Brevet FR2579913A1 — publié le 19861010

L'invention concerne un porte-outil pour une machine-outil. Les porte-outils connus se composent (voir figures 1, 2 et 3) d'un bloc métallique présentant à l'une de ses extrémités un cône 1 de forme et de dimensions normalisées et qui est destiné à être introduit dans un logement de forme et de dimensions correspondantes de la partie tournante d'une machine-outil, afin d'assurer son montage. L'autre extrémité de ce porte-outil 2 est également normalisée et est de forme conique ou cylindrique et.pourvue de filetages ou de taraudages tels que 21 afin de permettre d'y adapter un outil déterminé tel qu'une fraise. Le serrage du cône 1 sur la partie tournante de la machine-outil est assuré-par un embout rapporté 3 se fixant de manière amovible, par exemple à l'aide d'une vis, à l'extrémité du cône 1. La forme et les dimensions de cet embout sont adaptées à celles qui sont-prévues sur la partie tournante de la machine pour assurer le serrage axial du cône 1 sur la machine. Le blocage en rotation du porte-outil par rapport à la machine est assuré par des saillies prévues sur la machine et qui viennent se loger dans des entailles correspondantes 4 prévues sur une collerette 5 réalisée à hauteur de la grande base du cône 1, c'est-à-dire entre le cône d'attachement 1 et la zone de support d'outil 2. On comprend donc que malgré les normalisations existantes, chaque porte-outil est adapté par la structure de la zone de support d'outil 2 à un outil déterminé et par la structure de la collerette 5 et, plus particulièrement, de ses entailles 4 à une machine-outil de type déterminé. En effet, dans cette construction, seul l'embout 3 est éventuellement amovible et peut donc être adapté, à chaque fois, en fonction des moyens de serrage axial du porte-outil prévus sur la machine. Par ailleurs, avec ces porte-outils connus, lorsqu'il se produit une contrainte d#'usinage importante, il peut se produire une rupture du mode d'entrainement en rotation du porte-outil par la machine, par cassure du bord des entailles 4 de la collerette 5, ce qui entraîne une rotation du cône 1 dans son logement de la machine et, donc, une détérioration définitive du porte-outil ainsi qu'une détérioration de la machine à hauteur du cône. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et concerne à cet effet un porte-outil se composant d'un bloc métallique comprenant à l'une de ses extrémités un support pour un outil et à son autre extrémité un cône de montage sur la machine, ce cône étant destiné à recevoir un embout rapporté de serrage, cet embout et ce support présentant des formes et dimensions adaptées respectivement à la machine qui doit recevoir le porte-outil et à l'outil qui doit s'adapter sur ce porteoutil, le cône et le support étant en outre séparés par une collerette d'entratnement pourvue d'entailles propres à coppérer avec des saillies complémentaires prévues sur la machine-outil pour l'entrainement en rotation du porte-outil, porte-outil caractérisé en ce que le cône de montage et le support pour un outil sont reliés par une zone cylindrique pourvue d'un épaulement de butée formé directement sur ce bloc métallique et en ce que la collerette d'entrainement constitue une pièce annulaire indépendante dont le diamètre interne correspond au diamètre de la partie cylindrique du corps et dont les formes et dimensions sont par ailleurs telles qu'elle vient en appui sur l'épaulement de butée, des moyens étant en outre prévus pour assurer le blocage axial et en rotation de la collerette sur le bloc métallique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, les moyens assurant le blocage en rotation de la collerette d'entratnement sur le corps, sont constitués par une clavette logée dans une rainure correspondante du corps et de la collerette d'entralnement. Suivant une autre caractéristique de l'inven- tion, les moyens assurant le blocage axial de la collerette d'entrainement sur le corps sont constitués par un jonc en métal élastique logé dans une rainure annulaire formée dans la partie cylindrique. