Brevet FR2532574A1 — publié le 19840309

25325/4 L'invention concerne un mandrin de serrage pour outils de coupe, notam- ment pour fraises, qui est pourvu d'une tige, avec filet de serrage intérieur et alésage central, fixée dans la broche d'une machine-outil, tandis que les outils de coupe comportent une tige à section transversale circulaire et dans lequel l'alésage central, en forme de cône intérieur ménagé sur le côté de l'outil, reçoit une tige de traction se déplaçant dans le sens longitudinal, cette tige étant pourvue d'un élément d'embout et d'un filetage extérieur pénétrant dans le cône intérieur 1 Un tel mandrin de serrage connu est représenté dans la publication allemande "WERKSTATTSTECHNIK uxl MÀSCHINENBRAU" 44 année bulletin mai 1954, pages 234,à 240 " (figure 23) La tige de traction utilisée sur cet outil n'est autre qu'une vis à tête creuse à six pans constituant l'élément d'em- bout qui, du côté de la broche, est logée dans l'alésage central, alors que la tête s'appuie contre un collet de butée Pour introduire la vis dans l'alésage central, la tige pouvant être bloquée présente deux parties, de manière qu'après le positionnement de la vis à tête creuse l'extrémité comportant un filetage est vissée par le côté de la broche dans l'autre partie conique de la tige L'inconvé- nient d'un tel mandrin réside dans le fait que, pour la fixation de l'outil, il doit obligatoirement être dégagé de la broche étant donné que la tête creuse à six pans n'est accessible que par l'extrémité du côté de cette broche. D'autres mandrins de serrage qui ne présentent pas les mêmes inconvé- nients que l'outil commenté ci-dessus comportent en général et en plus d'un élément de base doté d'une tige, une pointe de centrage, une pince de serrage, un écrou d'accouplement se vissant sur l'élément de base et, dans la plupart des cas, une bague filetée Sur ces mandrins de serrage, le diamètre extérieur de l'écrou d'accouplement est d'un volume tel qu'il constitue une entrave dans de nombreux cas Dans certains cas, la grosseur de cet écrou s'oppose même à l'utilisation du mandrin Sur un autre type de mandrin de serrage connu, on a pu réduire le diamètre extérieur de l'écrou d'accouplement en remplaçant cet écrou, vissé sur un filetage extérieur, par une douille de serrage vissée dans un filet taraudé Or, il est apparu que le fait de réduire le diamètre exté- rieur est insuffisant dans de très nombreux cas Par ailleurs, l'inconvénient majeur des mandrins de serrage comportant une pince de serrage réside dans le fait qu'ils ne peuvent être utilisés qu'en association avec des outils de coupe à tige cylindrique. 2 2532574 Il incombe à l'invention de concevoir un mandrin de serrage du type défini ci-dessus, dont la partie qui dépasse la broche présente, comparée au diamètre, des dimensions réduites et qui permet d'utiliser, à l'aide du mandrin de serrage, tant des outils à tige conique que des outils à tige cylindrique. Le problème ainsi posé est résolu à l'aide d'un mandrin de serrage, caractérisé en ce qu'il comporte une vis de serrage qui est logée au moins par- tiellement en dehors de l'alésage central, dans un alésage pratiqué dans la tige et qui est commandée par un dispositif de réglage qui est accessible et actionnable par le côté frontal de la tige, cette vis présentant une zone rétrécie et, en ce que ledit élément d'embout de la tige de traction présente la forme d'une chape qui enrobe ladite zone rétrécie de la vis de serrage. Le mandrin de serrage défini par l'invention équipé avantageusement d'un mandrin traditionnel à angle obtus utilisé couramment dans cette technique et répondant à la norme allemande DIN 2080 est caractérisé essentiellement par le fait que la partie du corps de base dépassant la broche peut présenter une forme quelconque En d'autres termes, cela veut dire, qu'en fonction des exigences des travaux à réaliser, cette partie saillante peut être tout aussi bien très courte que très longue et ne présenter qu'un faible diamètre Un autre avantage réside dans le fait que les moyens utilisés pour le serrage de l'outil de coupe se trouvent, pendant l'usinage, logés à l'intérieur de la broche et sont ainsi protégés contre les poussières, voire contre l'encrassement Le rempla- cement de l'outil peut se faire à l'aide d'un tournevis ou d'une clé mâle coudée pour vis à six pans creux etc Le mandrin de serrage défini par l'invention pe rmet la mise en place directe et rapide des outils de coupe comportant normalement un cône Morse répondant à la norme allemande DIN 228, ainsi qu'un taraudage approprié. Sur les outils de coupe, à tige cylindrique, qui n'ont pas obligatoirement à être équipés de vis de serrage extérieure, on intercale une pince de serrage portant le cône approprié. D'autres structures avantageuses de l'invention sont décrites et revendi- quées ci-après. