Brevet FR2568800A1 — publié le 19860214

La présente invention concerne la construction des machines-outils et a notamment pour objet une poupée porte-broche. La poupée porte-broche conforme à l'invention peut être utilisée avec une efficacité maximale sur les machines-outils pour opérations multiples à changement d'outils automatique, en cas d'usinage d'alésages à profil de forme. On connaît une poupee porte-broche de machine-outil pour opérations multiples, comprenant un boîtier dans lequel sont disposées, coaxialement et solidaires l'une de l'autre en rotation, une broche, une tringle et une barre. La broche est réalisée creuse et liée cinématiquementà lacommande du mouvement de coupe. La broche reçoit la queue du mandrin de la tête à aléser, sur le bout de laquelle est taillée une denture extérieure servant à l'accouplement à une denture intérieure qui est réalisée sur le bout de la tringle. La tringle est liée cinématiquement à un actionneur pour sa manoeuvre dans la direction axiale, en vue de la mise en prise des dentures de la queue de la tête à aléser et de la tringle. La tringle est montée de façon qu'elle puisse effectuer un pivotement de positionnement d'un angle suffisant pour la mise en regard des dents des deux dentures. Dans l'alésage de la tringle est placée la barre, qui est liée un actionneur assurant son déplacement dans la direction axiale. Sur le bout de la barre est fixée une couronne à denture intérieure pour l'engrènement avec une couronne à dentu#re extérieure qui est fixée sur le bout d'une tige, dont le second bout est adapté pour la transformation du mouvement de translation de la barre dans la direction axiale en déplacement radial du chariot. Pour la mise en regard des dents des dentures de la tige et de la barre, la barre est liée cinematiquement à la tringle pour qu'elle exécute un pivotement d'orientation conjointement avec elle (cf. par exemple, certificat d'auteur d'invention n0 933290 délivré en URSS). Dans la poupée porte-broche décrite plus haut, l'accouplement de la queue du mandrin de la tête à aléser à la tringle s'effectue à l'aide de dentures. Un tel accouplement ne permet pas d'assurer un positionnement de grande précision du mandrin de la tête à aléser, vu qu'il est difficile d'assurer une application intime des faces de toutes les dents dans l'accouplement. Il s'ensuit l'apparition d'un moment fléchissant déformant le mandrin de la tête à aléser et la broche, ce qui, en définitive, se répercute sur la précision d'usinage. En outre, un dérangement éventuel de l'orientation angulaire des dents se trouvant-sur la queue de la tête à aléser (par exemple lors de son dévissage) est susceptible d'entraîne une panne de la machine-outil. La fabrication de la denture à orientation angulaire rigoureuse sur la queue de la tête à aléser se heurte à une série de difficultés technologiques. On s'est donc proposé de créer une poupée porte-broche de machine-outil pour opérations multiples, dans laquelle les accouplements du mandrin et de la tige de-la tête à aléser avec la tringle et la barre de la poupée portebroche seraient respectivement réalisés de façon qu'ils permettent un accroissement de la fiabilité et de la précision de positionnement du mandrin de la tête à aléser. La solution consiste en une poupée porte-broche de machine-outil pour opérations multiples, dans le boîtier duquel sont disposées coaxialement et accouplées entre elles, pour pouvoir tourner conjointement, une broche liée cinématiquement au moteur du mouvement de coupe, une tringle portant des éléments pour l'accouplement à la queue de la tête à aléser, qui comporte un chariot de déplacement radial, ladite tringle étant montée de manière à pouvoir effectuer des déplacements de réglage en position axialement par rapport à la broche (3), et une barre portant une denture pour l'accouplement à une denture située sur l'un des bouts d'une tige dont le second bout est adapté pour le déplacement radial du chariot, et étant liée cinématiquement à un actionneur pour le déplacement dans la direction axiale par rapport à la broche, poupée dans laquelle, d'après l'invention, les éléments de la tringle pour l'accouplement à la queue de la tête à aléser sont montés sur elle de façon qu'ils puissent se déplacer dans la direction radiale lors du déplacement de manoeuvre de la tringle, et, pour le pivotement de positionnement de la barre, il est prévu sur la tringle une douille dont les déplacements dans la direction axiale par rapport à la tringle sont interdits et qui est liée cinématiquement à la broche et à la barre. Il est avantageux que la liaison cinématique de la douille avec la broche soit réalisée l'aide d'un ergot fixé à la broche et d'une rainure de forme taillée dans la douille, et que la liaison cinématique de la douille avec la barre soit réalisée à l'aide d'un ergot fixé à la douille, cet ergot passant à travers un trou de la tringle et s'engageant dans une rainure longitiadinale taillée sur la barre. Une telle liaison cinématique est la plus simple du point de vue conception. La poupée porte-broche de machine-outil pour opérations multiplesfréalisée d'après l'invention, assure un accouplement rigide et fiable de la queue de la tête à aléser avec la broche, de pair avec une conception relativement simple de ltaccoup- lement de la barre à la broche pour son pivotement de positionnement par rapport à la tige. