Brevet FR2540017A1 — publié le 19840803

MANDRIN DE SERRAGE POUR MACHINE-OUTIL La présente invention a pour objet un mandrin de serrage pour machineoutil et vise plus particulièrement un mandrin de tour adapté à lten- trainement en rotation de pièces à usiner maintenues entre deux pointes tournantes. On connaît des mandrins de ce type à deux mors dans lequel le desserrage est obtenu par l'action d'un moteur frein. Dans ce type de mandrin, la pièce n'est plus maintenue après l'arrêt du mandrin, le passage d'un diamètre de pièce à un autre est compliqué et ces dispositifs de serrage nécessitent des commandes pneumatiques ou hydrauliques. La présente invention a pour objet de proposer un mandrin de serrage dont l'action de serrage soit obtenu purement mécaniquement et par ltef- fet de la force centrifuge résultant de la rotation du mandrin. Dans ce but l'invention propose un mandrin de serrage pour machine-outil comportant un corps cylindrique qui est muni d'une ouverture centrale destinée à recevoir une pièce à usiner et qui est prévu pour être lié en rotation avec le rotor de la machine-outil, et plusieurs mors répartis circonférentiellement sur ledit corps cylindrique par rapport auxquels ils sont susceptibles de se déplacer pour venir serrer la surface périphérique de ladite pièce caractérisé en ce que chacun desdits mors est constitué par un levier du premier type monté pivotant sur un axe parallèle à l'axe général dudit corps cylindrique,#dont une première extrémité coopère par friction avec ladite surface périphérique de la pièce à usiner et dont la seconde extrémité est munie d'un contre-poids soumis à l'action de la force centrifuge. Selon une autre caractéristique de l'invention chacun desdits mors est muni d'un moyen de rappel élastique qui le sollicite en rotation autour de son axe vers une position de repos. Selon un détail de réalisation de la présente invention, le moyen de rappel élastique est constitué par une lame métallique dont un premier bout est fixé audit levier et dont le second bout est muni d'un té de réglage qui est susceptible de coulisser dans une rainure de profil correspondant formée dans ledit corps cylindrique, ladite rainure étant une rainure circulaire centrée sur l'axe de roation dudit mors, ledit té étant muni de moyens permettant de l'immobiliser par rapport à ladin te rainure dans une position déterminée corresponddant à une position de repos désirée dudit mors. On décrira maintenant en détails un mode de réalisation de l'invention en se référant aux dessins annexés dans lequels b - la figure 1 est une vue de façe d'un mandrin de serrage réalisé conformément aux enseignements de la présente invention - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 et - la figure 3 est une vue en coupe partielle selon la ligne 3-3 de-la -fi- gure lo On a représenté aux figures un mandrin de serrage 10 pour une machine-outil (non représentée)qui comporte un corps 12 de forme cylindrique et qui est muni d'une ouverture centrale cylindrique 14 constituée par un alésage dont l'axe géométrique se confond avec l'axe général x-x du corps cylindrique 12.L'ouverture centrale 14 est destinée à recevoir une pièce 16 que lton désire usiner et dont on a représenté le contour extérieur en traits mixtes à la figure 1. Le corps cylindrique i2 est prévu pour être lié en rotation avec le rotor de la machine-outil sur laquelle il est fixé au moyen de trois vis (non représentées) qui pénètrent dans les alésages 18 usinés dans le corps 12 et qui sont au nombre de trois dans le mode de réalisation représenté. Le mandrin de serrage 10 représenté aux figures comprend trois mors 20 identiques et répartis régulièrement circonférentiellement à 120 sur le corps cylindrique 12 On décrira maintenant plus en détail un des trois mors 20 Chacun des mors 20 est constitué par un levier dit "du premier type" qui est monté pivotant sur le corps cylindrique 12 au moyen d'un axe de rotation 22. L'axe de rotation 22 pénètre dans un alésage 24 usiné dans le corps cylindrique 12. L'alésage 24 s'étend parallèlement à l'axe général du corps cylindrique 12 de façon à ce que l'axe géométrique 0-0 du levier du premier type soit parallèle à l'axe général du corps cylindrique et donc à l'axe de rotation du rotor de la machine-outil. Dans le mode de réalisation représenté, l'axe 22 est monté dans un alésage 26 du mors 20 et est muni d'une tête élargie 28 qui permet de retenir le mors 20 sur l'axe 22, l'extrémité opposée de l'axe 22 étant muni d'une gorge 30 dans laquelle pénètre une vis pointeau 32 qui immobilise l'axe 22 par rapport au corps cylindrique 12. Le mors 20 est donc ainsi libre de pivoter en rotation autour de son axe 22 par rapport au cors cylindrique 12. La première extrémité 32 du levier constituant le mors 20 est munie rainures 34 qui s'étendent le long d'un profil sensiblement semi-circulaire et qui sont susceptibles de coopérer par friction avec la surface périphérique de la pièce à usiner 16 dont on désire assurer l'entraine- ment en rotation au moyen du mandrin 10. La seconde extrémité 35 du mors 20, opposée à la première extrémité 32 est munie d'une masse excentrée formant contre-poids 36. C'est cette masse ou contre-poids 36 qui sera soumise à l'action de la force centrifuge lors de la rotation du mandrin 10 dans la direction indiquée par la