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la collerette d'entrainement pourvue à cet effet d'entailles propres à coopérer avec les saillies d'entral- nement d'une machine-outil, présente également une forme adaptée au chargement de l'outil, sur le porte-outil, par un moyen de chargement automatique ou semi-automatique. L'invention est représentée à titre d'exemple non limitatif sur les dessins ci-joints dans lesquels - la figure 1 est une vue en élévation d'un porte-outil connu, - la figure 2 est une vue de droite de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe de la partie de support d'outil du porte-outil, - la figure 4 est une vue en demi-coupe axiale d'un porte-outil conforme à l'invention, - la figure 5 est une vue en élévation de la collerette du porte-outil de la figure 4, - les figures 6a, 6b, 6c et 6d représentent, en demi-coupe axiale, quatre modes de réalisation d'embouts rapportés, - la figure 7 est une vue en demi-coupe axiale d'un autre mode de réalisation du porte-outil conforme a l'invention, - les figures 8 et 9 représentent des demi-vues de deux modes de réalisation de collerettes adaptées sur le porte-outil de la figure 7, - la figure 10 est une vue en demi-coupe axiale d'un autre mode de réalisation du porte-outil. La présente invention a en conséquence pour but la réalisation d'un porte-outil qui évite les inconvénients d'une désolidarisation de l'entralnement en rotation du porte-outil par la machine-outil, par rupture des saillies d'entrainement de la machine, ou des entailles de la collerette du porte-outil qui reçoivent ces saillies. Cette disposition permet donc d'éviter des détériorations importantes de la machine-outil ainsi que des détériorations définitives du porte-outil. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, le porte-outil conforme à l'invention comprend un cône d'attachement 6 à l'une de ses extrémités et un support d'outil 7 à son autre extrémité, le cône 6 étant pourvu d'un orifice axial taraudé d'extrémité 8 dans lequel est destiné à se fixer, par l'intermédiaire d'une vis de fixation, l'un ou l'autre des embouts rapportés représentés à titre d'exemple sur les figures 6a à 6d. Ainsi, l'embout 9 représenté sur la figure 6a est destiné à assurer un blocage axial du porte-outil par des billes venant se loger dans la rainure annulaire alors que l'embout 10 représenté sur la figure 6b est destiné à assurer le blocage axial du porte-outil par des demi-coquilles venant en prise dans la gorge annulaire 101. L'embout 11 de la figure 6c assure le blocage du porte-outil par vissage d'une tige filetée de rappel, alors que l'embout 12 représenté sur la figure 6d. est conçu pour assurer un blocage manuel. La partie de support d'outil 7 est de forme et de dimensions quelconques, par ailleurs normalisées, et est adaptée à recevoir un outil déterminé. Dans l'exemple représenté, cette partie 7 de support d'outil comporte un orifice conique axial à l'intérieur duquel vient se loger la broche de forme correspondante d'un outil déterminé, qui est ensuite bloquée sur le porte-outil à l'aide d'une vis. Conformément à l'invention, ce porte-outil comporte une zone cylindrique 13, à section circulaire, située entre le cône 6 et le support 7, cette zone cylindrique 13 étant limitée à une de ses extrémités (opposée au cône 6) par un épaulement de préférence annulaire 14. La collerette d'entralnement 15 est, dans ce cas, constituée par une pièce annulaire indépendante dont le diamètre interne correspond au diamètre de la partie cylindrique 13 et dont la périphérie extérieure est pourvue d'entailles 151 destinées à recevoir les saillies d'entrai4- nement prévues sur la machine-outil afin d'assurer la rotation du porte-outil. L'immobilisation en rotation de la collerette amovible 15 par rapport au porte-outil 7 est assurée par une clavette 16 venant se loger dans un évidement de forme correspondante réalisé, d'une part, dans la partie cylindrique 13 du corps du porte-outil et, d'autre part, dans la rainure transversale 162 formée sur la paroi interne de la collerette d'entratnement 15. Par ailleurs, cette collerette annulaire amovible est bloquée axialement contre l'épaulement 14 par un jonc métallique élastique, ou clips, 17, logé dans une rainure annulaire correspondante 18 de la partie cylindrique 13. Suivant cette construction, lorsqu'il s'établit une contrainte d'usinage importante, pouvant entraider le blocage du porte-outil 7, cette contrainte produit immédiatement la rupture de la clavette 16 et, donc, la rupture de l'entratnement du porte-outil par la collerette 15. Suivant l'invention, lorsqu'un tel incident se produit, il est très aise de remplacer la clavette 16 ou la collerette 15, ce qui peut se faire rapidement et à peu de frais. On notera également que cette amovibilité de la collerette d'entralnement présente un avantage important dans la mesure où celle-ci peut à chaque fois être adaptée au type de saillie d'entrainement prévu sur la machine-outil à laquelle est destiné le porte-outil, de façon à réduire les stocks nécessaires de porte-outils en les remplaçant par des corps de porte-outils standards sur lesquels s'adaptent divers types de coll-erettes pourvues de leur moyen d'entrainement adapté à