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en illustrent deux exemples de réalisation dépourvus de tout caractère 3 2532574 limitatif Sur ces dessins la figure 1 représente un premier exemple de réalisation (partiellement vu en coupe) du mandrin de serrage, la figure 2 représente une coupe selon la ligne II II de la figure 1 et la figure 3 représente un deuxième exemple de réalisation du mandrin de serrage défini par l'invention. Selon la figure 1, le mandrin de serrage comporte un corps de base dont la broche 1, représentée par un trait mixte, est destinée à maintenir une tige en forme de cône à angle obtus porteur d'un filet de serrage intérieur 3 qui répond à la norme allemande DIN 2080 et qui est adapté aux dimensions d'un nez de broche porte-fraise correspondant aux normes ISO 50 La partie 4 du corps de base, qui prolonge la broche 1 et dont la chemise se rétrécit en direction du porte-outil, présente uncône Morse intérieur 5 (MK 3 selon la norme DIN 228 forme C) appelé à maintenir soit un outil de coupe, soit une pince de serrage. Le cône intérieur 5 est rélié au filet de serrage intérieur 3 par un alésage cylindrique continu 6 qui loge une tige de traction 7 qui se déplace dans le sens longitudinal et qui, sur son extrémité aboutissant à la hauteur du cône intérieur 5, porte un filet de serrage extérieur 8 adapté au cône morse A pro- ximité de son-extrémité opposée, cette tige de traction 7 porte un évidement transversal permettant le passage d'un levier 12 qui est pourvu d'une chape 11 sur l'une de ses extrémités et qui se déplace transversalement à l'axe 10 du porte-outil La chape 11, qui constitue l'élément d'embout, enrobe étroitement une zone rétrécie 13 d'une vis de serrage 14 logée dans le sens oblique par rapport à l'axe 10 du porteoutil, dans un alésage borgne 15 L'axe de la vis de serrage 14 est ainsi parallèle à la ligne de la plus forte pente de la chemise du cône 2 L'alésage borgne 15 débouche sur la zone arrondie 16 et plus préci- sément sur le haut de la collerette élargie 18 qui porte des rainures 17 et sé- pare le cône 2 de la partie 4 du corps de base Dans la zone'd'aboutissement extérieure, l'alésage borgne 15 porte un taraudage 16 maintenant la vis de serrage 14 Ce taraudage fait saillie par rapport à la partie de la vis de serrage 14 qui pénètre dans l'alésage borgne 15 A la hauteur de la zone rétrécie 13 de la vis de serrage 14, située entre le pas de vis 16 et l'extrémité opposée de cette vis 14, le cône porte un évidement 19 dirigé perpendiculairement à la pente de sa chemise Cet évidement doit être suffisamment grand pour permettre 4 2532574 le montage du levier 12, d'une part, et pour assurer un jeu suffisant à ce le- vier 12, dans le sens de l'axe 10 du porte-outil, d'autre part Il en est de même pour ce qui concerne l'évidement 20 qui, du côté opposé, se raccorde sur l'alésage 6 Dans cet évidement 20, aboutit par l'extérieur un taraudage 21, dont l'axe est perpendiculaire à l'axe 10 du porte-outil et qui peut être obturé à l'aide d'un bouche fileté 22. La mise en place et le serrage de l'outil de coupe s'effectuent comme suit La tige de l'outil ou la pince de serrage, non représentée sur le dessin, est vissée sur le filetage 8 de la tige de traction 7 Puis par un vissage dans le sens des aiguilles d'une montre, on procède au serrage de la vis de serrage 14 en agissant sur la tige creuse à six pans 23, ce qui fait que le levier 12, entraîné par la paroi frontale correspondante de la chape 11, pénètre dans la broche 1 et entraîne ainsi la tige de traction par l'intermédiaire de son évide- ment transversal 9 jusqu'à ce que le positionnement définitif de l'outil de coupe soit parfaitement réalisé à l'intérieur du cône 5 L'opération de serrage n'exige que quelques pas de rotation à faire effectuer à la vis de serrage 14. Pendant cette opération, le levier 12 s'appuie contre le bouchon d'obturation 22 Le faible déplacement de la zone rétrécie 13 de la vis de serrage 14 en direction de l'axe 10 du porte-outil, provoqué par le serrage, exige un jeu suffisant entre la zone rétrécie 13 et la chape 11 Le levier 12 permet de dou- bler, au moins, l'effort de traction dans la barre de traction 7 Des modifi- cations éventuelles peuvent être provoquées en modifiant l'angle entre la vis de serrage 1-4 et l'axe du porte-outil 10 Dans le cas o la partie saillante 4 ne présente qu'un faible diamètre, la vis de serrage 14 peut