flèche A. Le mandrin 10 est représenté aux figures dans sa position de repos, c'est à dire lorsqu'il n'est pas entraîne en rotation. Dans cette position de repos chacun des mors 20 occupe sa propre position de repos dans laquelle les rainures 34 de l'extrémité 32 sont en contact avec la surface périphérique de la pièce à usiner i6 sans exercer sur cette dernière un serrage important, la position de repos de chacun des mors correspondant sensiblement au diamètre- de la pièce sur lequel on effectue le serrage. Chacun des mors 20 est rappelé élastiquement vers sa position de repos par un moyen de rappel élastique 38 qui le sollicite te en rotation autour de l'axe 22 vers cette position de repos.Dans le mode de représentation illustré au figure le moyen de rappel 38 est cons- titué par un ressort formé d'une lame métallique 40. La lame métallique 40 est fixée par son premier bout 42 sur le mors 20 et par son second bout 44 au corps cylindrique 12 Afin de permettre une utilisation aisée du mandrin 10 pour différents diamètres de pièces à usiner on a prévu un dispositif de réglage 46 permettant de fixer de manière réglable le second bout 44 de la lame ressort 40 sur le corps cylindrique 12. Le dispositif de réglage 40 est constitué par un té en deux parties 46 et 48.La partie 46 du té est fixé au bout 44 de la lame 40 au moyen de deux vis 50 tandis que la seconde partie 48 du té est monté coulissante dans une rainure 52 de profil complémentaire formée dans le corps cylindrique 12. La rainure 52 est une rainure circulaire qui s'étend sensiblement selon un cercle centré sur l'axe géométrique0Ode l'axe de rotation 22 du mors 20. Chacun des tés en deux parties 46 et 48 est muni de vis de serrage 54 qui permettent d'immobiliser le té par rapport à la rainure 52 dans une position déterminée correspondant à une position de repos désirée de chacun des mors 20 à un diamètre extérieur de la pièce 16. Le fonctionnement de ce mandrin de serrage de tour s'assimile à celui d'un mandrin dit centrifuge c'est à dire que l'action de serrage et l'effort d'entrainement de la pièce à usiner,est obtenu grâce à la force centrifuge# s'appliquant à chacun des contre-poids 36 qui a pour cona séquence de provoquer une rotation de chacun des mors 20 autour de son axe dans la direction de la flèche C et donc par conséquente un serrage de la pièce 16 par les rainures 34 de l'extrémité 32 de chacun des mors. Le mandrin qui vient d'etre décrit présente de nombreux avantages. Par exemple la pièce est maintenue en rotation jusqu'à l'arrêt du mandrin, les mors de serrage 20 sont complétement indépendants l'autre ce qui à pour effet d'éliminer les risques d'excentrage de la pièce à usiner. Le passage d'un diamètre de pièce à un autre est très simple et peutêtreeffectuer dans les plus brefs délais par une simple action sur les tés de réglage. De plus, de par sa simplicité le dispositif ne nécessite que très peu d'entretien. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui vient d'être décrit mais vise également un mandrin non représenté qui peut fonc- tionner dans les deux sens de rotation par retournement des cames, des rainures de guidage des tés correspondantes étant bien entendu usinées dans le corps cylindrique 12. REVENDICATIONS. 1. Mandrin de serrage(lO)pour machine-outil comportant un corps cylin drique(12)qui est muni d'une ouverture centrale(14)destinée à recevoir une pièce à usiner(16) et qui est prévu pour être lié en rotation avec le le rotor de la machine-outil, plusieurs mors (20) répartis circonférentiellement sur ledit corps cylindrique (12) par rapport auquel ils sont susceptibles de se déplacer pour venir serrer la surface périphérique de ladite pièce à usiner, caractérisé en ce que chacun desdits mors (20) est constitués par un levier du premier type monté pivotant sur un axe de rotation (22) s'étendant parallèlement à l'axe général X-X du- dit corps cylindrique (12), dont une première extrémité (32) coopère par friction avec ledite surface périphérique de la pièce à usiner (16) et dont la seconde extrémité (35) est munie deun-contre-poids (36) sou misàl'action de la force centrifuge lorsque le corps cylindrique (12) est entrainé en rotation. 2. Mandrin de serrage pour machine-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits mors (20) est muni d'un moyen de rappel élastique (38) qui le sollicite en rotation autour de son axe (22) vers sa position de repos. 3. Mandrin de serrage pour machine-outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit moyen de rappel élastique (38) est constitué par un ressort (40) dont un premier bout (42) est fixé audit levier (20) et dont le second bout (44) est fixé de manière réglable audit corps cylindrique (12). 4. Mandrin de serrage pour machine-outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit ressort est constitué par une lame métallique (40) dont le second bout (44) est muni d'un té (46-48) de réglage qui est susceptible de coulisser dans une rainure (52) de profil correspondant formée dans ledit corps cylindrique (12), ladite rainure étant une rainure circulaire centrée sur l'axe de rotation (22) dudit mors (20), ledit té (46-48) étant muni d'un moyen (54) permettant de l'immobiliser par rapport à ladite rainure (52) dans une position déterminée correspondant à une position de repos désirée dudit mors