Brevet FR2570307A1 — publié le 19860321

TOURELLE REVOLVER POUR UN TOUR ET AVEC PORTE-OUTIL S'Y ADAPTANT. L'invention se rapporte à une tourelle révolver pour un tour et avecporteoutil s'y adaptant, comprenant un disque, sensiblement cylindrique et mobile en rotation autour de son axe, sur lequel sont aménagés à proximité de sa périphérieplusieurs logements décalés les uns par rapport aux autres dans le sens périphérique, s'étendant parallèlement à l'axe du disque et respectivement entourés par une surface frontale disposée perpendiculairement audit axe du disque, à chaque logement étant associé un élément de serrage s'engageant dans celui-ci et déplaçable radialement par rapport à l'axe du disque, et comprenant, en outre, des porte-outils qui comportent chacun une queue cylindrique exactement adaptée au logement, une surface annulaire concentrique entourant cette dernière et disposée perpendi- culairement à l'axe de la queue et des moyens de blocage placés sur celleci et coopérant avec l'élément de serrage de telle sorte que la surface annulaire soit resserrée entre la surface frontale lors du déplacement radial de l'élément de serrage. Dans les tours à commande numérique, une tourelle révolver de ce type sert à la fixation d'un certain nombre d'outils préréglés qui font saillie en dehors de la surface frontale du disque révolver cylindrique. L'axe de rotation de ce disque est généralement disposé horizontalement et parallèlement à l'axe de la broche porte-pièce. Les disques revolvers sont aussi généralement interchangeables. Pour que les outils préréglés puissent être faci- lement changés sur le disque révolver, un "Werkzeugsystem- zylinderschaft" (VDI-Richtlinien, VDI 3425, n 2, novembre 1972) a été mis au point. Dans ce système, le porte-outil servant à la fixation de l'outil comporte une queue cylin- drique qui est aplatie d'un côté et est munie d'une denture disposée transversalement à l'axe de la queue. La queue cylindrique peut être engagée dans le logement du disque révolver. Le disque révolver comporte, en outre un élément de serrage qui est déplaçable radialement et engrène par sa denture dans la denture de la queue. Cet élément de doit maintenir le porte-outil radialement assujetti par sa queue dans le logement et en même temps axialement appliqué par sa surface annulaire contre la surface frontale du disque. Bien que la queue et le logement s'engagent l'un dans l'autre avec un ajustement serré, il faut toujours qu'il subsiste encore entre eux un léger jeu afin que la queue puisse être enfiler sans effort dans le logement. L'élément de serrage exerce sur la queue une force dirigée transversalement à l'axe de celle-ci et agissant unilatéralement. De ce fait, la queue est comprimée sur la partie du logement qui est opposée à l'élément de serrage. Il en résulte, que le porte-outil étant fixé, l'axe de sa queue se trouve décalé et disposé excentré parallèlement à l'axe du logement. Cela affecte la précision du montage et de la reproductibilité et par consé- quent aussi la précision d'usinage. Par ailleurs, la pression que la queue exerce sur le logement se traduit par un effort de frottement élevé entre les deux pièces et les dentures engrenant l'une dans l'autre. Cet effort de frottement élevé contrarie le déplacement axial de la queue dans le logement si bien que la surface annulaire du porte-outil ne vient pas s'appliquer avec assez de force ou, dans bien des cas, ne vient pas s'appliquer du tout sur la surface frontale du disque révolver. Les forces transversales agissant sur l'outil sont alors insuffisamment ou ne sont plus transmises par la surface annulaire à la surface frontale et la trans- mission des forces ne se fait plus que par la queue de rela- tivement petit diamètre. Par ailleurs, le couple doit alors être uniquement transmis par l'élément de serrage à la queue, ce qui peut entratner des déformations des dentures. Un autre inconvénient de ce raccordement connu entre le porte-outil 2570307' et le disque révolver réside également dans le fait que les logements aménagés dans celui-ci sont tous d'égale grandeur. Si l'on-veut raccorder au disque des porte-outils de diamètre plus