Brevet FR2528746A1 — publié le 19831223

"Ensemble d'usinage". La présente invention concerne un ensemble d'usinage adapté pour effectuer des usinages différents sur une pièce fixe. Actuellement, pour effectuer des usinages différents tels que perçage, tournage, tourillonage et fraisage sur des pièces de moyennes et de grosses dimensions telles que des pales de turbines ou des papillons de vannes, différentes solutions sont possibles. Tout d'abord, on propose de faire tourner les pièces à usiner. Cependant, dans le cas de moyennes ou de grosses pièces de forme quelconque, les balourds sont importants et il apparaît des déformations des pièces dues d'une part à leur balourd et d'autre part à leur poids. Pour rémédier a cet inconvénient, on propose par ailleurs d'effectuer les usinages en fixant les pièces à usiner.Dans un cas comme dans l'autre, on effectue les usinages différents sur des machines différentes, chaque machine étant adapté pour effectuer une sorte d'usinage particulière. On est donc obligé de monter et de démonter successivement les pièces à usiner. Il en résulte des pertes de temps considérables et inévitablement des défauts d'usinage. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'état actuel de la technique et suggère un ensemble d'usinage comprenant différents supports d'outils concentriques adaptés pour effectuer des usinages différents avec des outils diffé rents, sans qu'il soit nécessaire de monter et démonter la pièce en cours d'usinage. L'ensemble d'usinage selon la présente invention, adapté pour effectuer des usinages sur une pièce fixe, com prend - un premier bâti monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement le long de glissières et portant, du coté de la pièce a usiner, un plateau radial rotatif à axe longitudinal, ledit bâti et ledit plateau étant muni d'au moins un chariot porte-outil en vue d'effectuer des opérations de tournage ;; - des moyens montés sur le premier bâti pour faire tourner ledit plateau - des moyens pour déplacer ledit premier bâti le long de ses glissières - un second bâti monté de manière à pouvoir coulisser longi tudinalement le long de glissières parallèles auxdites glissières dudit premier bâti et portant, du côté de la pièce à usiner et s'étendant dans la direction dudit passage central et concentriquement audit plateau, une broche porte-outil en vue d'effectuer des opérations de per çage et/ou en vue du centrage de la pièce à usiner - des moyens montés sur ledit second bâti pour faire tourner ladite broche - et des moyens pour déplacer ledit second chariot le long de ses glissières. Selon la présente invention, ledit premier bâti peut avantageusement porter, autour de son passage central, des moyens de centrage de la pièce a usienr, ces moyens de centrage pouvant être formés par une lunette a trois éléments de centrage déplaçables radialement et munis chacun de moyens d'entraînement. L'ensemble d'usinage selon la présente invention peut en outre avantageusement comprendre un second plateau annulaire radial monté tournant sur ledit premier bâti concentriquement audit plateau du côté de la pièce a usiner, ce second plateau annulaire portant des moyens d'usinage en vue d'effectuer des opérations de per çage et/ou de fraisage et des moyens montés sur ledit premier bâti étant prévu pour faire tourner ce second plateau. Selon la présente invention, lesdits moyens d'usinage peuvent avantageusement être portés par un premier coulisseau déplaçable le long de glissières prévues sur un second coulisseau qui est déplaçable le long de glissières prévues sur ledit second plateau annulaire, des moyens étant prévus#pour.déplacer ledit premier coulisseau et des moyens étant prévus pour déplacer ledit second coulisseau le long de leurs glissières respectives. Selon la présente invention, ledit chariot porte-outil dont est muni ledit plateau peut avantageusement être monté de manière à pouvoir coulisser radialement le long des glissières prévues sur ce plateau, ce plateau portant un moteur électrique en vue de déplacer ledit chariot porte-outil et des moyens de détection de la position dudit chariot porte-outil tandis qu'entre ce plateau et ledit premier bâti des bagues annulaires et des balais sont prévus en vue de l'alimeffltation du moteur électrique et du transfert des informations desdits moyens de détection. Selon la présente invention, un deuxième chariot porte-outil diamétralement opposé audit chariot porte-outil peut avantageusement être monté de manière à pouvoir coulisser radialelent nt le long de glissières prévues sur ledit plateau, une transmission mécanique étant prévue entre ledit chariot porte-outil et ledit second chariot porte-outil en vue de solidariser leur déplacement. Dans le but d'effectuer des