très bien être implantée -parallèlement à l'axe 10 du porte-outil Le desserrage de la vis de serrage s'effectue dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. L'exemple de réalisation représenté sur la figure 3 se différencie de celui de la figure 1 par le seul fait que la vis de serrage 14 ', qui présente par ailleurs les mêmes caractéristiques que la vis de serrage 14, n'agit pas par l'intermédiaire d'un levier, mais intervient directement sur une chape 24 placée sur l'extrémité, côté broche, de la tige de traction 7 ' A cet effet, l'angle formé par l'axe de la vis de serrage 14 ' et l'axe 10 du porte-outila été agrandi, alors que l'alésage 25 logeant la vis de serrage 14 ' a été percé de part en part La chape 24 et la zone rétrécie 13 ' de la vis de serrage 14 ' correspondent à celles de l'exemple de réalisation de la figure 1 La tige de 9 ' ',è ' ' - q 4 54 w traction 7 ' comporte sur la face opposée à la chape 24 une rainure transver- sale 26 On évite ainsi la rotation intempestive et le glissement de cette tige de traction 7 Cette même sécurité est assurée en plus sur l'exemple de réa- lisation de la figure 1 par le levier 12. Sur cet exemple de réalisation de la figure 3, un raccourcissement sensible de la partie saillante 4 ' est obtenu par le raccourcissement de la tige de traction 7 ' Le prolongement approprié de la tige de traction sur l'exemple de réalisation de la figure 1 se traduit par d'autres raccourcissements non négligeables Un certain nombre d'essais a permis de prouver que des outils des deux exemples de réalisation assurent une fixation parfaite et sûre des fraises. 6 2532574 REVENDICATIONS 1 Mandrin de serrage pour outils de coupe, notamment pour fraises, qui est pourvu d'une tige, avec filet de serrage intérieur et alésage central, fixée dans la broche d'une machine-outil, tandis que les outils de coupe compor- tent une tige à section transversale circulaire et dans lequel l'aléesage central, en forme de cône intérieur ménagé sur le côté de l'outil, reçoit une tige de traction se déplaçant dans le sens longitudinal, cette tige étant pourvue d'un élément d'embout et d'un filetage extérieur pénétrant dans le cône intérieur, ce mandrin étant caractérisé en ce qu'il comporte une vis de serrage ( 14, 14 ') qui est logée au moins partiellement en dehors de l'alesage central ( 6), dans un alésage ( 15, 25) pratiqué dans la tige ie, 2 ') et qui est commandée par un dispositif de réglage qui est accessible et-actionnable par le côté frontal de la tige ( 2, 2 '), cette vis présentant une zone rétrécie ( 13, 13 ') et, en ce que ledit élément d'embout de la tige de traction ( 7, 7 ') présente la forme d'une chape ( 11, 24) qui enrobe ladite zone rétrécie ( 13, 13 ') de la vis de serrage. 2 Mandrin de serrage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diamètre, voire le plus grand diamètre de la partie ( 4, 4 ') du corps de base saillant de la broche ou, le cas échéant, de la partie située endehors de l'em base ( 18) de l'outil, est inférieur au plus grand diamètre de la tige ( 2, 2 '). 3 Mandrin de serrage selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie ( 4, 4 ') saillant du corps de base se rétrécit vers l'extérieur. 4 Mandrin de serrage selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'alésage ( 15, 25) recevant la vis de serrage aboutit dans la zone délimitée par la tige ( 2, 2 ') et la partie ( 4, 4 ') du corps de base saillant de la broche. Mandrin de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'embout de la tige de traction ( 7) dépasse latéralement par rapport à la tige ( 7) et coulisse dans un évidement approprié ( 19) dimensionné en fonction des mouvements à effectuer par cet élément d'em- bout. 6 Mandrin de serrage selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément d'embout est relié à un levier ( 12) logé dans un évidement transver- sal approprié ( 9) pratiqué dans la tige de traction ( 7). 7 Mandrin de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, 7 2532574 caractérisé en ce que l'alésage ( 15, 25) recevant la vis de serrage ( 14, 14 ') f orme avec l'axe ( 10) du porte-outil un angle-tel que les deux axes se croisent dans la zone du pivot. 8 Mandrin de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'embout de la tige de traction ( 7 ') est logé uniquement dans le seul alésage central ( 6). 9 Mandrin de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la tige de traction ( 7, 7 ') comporte dans la zone d'une tige filetée ( 27) placée radialement dans le corps de base, une rainure longi- tudinale ( 26) dans laquelle s'engage l'embout de cette tige filetée ( 27) .