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels - la figure 1 représente schématiquement une poupée porte-broche conforme à l'invention (vue en coupe longitudinale); - la figure 2 représente, à plus grande échelle, la partie encerclée de la figure 1 montrant la position des éléments de l'accouplement quand la queue de la tête à aléser est fixée dans la broche; - la figure 3 représente une vue en coupe suivant III-III de la figure 2; - la figure 4 représente une vue suivant la flèche B de la figure 1;; - la figure 5 représente,à plus grande échelle, la partie encerclée A de la figure 1, montrant la position des éléments de l'accouplement avant la fixation de la queue de la tête à aléser dans la broche; - la figure 6 représente une vue en coupe suivant VI-VI de la figure 5; - la figure 7 représente une vue en coupe suivant Vil-Vil de la figure 5; - la figure 8 représente une vue en coupe suivant Vili-Vili de la figure 2. La poupée porte-broche de machine-outil pour opérations multiples comprend un boîtier 1 (figure 1) dans lequel une broche 3 est montée sur des roulements 2. La broche 3 est creuse et reliée à la commande du mouvement de coupe, constituée par des pignons 4, une boîte de vitesse 5, un accouplement 6 et un moteur électrique 7. Une tête à aléser 8 comportant un chariot 9 de déplacement radial est montée dans la broche 3. La queue 10 (figure 2) de la tête à aléser 8 est engagée dans la broche 3 par sa partie conique,et sur sa partie cylindrique il y a un renflement 11 de forme conique. Dans l'alésage de la broche 3 est placée une tringle 12 (figures 1, 2) réalisée creuse. Sur son bout côté tête à aléser 8, la tringle 12 porte des éléments pour son accouplement à la queue 10 de la tête à aléser 8, réalisés sous forme de languettes 13 d'une pince 14, qui coopèrent avec le renflement il de la queue 10. La tringle 12 (figure 1) est liée par son second bout à un actionneur 15 assurant son déplacement dans la direction axiale pour la mise en prise des languettes 13 de la pince 14 avec le renflement 11. L'actionneur 15 de la tringle 12 est, dans l'exemple décrit, un vérin hydraulique désigné lui aussi par le chiffre de référence 15, monté dans le boîtier 1 et dont l'élément mobile 16 coopère avec la tringle 12. Pour que les languettes 13 de la pince 14 puissent se loger dans la broche 3 quand elles sont écartées, une gorge 17 est réalisée dans la broche 3. Dans l'alésage de la tringle 12 est placée une barre 18 qui porte sur son bout côté tête à aléser 8 une denture intérieure 19, engrenant avec une denture extérieure 20 taillée sur le bout d'une tige 21. Sur son second bout, la tige 21 comporte un coin 22 (figure 1) transformant le déplacement de la barre 18 dans la direction axiale en déplacement du chariot 9 dans la direction radiale. La barre 18- est montée sur un coulisseau 23 qui est lié cinématiquement par un couple vis-écrou 24 et un accouplement 25 à des moteurs électriques 26. Pour que la tringle 12 tourne #conjointement avec la broche 3, il est prévu un ergot 27 qui s'engage dans une rainure longitudinale 28 réalisée sur la tringle 12 et de longueur suffisante pour permettre le déplacement axial de la tringle 12 lors de son accouplement à la queue 10 de la tête à aléser 8. Pour le pivotement de positionnement de la barre 18 et sa rotation conjointement avec la broche 3 et la tringle 12, il est prévu une douille 29 (figure 2) placée sur une portée 30 de la tringle 12 et retenue sur celle-ci, dans la direction axiale, d'un côté, par la pince 14 rigidement fixée sur la tringle 12, et de l'autre côté, par I1 épaulement de la portée 30. La douille 29 est liée cinématiquement à la broche 3 et à la barre 18. La liaison cinématique de la douille 29 avec la broche 3 s'effectue à l'aide d'un ergot 31 solidaire de la broche 3, et d'une rainure de forme 32 (figures 3, 4) ménagée dans la douille 29. La rainure de forme 32 sert au pivotement de positionnement de la barre 18 par rapport à la broche 3, d'un angle suffisant pour la mise des dents de la denture 19 en regard de celles de la denture 20. La valeur dudit angle détermine la longueur de la course axiale de la tringle 12 avec la douille 29, nécessaire pour l'engagement libre de la denture 20 de la tige 21 sur la denture 19 de la barre 18. La liaison cinématique de la douille 29 avec la barre 18 est réalisée à l'aide d'un ergot 33 (figures 2, 3), qui est fixé à la douille 29, dépasse à l'intérieur de la douille 29 en passant à travers le trou 34 de la tringle 12 et s'engage dans la rainure longitudinale 35 de la barre 18. La longueur de la rainure longitudinale 35 doit correspondre à la course de la barre 18, nécessaire pour le déplacement du chariot 9 