petit ou plus grand, cela n'est possible qu'avec l'inter- calation d'adaptateurs. L'intercalation d'adaptateurs augmente cependant le porte à faux de l'outil, c'est-à-dire que l'outil se trouve- à une plus grande distance de la surface frontale du disque. Cela signifie non seulement une perte de stabilité, mais aussi entre autres un plus grand encombrement dans l'espace de travail et une liberté de mouvement réduite. Il peut, de surcroit, arriver-que le raccordement entre le porte-outil et le disque soit endommagé par quelquessurcharges imprévues En pareil cas, il faut généralement enlever la totalité du disque et le remplacer par un neuf. Par ailleurs, dans le '!Werkzeugsystemzylinderschaft" connu, la queue, et par conséquent aussi le logement, doivent avoir une assez grande longueur qui représente plus d'une fois et demie le diamètre de la queue. Il en résulte un surcroît de matériaux lors de la fabrication du porte-outil et aussi une augmenta- tion du poids de ce dernier. La grande longueur de la queue peut aussi s'avérer désavantageuse dans le cas d'un change- ment automatique des porte-outils. L'invention a par conséquent pour objet de mettre au point une tourelle révolver pour un tour et des porte- outils s'y adaptant du type précité de manière que, lors de la fixation du porte-outil sur le disque révolver, il ne se produise aucun déplacement radial des axes du porte-outil et du logement et que la surface annulaire vienne s'appliquer avec une force de serrage élevée sur la surface frontale de la broche pour, d'une part, augmenter ainsi la précision du montage et de l'usinage et, d'autre part, transmettre par une liaison par friction une composante aussi grande que possible du couple du disque révolver à la surface annulaire, et par ailleurs, de manière à créer entre le porte-outil et le disque révolver un raccordement rigide à la flexion et exempt de vibrationsdont les différents organes soient faciles à remplacer en cas de détérioration. Par ailleurs, les outils; en cas de besoin, doivent pouvoir être fixés au disque révolver avec un porte à faux aussi faible que possible. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le disque révolver, concentriquement à chaque logement, présente un évidement cylindrique, que dans chaque évidement se trouve une rondelle d'ajustage s'y engageant de façon amovible et dans laquelle le logement est disposé concentriquement, que chaque rondelle d'ajustage dans la zone du logement cylindrique comporte deux taraudages radiaux diamétralement opposés, une vis de blocage munie d'un creux conique étant vissée dans le taraudage situé à l'intérieur par rapport à l'axe du disque et une vis de blocage munie d'un appendice conique étant vissée dans le taraudage exté- rieur, que la queue de chaque porte-outil présente un perçage transversal dans lequel une cheville de serrage peut se déplacer radialement et dont une extrémité se termine par un appendice conique coopérant avec le creux conique de la vis de blocage, tandis que son autre extrémité se termine par un creux conique coopérant avec l'appendice conique de la vis- de blocage, et que la distance de l'axe destaraudagespar rapport à la surface frontale de la rondelle d'ajustage est légèrement plus grande que la distance de l'axe du perçage transversal par rapport à la surface annulaire de telle sorte que, lorsqu'on serre la vis de blocage extérieure, celle-ci agit sur la cheville de serrage en provoquant un resserrement entre la surface annulaire et la surface frontale. L'invention part donc de l'idée d'engager la queue du porte-outil non pas directement dans le disque révolver, mais dans le logement d'une rondelle d'ajustage qui est elle-même encastrée dans le disque et raccordée à celui-ci de façon amovible. Entre la queue et le logement sont en outre prévus des éléments de blocage déjà connus pour un outil de perçage (brevet allemand 31 08 439). Grâce à l'encastrement des rondelles d'ajustage dans le disque révolver, on obtient entre celui-ci et le porte-outil un raccordement de construction très courte dans le sens axial et par conséquent largement exempt de vibra- tions. Les rondelles d'ajustage elles-mêmes