usinages simultanés sur deux parties opposées d'une pièce à usiner, la présente invention propose une unité d'usinage comprenant deux ensembles d'usinage tels que définis ci-dessus et montés de manière opposés et concentriquement. La présente invention sera mieux comprise à l'étude d'un ensemble d'usinage particulier décrit à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin sur lequel - la figure 1 représente une coupe longitudinale de l'ensemble de perçage selon la présente invention, dans une première position d'usinage ; - la figure 2 représente une coupe longitudinale de l'ensemble d'usinage représenté sur ta figure 1, dans une position différente - la figure 3 représente une vue frontale de l'ensemble d' usinage représenté sur les figures 1 et 2 - la figure 4 représente une vue frontale partiellement en coupe d'un plateau de l'ensemble d'usinage représenté sur les figures précédentes ; - et la figure 5 représente, selon deux coupes partielles V-V, le plateau représenté sur la figure 4. L'ensemble d'usinage représenté sur les figures 1 à 3 et repéré d'une manière générale par la référence I peut être utilise, dans l'exemple, pour effectuer des usinages différents sur l'arbre d'extrémité 2 d'une pale de turbine repérée d'une manière générale par la référence 3, cette pale de turbine 3 étant fixée sur le banc 5 de l'ensemble d'usinage non représenté sur les figures 1 et 2 par l'intermédiaire de brides de serrage 4 agissant sur sa partie médiane de telle sorte que l'arbre d'extrémité 2 est en porte à faux par rapport aux brides de serrage 4. L'ensemble d'usinage 1, qui est placé du côté de l'arbre d'extrémité 2, comprend un premier bâti 6 monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement le long de glissières 7 prévues sur le banc 5. Du coté de la pièce à usiner 3, le bâti 6 porte un plateau radial 8 a axe parallèle aux glissières 7, monté sur ce bâti 6 par l'intermédiaire d'un roulement à haute résistance 9 dont la bague extérieure fixée au plateau 8 porte une couronne dentée 10 en prise avec un pignon il relié à un moteur électrique 12 en vue de faire tourner le plateau 8. Dans l'exemple représenté sur les figures I à 3, le plateau 8 porte, du coté de la pièce à usiner 3 un chariot porte-outil 13 mobile radialement. Sur les figures 1 à 3, le plateau 8 est représenté de manière schématique et peut avantageusement être remplacé par le plateau des figures 4 et 5 qui sera décrit plus loin. Le bâti 6 et le plateau 8 présentent respectivement des passages centraux 14 et 15 s'étendant axialement. Du côté de la pièce à usiner 3, le bâti 6 porte, par l'intermédiaire d'un roulement a haute résistance 16, un plateau annulaire 17 qui s'étend sensiblement autour du plateau 8 et qui lui est concentrique. La bague extérieure du roulement 16 porte une couronne 18 qui est en prise avec un pignon 19 relié à un moteur électrique 20 en vue de la rotation du plateau annulaire 17. Sur sa face frontale, le plateau annulaire 17 porte, par l'intermédiaire de glissières 21 non radiales un coulisseau 22 déplaçable le long de cette glissière 21 grâce a un moteur électrique 23 et un système vis-écrou visible: partiellement sur la figure 3. Sur sa face frontale tournée vers la pièce a usiner 3, le coulisseau 22 présente une glissière 24 perpendiculaire a la glissière 21 et le long de laquelle est mobile un coulisseau 25 grâce à un moteur électrique 26 et un système de vis-écrou 27 visible sur les figures 1 et 2. Ce coulisseau 25 porte des moyens d'usinage qui, dans l'exemple, sont formés par un moteur électrique 28 relié a une broche 29 par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle 30, la broche 29 portant une fraise 31 qui pourrait être remplacée par exemple par un foret ou tout autre outil d'usinage rotatif. Débouchant dans son passage central 14, le bâti 6 porte une lunette de centrage présentant trois éléments de centrage 32 déplaçables radialement grâce a des moteurs électriques respectifs 33 n'étant visibles sur les figures 1 et 2. En vue du déplacement longitudinal du bâti 6 sur ses glissières 7, on a prévu, dans exemple, une crémaillère longitudinale 34 fixée au banc 5 et engrenant avec un pignon 35 relié a un moteur éléctrique 36 qui sont portés par le bâti 6. Placé du côté opposé a la pièce è usiner 3, l'ensemble d'usinage 1 présente un deuxième bâti 37 monté sur le banc 5 de manière à pouvoir coulisser longitudinalement par exemple le long des glissières 7, des moyens d'entraînement semblables aux moyens 34, 35 et 36 associés au bâti 6 étant associé à ce bâti 37 et au banc 5 en vue du déplacement longitudinal de ce bâti 37. S'étendant en direction des passages 14 et 15 du bâti 16 et du plateau 8 et disposé concentriquement à ce plateau 8, le bâti 37 porte une broche 38 