dans la direction radiale. Le boîtier 1 (figure 1) est monté sur le bâti 36 de façon qu'il puisse effectuer un déplacement axial. Pour cela, il est lié cinématiquement à un moteur 37. La poupée portebroche de machine-outil pour opérations muliples fonctionne de la façon suivante. Le montage de la tête à aléser 8 dans la broche 3 s'effectue après arrêt du moteur électrique 7 de la commande du mouvement de coupe, la broche 3 étant bloquée dans une position angulaire prédéterminée par rapport au boîtier 1. Avant le montage de la tête à aléser 8 dans la broche 3, le coulisseau 23 avec la barre 18 est mis en position basse (sur le dessin) initiale. La tringle 12 est elle aussi mise en position basse par l'actionneur 15. Les languettes 13 de la pince 14 sont alors écartées radialement et logées dans la gorge 17; leurs surfaces intérieures forment ainsi une ouverture suffisante pour le passage libre du renflement il se trouvant sur la queue 10 de la tête 8 à aléser. Lors du montage de la tête à aléser 8 dans la broche 3, le renflement 11 s'engage librement dans l'alésage de la pince 14, et les dents de la denture 20 de la tige 21 s'engagent librement dans les entre-dents de la denture 19 de la barre 18, comme montré-sur les figures 5, 6. Pour la fixation de la tête à aléser 8 dans la broche 3, l'actionneur 15 est arrêté. Sous l'action du ressort 38 (figure 1), la tringle 12 coulisse le long de l'axe de la broche 3. Les languettes 13 de la pince 14 sortent alors de la gorge 17 en se déplaçant radialement. Elles butent contre le renflement 11 de la queue 10 et tirent la tête à aléser 8 dans la broche 3. En même temps, l'ergot 31 glisse dans la rainure de forme 32 de la douille 29, en la faisant pivoter autour de son axe d'un angle , comme montré sur la figure 7. Ce pivotement est transmis par l'ergot 33 à la barre 18, ce qui assure la mise des dents de la denture 19 de la barre 18 en regard de celles de la denture 20 de la tige 21, comme montré sur la figure 8. Ensuite le moteur électrique 7 de la commande du mouvement de coupe est mis en marche. Selon le programme prescrit, c'est-à-dire selon l'alésage à usiner dans la pièce, le moteur électrique 26 est mis en marche pour le deplacement du coulisseau 23 conjointement avec la barre 18 qui en est solidaire. Une fois l'usinage achevé, la broche 3 est arrêtée et le coulisseau 23 est ramené en position initiale par le moteur électrique 26. L'actionneur 15 de déplacement de la tringle 12 est mis en action et fait descendre la tringle 12. Les languettes 13 de la pince 14 s'écartent en s'engageant dans la gorge 17 et en formant une ouverture suffisante pour la sortie libre du renflement 11 de la queue 10 de la tête à aléser 8. En même temps, l'ergot 31 glisse dans la rainure de forme 32 en faisant pivoter la douille 29 et la barre 18 jusqu'à leur position initiale. Les dents de la denture 19 de la pince 18 se mettent en regard des entre-dents de la denture 20 de la tige 21. La tête à aléser 8 est enlevée de la broche 3 et l'outil requis suivant est mis en place. REVENDICATIONS 1. Poupée porte-broche de machine-outil pour opérations multiples, du type comportant un boîtier (1) dans lequel sont disposées, coaxialement et solidaires l'une de l'autre en rotation, une broche (3) liée cinématiquement à la commande du mouvement de coupe, une tringle (12) portant des éléments (13) pour son accouplement à la queue (10) de la tête à aléser (8) qui comporte un chariot (9) de déplacement radial, ladite tringle étant montée de manière à pouvoir effectuèr des déplacements de réglage en position axialement par rapport à la broche (3), et une barre (18) portant une denture (19) susceptible d'accouplement avec une denture (20) située à l'une des extremites d'une tige (21) dont l'autre extrémité est adaptée pour le déplacement radial du chariot (9), ladite barre étant liée cinématiquement à un actionneur pour son déplacement axial par rapport à la broche (3), caractérisée en ce que les éléments (13) de la tringle (12) pour l'accouplement de celle-ci à la queue (10) de la tête à aléser (8) sont montés sur la tringle (12) de façon qu'ils puissent se déplacer en va-et-vient dans la direction radiale lors du déplacement de réglage en position de la tringle (12), tandis que pour la rotation de réglage en position de la barre (18), la tringle (12) porte une douille (29) dont les déplacements dans la direction axiale par rapport à la tringle (12) sont interdits et qui est liée cinématiquement à la broche (3) et à la barre (18). 2. Poupée porte-broche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la liaison cinématique de la douille (29) avec la broche (3) est réalisée à laide d'un ergot (31) fixé à la broche (3) et d'une rainure de forme (32) réalisée dans la douille (29), tandis que la liaison cinématique de la douille (29) avec la barre (18) est réalisée à l'aide d'un ergot (33) fixé à la douille (20), cet ergot (33) passant à travers un trou (34) de la tringle (12) et s'engageant dans une rainure longitudinale (33) réalisée sur la barre (18).