et aussi les logements qui y sont aménagés peuvent être fabriqués avec une très grande précision,ce qui augmente la précision d'usinage dans son ensemble. La fabrication séparée des rondelles d'ajustage simplifie aussi la fabrication du raccordement entre la queue du porte-outil et le disque révolver. En particulier, en cas de détérioration de l'un quelconque des éléments de raccordement et de serrage, ces éléments peuvent être facilement changés et il n'est pas nécessaire de remplacer la totalité du disque révolver. En remplaçant les rondelles d'ajustage par d'autres présentant un logement de plus grand ou de plus petit diamètre, il est par ailleurs possible d'engager directement dans les rondelles d'ajustage les porte- outils ayant des queues de plus grand ou de plus petit diamètre sans intercalation d'adaptateurs. En utilisant le dispositif de raccordement qui est divulgué dans le brevet allemand précité 31 08 439 o il ne sert qu'à relier des parties d'outils entre elles, on obtient d'autres avan- tages supplémentaires. Par rapport au raccordement classi- ques sus-mentionnés entre le porte-outil et le disque révolver,on réalise une liaison extraordinairement stable et précise entre ces éléments. Par l'emploi d'une cheville de serrage déplaçable radialement,on évite que lors du serrage de la vis de blocage extérieure la queue dans le logement soit comprimée radialement sur le côté. Comme aucune force radiale n'agit sur la queue, il ne se produit aucun dépla- cement de l'axe de celle-ci par rapport à l'axe du logement, si bien que les deux axes sont toujours exactement dans l'alignement l'un de l'autre. Cela garantit une grande précision de montage et de reproductibilité. Par la suppres- sion d'une compression latérale de la queue sur le logement, on est en outre assuré que les efforts exercés par les vis de blocage sont bien transmis à la queue par la cheville de serrage. La force exercée par la vis de blocage radialement extérieure provoque au niveau de la vis de blocage radiale- ment intérieure une force de réaction d'égale grandeur, mais de sens opposé, si bien que la force de serrage de la vis de blocage extérieure se trouve doublée. Du fait des appendices et des creux coniques, les forces des vis de blocage agis- sant radialement engendrent des forces dirigées axialement.En raison du décalage axial des axes des vis de blocage et de la cheville de serrage, celle ci, sous l'effet des composantes de force agissant axialement,est également déplacée dans le sens axial et applique la surface annulaire avec une grande force contre la surface frontale. Par suite du serrage intensif et régulier de la surface annulaire etde la surface frontale, une grande partie du couple est déjà transmise par la liaison par friction engendrée entre ces surfaces. Le reste du couple est transmis par les vis de blocage et la cheville de serrage. Il est en outre impor- tant que, grâce à l'application intime de la surface annu- laire sur la surface frontale, les forces transversales agissant sur l'outil soient transmises par ces deux surfaces sur un diamètre relativement grand. On obtient de la sorte un raccordement très rigide à la flexion entre le porte-outil et la rondelle d'ajustage solidairement vissée au disque revolver. Cela augmente la précision d'usinage et l'outil est moins sujet aux vibrations. Il en résulte également de plus grandes puissances de coupe et par conséquent des temps d'usinage plus courts. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: 257030i la figure 1 représente schématiquement une vue latérale d'un tour à commande numérique avec tourelle révolver; la figure 2 représente une coupe axiale sur la périphérie du disque révolver suivant II-II de la figure 3; la figure 3 représente une coupe radiale suivant III-III de la figure 2. La broche porte-pièces 1 mobile en rotation comporte un mandrin de serrage 2 ou analogue pour la fixation d'une pièce à usiner W.La tourelle révolver 3 porte un disque 4 qui peut tourner autour d'un axe A2 parallèle à l'axe A1 de la broche et être bloqué dans des positions angulaires prédéterminées. La tourelle révolver peut,en outre,se dé- placer dans le sens de