compenser cet écart a et aménaaer un appui sup- plémentaire du porte-outil 4 sur la broche 1, on peut mesurer exactement avec un appareil de mesure approprié la distance a entre la surface frontale la de la broche et la surface 5 a, opposée à la broche, de la bride d'entraînement 5 On installe alors des cales d'ajustage 7, 7 a, dont l'épaisseur d correspond exactement à l'écart a et on fixe ces cales d'ajustage 7, 7 a sur la bride d'entraînement 5 au moyen de vis 8 Les cales d'ajustage 7, 7 a sont en pareil cas disposées 1 avec des écarts angulaires à peu près égaux Comme la bride d'entraînement 5 est divisée par les rainures 6, il est avantageux sur chaque moitié ainsi créée de la bride d'en- trainement 5 de prévoir deux cales d'ajustage 7, 7 a qui sont respectivement disposées décalées de 90 l'une par rapport à l'autre Après le montage des cales d'ajustage 7, 7 a on pourrait éventuailemenit encore éliminer les légères différences entre l'épaisseur d et l'écart a en plaçant le porte-Dautil 4 sur une rectifieuse cylindrique, et en para- chevant à la meule les surfaces des cales d'ajustage 7, 7 a qui sont tournées vers la surface frontale la. Si l'on replace le porte-outil ainsi préparé dans la broche 1 et qu'on le tire à l'intérieur au moyen du tirant, on obtient d'une part, un centrage du porte-outil 4 grâce à son cvne 3 venant s'engager dans le perçage conique 2 et, d'autre part, un appui supplémentaire du porte-outil 4 par l'intermédiaire des cales d'ajustage 7, 7 a venant s'appliquer sur la surface frontale la, Alors que sans ces cales d'ajus- tage, le plus grand diamètre Di du cône 3 est en même temps le plus grand diamètre d'appui, le porte-outil 4 repose maintenant sur un diamètre D 2 qui correspond sensiblement au diamètre de la bride d'entraînement 5 De ce fait, le porte-outil 4 prend appui pour ainsi dire sur une plus grande base de la broche 1 et on obtient ainsi les avantages précités. Le dispositif de raccordement selon l'invention peut aussi être installé sur des porte-outil 4 déjà en service. Dans le cas de tels porte-outil déjà en service, on égalise la surface 5 a de la bride d'entraînement 5 sur une recti- fieuse cylindrique avant le montage des cales d'ajustage 7, 7 a. Pour que l'utilisateur des outils puisse adapter et monter lui-même le dispositif de raccordement selon l'in- vention, il est prévu de préfabriquer des cales d'ajustage présentant des écarts d'épaisseur d de respectivement 1/100 e de millimètre et de les mettre à la disposition du client sous forme de jeux de cales d'ajustage. Les cales d'ajustage 7, 7 a sont avantageusement des Dlaques circulaires et comportent chacune un perçage excen- trique 9 pour le passage de la vis de fixation 8 La dispo- sition excentrique du perçage 9 est nécessaire pour que les taraudages de la bride d'entraînement 5 puissent se situer sur un diamètre approprié et que les cales d'ajustage 7,7 a puissent s'étendre radialement aussi loin que possible vers l'extérieur Pour garantir également un appui aussi large que possible des cales d'ajustage 7 sur le plus grand diamètre de la surface frontale la, une partie de la péri- phérie des cales d'ajustage 7 peut être-adaptée au diamètre extérieur de la bride d'entraînement 5 comme on peut le voir sur la figure 2 Les cales d'ajustage 7 peuvent cependant éventuellement faire saillie en dehors du diamètre extérieur de la bride d'entraînement 5 comme cela est schématisé par des lignes en trait mixte. Pour protéger les cales d'ajustage 7, 7 a contre les effets de la force centrifuge, on peut en plus prévoir des plaques de protection 10, l Oa en forme d'anneaux semiw-circu- laires qui comportent pour chaque cale d'ajustage 7,7 a un évidement ll, lla entourant partiellement ou complètement cette dernière La hauteur h de ces plaques de protection, dans le sens axial est inférieure à l'épaisseur d des cales d'ajustage 7,7 a Les plaques de protection 10, l Oa sont c fixées par d'autres vis 12 sur la bride d'entraînement 5. L'exemple de réalisation représenté en haut sur la figure 1 et en haut à gauche sur la figure 2 diffère de celui représenté en bas sur la figure 1 et en bas à droite sur la figure 2 uniquement par le diamètre des cales d'ajus- tage 7, 7 a Tandis que les cales d'ajustage 7 ont un plus grand diamètre et garantissent ainsi entre le porte-outil et la surface frontale la un appui s'étendant jusqu'au plus grand diamètre possible D 2 qui correspond au diamètre de la bride d'entraînement 5, les cales d'ajustage 7 a ont un diamètre légèrement plus petit, ne s'étendent pas complè- tement jusqu'au plus grand diamètre possible D 2, mais sont en revanche complètement entourées sur leur périphérie par le bord de l'évidement lla et par conséquent encore mieux assujetties. Il serait également envisageable de donner une autre forme aux cales d'ajustage, par exemple une forme rectangu- laire, carrée ou trapézoïdale Dans chaque cas, il y aurait toutefois lieu de veiller à ce que les cales d'ajustage s'étendent si possible jusqu'au diamètre extérieur de la bride d'entraînement 5. REVENDICATIONS 1 Dispositif de raccordement pour raccorder une broche de machine-outil munie d'un perçage de fixation conique à un porte-outil qui comporte un cône s'adaptant dans le perçage de fixation et une bride d'entraînement qui-est disposée à distance de la surface frontale de la broche, caractérisé par le fait qu'entre la surface frontale (la) de la broche ( 1) et la bride d'entraînement ( 5), on installe plusieurs cales d'ajustage ( 7, 7 a) qui, disposées suivant des écarts angulaires sensiblement égaux, sont fixées sur la bride d'entrainement ( 5) au moyen de vis ( 8) et prennent appui sur a surface frontale (la). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérise par le fait que l'on prévoit quatre cales d'ajustage ( 7, 7 a) respectivement décalées de 90 les unes par rapport aux autres. 3 Dispositif selon la revendication 1 ou 2, carac- térisé par le fait que les cales d'ajustage ( 7, 7 a) sont des plaques circulaires et comlportent chacune un perçage excentrique ( 9) pour le passage de la vis de fixation ( 8). 4 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé par le fait que sur la bride d'entrainement ( 5) sont fixées des plaques de protection en forme d'anneaux semi-circulaires ( 10, 10 la) qui comportent pour chaque cale d'ajustage ( 7, 7 a) un évidement ( 11, lla) entourant partiellement ou complètement cette dernière et dont la hauteur (h) dans le sens axial est inférieure à l'épaisseur (d) des cales d'ajustage ( 7, 7 a).