montée dans un porte-broche 39, cette broche 38 pouvant être entraînée en rotation par un moteur électrique 40. on voit sur la figure 1 que l'extrémité de la broche 38 peut recevoir un foret 41 ou tout autre outil d'usinage rotatif et sur la figure 2 qu'elle peut recevoir une contre-pointe de centrage 42. Il peut être également avantageux que la broche 38 et le porte-broche soient mobiles axialement par rapport au bâti 37. Des moyens portés par le bâti 37 pourraient être prévus à cet effet. On peut noter en outre que les passages 14 et 15 du bâti 6 et du plateau 8 peuvent recevoir la broche 38 et porte-broche 39. On va maintenant décrire comment peut être utilisé l'ensemble d'usinage 1 représenté sur les figures 1 à 3 en vue d'effectuer des usinages différents sur l'arbre d'extremite 2 de la pièce usiner 3. Tout d'abord on fixe sur le banc 5 la pièce 3 grâce aux brides de serrage 4 dans une position convenable, l'arbre d'extrémité 2 de la pièce 3 étant en porte à faux et fléchissant à cause de son poids. On déplace le bâti 6 grâce au moteur 36 en direction des brides de serrage 4 pour que l'arbre 2 traverse le passage central 15 du plateau 8 et s'étende dans le passage 14 du bâti 6 au-delà des éléments de centrage 32. On actionne les moteurs 33 pour déplacer radialement les éléments de centrage 32 de manière à positionner convenablement et maintenir axialement l'arbre d'extrémité 2. L' ensemble d'usinage 1 se trouve alors dans la position représentée sur la figure 1. Grâce à la broche 38 portée par le bâti 37, on peut effectuer différents usinages tel que perçage ou lamages axiaux dans l'extrémité de l'arbre 2, et en particulier un trou de centrage. Ensuite on place dans l'extrémité de la broche 38 une contre-pointe 41 que l'on engage dans le trou de centrage usiné précédemment dans l'extrémité de l'arbre 2 et on éloigne radialement les éléments de centrage 32 grâce à leur moteur d'entraînement 33. L'ensemble d'usinage I se trouve alors dans la position représentée sur la figure 2. En utilisant le mouvement longitudinal du bâti 6, le mouvement de rotation du plateau 8 et le mouvement radical du chariot porte-outil 13, on peut exécuter toutes sortes d'usinage pouvant être exécuté avec un outil rotatif sur l'arbre 2 entre son extrémité et sensiblement les brides de serrage En outre, en utilisant un outil tel qu'une fraise ou un foret placé dans la broche 29 porté par le coulisseau 25 et en utilisant le déplacement longitudinal du bâti 6 le déplacement en rotation du plateau annulaire 17, le déplacement du coulisseau 22, le déplacement du coulisseau 25 et l'orientation du renvoi d'angle 30, on peut exécuter, aussi bien sur l'extrémité que sur la périphérie de l'arbre 2, toutes sortes d'usinage particuliers en n'importe quel endroit et dans n'importe quelle orientation. il ressort de la description qui précéde que l'ensemble d'usinage 1 est capable d'exécuter pratiquemment tous les usinages différents que l'on a besoin de faire sur l'arbre 2 sans avoir besoin de démonter la pièce à usiner 3 du banc 5. Tous les usinages peuvent donc être effectuer rapidement et avec une grande précision. Si la pièce à usiner 3 présente un autre arbre d'extrémité par exemple opposé à l'arbre 2, on peut avantageusement prévoir sur le même banc 5 un second ensemble d'usinage; semblable à l'ensemble d'usinage 1 et monté de manière opposé et concentriquement. De cette manière, les deux arbres d'extrémité peuvent être usiner simultanément sans aucun démontage de la pièce 3. En se reportant aux figures 4 et 5, on va maintenant décrire un plateau repéré d'une manière générale par la référence 43 qui peut avantageusement remplacer le plateau 8 prévu dans l'ensemble d'usinage 1 et décrit de manière succinte précédemment. Comme précédemment, le plateau 43 est monté tournant sur un bâti 44 semblable au bâti 6 et peut être entraîner en rotation par un moteur électrique 45 fixé au bâti 44. te plateau 43 présente, comme le plateau 8, un passage central 46 s'étendant axialement. Ce plateau 43 porte deux chariots porte-outil 47 et 48 qui sont diamétralement opposés et qui sont mobiles radialement le long des glissières 49 et 50 prévues à l'extérieur du passage central 46. Ces chariots 47 et 48 sont déplaçables ra diablement grâce à des systèmes vis-écrou repérés d'une manière générale par les références 51 et 52 qui sont reliés par une transmission mécanique à deux renvois d'angles repérée d'une manière générale par la référence 53 en vue de solidariser leurs déplacements radiaux, cette transmission mécanique 53 étant susceptible d'être entraînée par un moteur 54 en vue de déplacer solidairement les chariots porte-outil 47 et 48. En vue de la commande numérique des déplacements des chariots 47 et 48, le moteur 54 est