l'axe A2. Le disque 4 présente à proximité de sa périphérie 4b plusieurs évidements cylindriques 5. Dans chacun des évidements cylindriques 5 est insérée de façon amovible une rondelle d'ajustage cylindrique 6, et ce, de manière que cette rondelle d'ajustage 6 soit en grande partie encastrée dans le disque 4 et que sa surface frontale 6a dirigée vers l'extérieur ne fasse que légèrement saillie, par exemple d'environ 1 mm, en dehors de la surface frontale 4a du disque 4. Chacune des rondelles d'ajustage 6 vient s'appli- quer par sa surface frontale arrière 6b sur une surface plane Sa, disposée dans un plan radial par rapport à l'axe A2 du disque révolver, de l'évidement 5. Chaque rondelle d'ajustage est raccordée de façon amovible au disque révolver 4 par plusieurs vis 7 qui traversent la rondelle et sont vissées dans des taraudages non représentés prévus dans la surface Sa du fond. Dans chaque rondelle d'ajustage 6, un logement 8 est aménagé concentriquement à la surface latérale 6c. La rondelle d'ajustage 6 comporte>en outredans la zone du logement cylindrique 8 deux taraudages radiaux 9, 10 diamé- tralement opposés. Ces taraudages 9,10 sont disposés aussi bien radialement par rapport à l'axe A3 du logement que radialement par rapport à l'axe A2 du disque révolver. Dans le taraudage 9, intérieur par rapport à l'axe A2 du disque révolver, est vissée une vis de blocage 11 qui comporte un creux conique 12. Dans le taraudage 10,radialement extérieur, est vissée une vis de blocage 13 comportant un appendice conique 14. Dans la rondelle d'ajustage 6 se trouve par ailleurs un boulon de fixation 15 qui dépasse de la surface frontale 6a et s'engage dans un perçage du porte-outil 16. Le porte-outil 16 est doté d'une queue cylin- drique 17 qui peut être engagée avec un ajustement très serré dans le logement 8. La queue 17 comporte un perçage transversal 18 dans lequel une cheville de serrage 19 peut se déplacer radialement. Cette cheville de serrage 19 est munie d'un appendice conique 20 à l'une de ses extrémités et d'un creux conique 21 à son autre extrémité. C'est par cet appendice 20 et le creux 21 que la cheville de serrage 19 coopère avec les deux vis de blocage 11,13. La queue 17 du porte-outil 16 est, de surcroît, entourée par une surface annulaire concentrique 22. La distance al de l'axe A4 des taraudages 9,10 par rapport à la surface frontale 6a est légèrement plus grande que la distance a2 de l'axe AS du perçage transversal 18 par rapport à la surface annulaire 22. A son extrémité avant libre du côté opposé à la queue 17, le porte-outil 16 peut 8être réalisé de façon quelconque de manière à permettre la fixation d'outils les plus divers, par exemple une tête d'alésage, un outil de tournage ou également une tête de perçage. Le cas échéant, le porte-outil peut aussi 8tre réalisé d'une seule pièce avec la tête de perçage. Le porte-outil 16 peut, en outre, comporter un canal de réfrigérant 23. Ce canal 23 peut être alimenté en réfrigérant par un perçage radial 24 pratiqué dans le disque 4. Par un autre perçage radial 25, il est aussi possible d'amener de l'air au porte-outil. 70307 Normalement, les rondelles d'ajustage 6 doivent rester fixees au disque révolver 4. Ce sont uniquement les porte-outils avec les outils préréglés montés dessus-qui sont changés. Pour le changement d'outils, il suffit simple- ment de desserrer la vis de blocage extérieure 13 suffisam- ment pour que son appendice conique 14 ne pénètre plus dans le logement 8. Pour l'actionnement de la vis de blocage 13, on peut aussi éventuellement prévoir un tournevis entraîné par un moteur. Lorsque la vis de blocage extérieure 13 est desserrée, la cheville de serrage 19 peut alors se déplacer dans le perçage transversal 18 sur une distance suffisante pour que son extrémité conique 20 sorte du creux conique 12 de la vis de blocage intérieure 11. On peut alors tirer vers la gauche le porte-outil 16 avec l'outil et l'enlever du disque révolver 4. Après la mise en place d'un autre porte-outil, on visse la vis de blocage extérieure 13 radia- lement vers l'intérieur de manière que son appendice conique 14 vienne s'appliquer dans le creux conique 21 de la cheville de serrage 19 et repousse cette dernière par son appendice conique 20 dans le creux conique 12 de la vis de blocage intérieure 11. La force de serrage, agissant radialement, de la vis de blocage extérieure 13 engendre au niveau de la vis de blocage intérieure 11 une force réactionnelle d'égale grandeur, mais dirigée dans le sens contraire. Du fait du décalage axial des axes A4 et A5, chacune des deux vis de blocage 11,13 produit par l'intermédiaire des appendices coniques 14,20 et des creux coniques 12,21 des compo- santes de force d'égale grandeur et dirigées dans le sens axial. Par conséquent, la vis extérieure 13 pour un angle de cone de 90 produit un doublement des forces de serrage et applique la surface annulaire 22 sur la surface frontale 6a avec une force qui est deux fois plus grande que la force initiale de la vis de blocage 13. Les vis de blocage 11,13 agissant dans des sens diamétralement opposés sur la cheville de serrage 19, la force d'application entre les surfaces 6a et 22 est uniforme sur toute la périphérie. Comme, de surcroît, la cheville de serrage 19 peut se déplacer dans le perçage transversal 18, aucune force agissant unilaté- ralement ne s'exerce sur la queue 17. De ce fait, l'axe du porte-outil 16 se trouve exactement dans l'alignement de l'axe A3 du logement 8. Comme on peut, en outre,le voir sur la figure 2, grâce à l'application uniforme de la surface annulaire 22 sur la surface frontale 6a, la queue cylindrique 17 peut avoir une longueur axiale relativement courte. Il suffit que cette longueur axiale corresponde à peu près au diamètre de la queue 17. Il est avantageux que les rondelles d'ajustage 6 destinées à un disque révolver 4 aient toutes le même dia- mètre extérieur. Les différentes rondelles d'ajustage ayant des diamètres extérieurs d'égales grandeurs peuvent néanmoins présenter des logements 8' de plus grand diamètre et 8" de plus petit diamètre. De cette façon, il est possible d'en- gager dans les rondelles d'ajustage, directement et sans intercalation d'un adaptateur, des porte-outils qui sont munis d'une queue cylindrique d'un diamètre plus grand ou plus petit selon l'usinage à exécuter dans chaque cas considéré. A cet effet, on peut échanger les rondelles d'ajustage après desserrage des vis 7. Cette interchangeabilité des rondelles d'ajus- tage 6 est aussi avantageuse lorsquepar suite d'une erreur de programmation ou d'une rupture de l'outilil se produit une surcharge et par conséquent une détérioration, par exemple du logement 8. Toutes les pièces d'usure parmi lesquelles on compte les vis de blocage 11,13, la cheville de serrage 19 et aussi les rondelles d'ajustage 6 peuvent être facilement échangées en cas de besoin. La distance de l'axe A3 de chaque évidement 5 par rapport à la surface périphérique 4b du disque révolver 4 est de préférence légèrement plus grande que le rayon de l'évidement. De cette façon, chaque rondelle d'ajustage 6 1 1 dépasse légèrement de la surface périphérique 4b et les vis de blocage 13 sont par conséquent facilement accessibles. Par ailleurs, le disque révolver 4 peut être d'un diamètre relativement petit, ce qui contribue à diminuer son poids. Il est,en outreavantageux que chaque rondelle d'ajustage 6 comporte dans sa surface latérale 6c deux échancrures 26 placées en deux endroits situés transversa- lement par rapport à l'axe A4 des taraudages 9,10. Le disque révolver 4, dans la zone de chaque échancrure 26, est alors muni d'un taraudage 27 disposé sensiblement radialement par rapport à l'axe A2 du disque 4 et dans lequel est vissée une vis de réglage 28 prenant appui sur l'échancrure 26. Au moyen des deux vis 28, on peut garantir chaque disque d'ajus- tage 6 contre toute possibilité de rotation et on peut en plus la régler. Par ailleurs, les deux vis de réglage 28 assurent la fixation sans jeu du disque d'ajustage 6 dans l'évidement 5. REVENDICATIONS ______________ 1. Tourelle révolver pour un tour et avec porte-outil s'y adaptant, comprenant un disque, sensiblement cylindrique et mobile en rotation autour de son axe, sur lequel sont aménagés à proximité de sa périphérie plusieurs logements décalés les uns