un moteur à courant continu auquel est associée une dynamo-tachvmétrique 55 et un codeur 56 adapté pour détecter les déplacements angulaires du moteur 54 auxquels correspondent les déplacements linéaires des chariots 47 et 48. Pour l'alimentation du moteur électrique 54 et pour le transfert des informations de la dynamo-tachvmétrique 55 et du codeur 56, on a prévu une série de bagues annulaires conductrices 57 fixées sur une partie cylindrique 58 du plateau 46 et une série de balais 59 associés qui sont fixés au bâti 44 et qui peuvent prendre appui radialement sur les couronnes 57. Pour que le transfert des informations soit fiable, on a prévu plusieurs balais 58 par couronnes 57. La présente invention ne se limite pas à l'exemple ci-dessus décrit. Bien des variantes de réalisation et d'utilisation sont possibles sans sortir du cadre de la première invention définie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Ensemble d'usinage adapté pour effectuer des usinages sur une pièce fixe, caractérisé par le fait qu'il comprend - un premier bâti (6) monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement le long de glissières (7) et portant, du côté de la pièce à usiner (3), un plateau radial rotatif (8) à axe longitudinal, ledit bàti (6) et ledit plateau (8) présentant respectivement un passage central (14, 15) s'étendant axialement et ledit plateau (8) étant muni d'au moins un chariot porte-outil (13) en vue d'effectuer des opérations de tournage ; - des moyens - des moyens (34, 35, 36) pour déplacer ledit premier bâti le long de ses glissières ;; - un second bâti (37) monté de manière à pouvoir coulisser longitudinalement le long de glissières (7) parallèles auxdites glis sières dudit premier bâti (6) et portant, du coté de la pièce à usiner et s'étendant dans la direction dudit passage central (14, 15) et concentriquement audit plateau (8), une broche porte-outil (38) en vue d'effectuer des opérations de perçage et/ou en vue du centrage de la pièce à usiner ; - des moyens (40) pour faire tourner ladite broche - et des moyens pour déplacer ledit second chariot le long de ses glissières. 2. Ensemble d'usinage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit premier bâti (6) porte, autour de de son passage central (14); des moyens de centrage de la pièce à usiner. 3. Ensemble d'usinage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que lesdits moyens de centrage sont formés par une lunette à trois éléments de centrage (32) déplaçables radialement et munis chacun de moyens d'entraînement (33). 4. Ensemble d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend un second plateau annulaire radial (17) monté tournant sur ledit premier bâti (6) concentriquement audit plateau (8) et du coté de la pièce à usiner, ce second plateau annulaire (77) portant des moyens d'usinage (28, 29, 30, 31) en vue d'effectuer des opérations de perçage et/ou de fraisage et des moyens (18, 19, 20) étant prévu pour faire tourner ce second plateau (17). 5. Ensemble d'usinage selon la revendication 4, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'usinage sont portés par un premier coulisseau (25) déplaçable le long de glissières (24) prévues sur un second coulisseau (22) qui est déplaçable le long de glissières (21) prévues sur ledit second plateau annulaire (17), des moyens étant prévus pour déplacer ledit premier coulisseau et des moyens étant prévus pour déplacer ledit second coulisseau le long de leurs glissieres respectives. 6. Ensemble drusinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit chariot porte-outil (47) est monté de manière a pouvoir coulisser radialement le long de glissières (49) prévues sur ledit plateau (43), ce plateau portant un moteur électrique (54) en vue de déplacer ledit chariot porte-outil (47) et des moyens de détection (55, 56) de la position dudit chariot porte-outil tandis qu'entre ce plateau (43) et ledit premier bâti (44) des bagues annulaires (57) et des balais (59) sont prévus en vue de l'alimentation dudit moteur électrique (54) et du transfert des informations desdits moyens de détection. 7. Ensemble d'usinage selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'un deuxième chariot porte-outil (48) diamétralement opposé audit chariot porte-outil (47) est monté de manière à pouvoir coulisser radialement le long de glissières (50) prévues sur ledit plateau (43), une transmission mécanique (53) étant prévue entre ledit chariot porte-outil (47) et ledit second chariot porte-outil (48) en vue de solidariser leurs déplacements. 8. Unité d'usinage, caractérisé par le fait qu'elle comprend deux ensembles d'usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, ces ensembles d'usinage (1) étant montés de manière opposée et concentriquement.