par rapport aux autres dans le sens péri- phérique, s'étendant parallèlement à l'axe du disque et respectivement entourés par une surface frontale disposée perpendiculairement audit axe du disque, à chaque logement étant associé un élément de serrage s'engageant dans celui- ci et déplaçable radialement par rapport à l'axe du disque, et comprenant, en outre, des porte-outils qui comportent chacun une queue cylindrique exactement adaptée au loge- ment, une surface annulaire concentrique entourant cette dernière et disposée perpendiculairement à l'axe de la queue et des moyens de blocage placés sur celle-ci et coopérant avec l'élément de serrage de telle sorte que la surface annulaire soit resserrée contre la surface frontale lors du déplacement radial de l'élément de serrage, carac- térisée par le fait que le disque (4), concentriquement à chaque logement (8), présente un évidement cylindrique (5), que dans chaque évidement (5) se trouve une rondelle d'ajus- tage s'y engageant de façon amovible et dans laquelle le logement (8) est disposé concentriquement, que chaque rondelle d'ajustage (6) dans la zone du logement cylindrique (8) comporte deux taraudages radiaux (9,10) diamétralement opposés, une vis de blocage (11) munie d'un creux conique (12) étant vissée dans le taraudage (9) situé à l'intérieur par rapport à l'axe A2 du disque et une vis de blocage (13) munie d'un appendice conique (14) étant vissée dans le taraudage extérieur (10), que la queue (17) de chaque porte- outil présente un perçage transversal (18) dans lequel une cheville de serrage (19) peut se déplacer radialement et dont une extrémité se termine par un appendice conique (20) coopérant avec le creux conique (12) de la vis de blocage tandis que son autre extrémité se termine par un creux conique (21) coopérant avec l'appendice conique (14) de la vis de blocage, et que la distance (al) de l'axe (A4) des taraudages (9,10) par rapport à la surface frontale (6a) de la rondelle d'ajustage (6) est légèrement plus grande que la distance (a2) de l'axe (A5) du perçage transversal (18) par rapport à la surface annulaire (22) de telle sorte que, lorsque l'on sert la vis de blocage extérieure (13), celle- ci agit sur la cheville de serrage (19) en provoquant un resserrrement entre la surface annulaire (22) et la surface frontale (6a). 2. Tourelle révolver selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que chaque évidement (5) comporte un fond à surface plane (Sa) disposéedans un plan radial par rapport à l'axe (A2) du disque et sur laquelle la rondelle d'ajustage (6) vient s'appliquer par une surface frontale arrière plane (6b). 3. Tourelle révolver selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que chaque rondelle d'ajustage (6) est raccordée de façon amovible au disque (4) par plusieurs vis (7) la traversant et vissées dans la surface (Sa) du fond de l'évidement (5). 4. Tourelle révolver selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que la surface frontale avant (6a), tournée vers l'extérieur, de chaque rondelle d'ajustage (6), fait légèrement saillie en dehors de la surface frontale (4a) du disque (4). 5. Tourelle révolver selon la revendication 1, carc- térisée par le fait que les rondelles d'ajustage (6) des- tinées à un disque révolver (4) ont toutes le même diamètre extérieur, mais comportent des logements (8, 8', 8") de différents diamètres. 6. Tourelle révolver selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que chaque rondelle d'ajustage (6) comporte dans sa surface latérale (6c) deux échancrures (26) placées en deux endroits situés transversalement par rapport à l'axe (A4) des taraudages (9, 10), et que le disque révol- ver (4) dans la zone de chaque échancrure (26), est muni d'un taraudage (27) disposé sensiblement radialement par rapport à l'axe (A2) du disque (4) et dans lequel est vissée une vis de réglage (28) prenant appui sur l'échancrure (26). 7. Tourelle révolver selon la revendication 1, carac- térisée par le fait que la distance de l'axe (A3) de l'évi- dement (5) par rapport à la surface périphérique (4b) du disque révolver (4) est légèrement plus petite que le rayon de l'évidement (5).