chaque type de machine. Dans l'exemple de réalisation de la figure 7, on a représenté un corps 19 d'un porte-outil, comportant à l'une de ses extrémités un cône d'attachement 20 sur une machine-outil, qui est pourvu d'un orifice axial taraudé destiné à recevoir un embout rapporté et, par exemple, l'un de ceux représentés sur les figures 6a à 6d. L'autre extrémité de ce corps 19 comporte un support d'outil 21 qui est, dans ce cas, destiné à recevoir une fraise (non représentée) qui s'adapte sur la partie cylindrique 211, tandis que le blocage en rotation de cette fraise sur le corps 19 est assuré par un tenon 22. La fixation axiale de cette fraise sur le support d'outil 21 est assurée par une vis logée dans un orifice taraudé 212. Cette fraise vient en appui sur l'embase 213 du support 21, cette embase étant bien entendu d'un diamètre variable en fonction du diamètre de la fraise mise en oeuvre, si bien que le diamètre du support d'outil 21 peut être soit inférieur, soit supérieur à la collerette 23 prévue conformément à l'invention, à l'extrémité de la partie cylindrique 24 située entre le cône d'attachement 20 et le support d'outil 21#. Sur cette partie cylindrique 24 est également prévue une rainure circulaire 25 destinée à recevoir un jonc élastique de blocage à rotation de la collerette amovible. Dans l'exemple de réalisation de la figure 8, la collerette 26 vient en appui latéral sur l'épaulement 23, immobilisée axialement par le jonc 251 et immobilisée en rotation par la clavette 16, présente sur sa périphérie un chanfrein 27. Ce chanfrein donne à la périphérie de la collerette 26 une forme particulière lui permettant d'être saisie par des dispositifs de chargement correspondants afin que le porte-outil pourvu de cette collerette puisse être mis en place automatiquement ou semi-automatiquement sur une machine-outil pourvue de saillies d'entratnement dont les entailles correspondantes sont prévues sur cette collerette 26. Dans l'exemple de réalisation de la figure 9, la collerette 28 présente un épaulement interne 29 s'adaptant sur l'épaulement externe 23 du-corps de porte-outil, afin que la collerette 28 soit à recouvrement sur l'épaulement 23. Le blocage à rotation est assur-é par la clavette 16 et le blocage axial par le jonc 251. La partie en recouvrement de la collerette 28 est pourvue d'une gorge annulaire trapézoidale 30 qui est sensiblement située dans le plan de l'épaulement 23, ce qui montre qu'à partir d'un épaulement 23 de position déterminée sur la partie cylindrique 24, on pe#ut réaliser une collerette 28 pourvue de moyens de préhension (gorge 30) dont la forme et la position peuvent être quelconques et établies en fonction des divers types de machines utilisant des porte-outils. Dans l'exemple de réalisation de la figure 10, on a représenté un corps de porte-outil 30 de réalisation particulière dont la partie arrière 31 de support d'outil N forme un arbre creux recevant un piston 32 de montage d'un outil. Dans ce cas, le piston est bloqué à rotation par rapport au corps 30 par une clavette 33 coopérant avec des rainures correspondantes, tandis que le blocage axial du piston 32 pour immobiliser axialement l'outil est assuré par une vis (non représentée) dont la tête est en appui dans le fond de l'orifice 34 du cône d'extrémité 35 et dont la tige vient en prise dans l'orifice taraudé 36 du piston 32. Egalement, dans cette construction, le cône d'attachement 35 et le support d'outil 31 sont reliés par une partie cylindrique 37 limitée, du côté du support d'outil 31, par l'épaulement 38. Cette zone cylindrique est pourvue d'une rainure 39, recevant un jonc d'immobilisation axiale d'une collerette ainsi qu'une ou plusieurs encoches 401 recevant des clavettes 40 de blocage en rotation de la collerette sur le corps 30 pour assurer l'entrainement du porte-outil à partir de la machine-outil. Dans les exemples ci-dessus décrits, les moyens de blocage axial et en rotation sont constitués respectivement par un jonc élastique et une clavette. Cependant, tout autre moyen similaire pourra être prévu et, par exemple, la clavette pourra être remplacée par un filetage alors que le jonc pourra être remplacé par une goupille, une vis pointeau, etc. REVENDICATIONS 1) Porte-outil pour machine-outil se composant d'un bloc métallique comprenant à l'une de ses extrémités un support pour un outil et à son autre extrémité un cône de montage sur la machine, ce cône étant destiné à recevoir un embout rapporté de serrage, cet embout et ce support présentant des formes et dimensions adaptées respectivement à la machine qui doit recevoir le porte-outil et à l'outil qui doit s'adapter sur ce porte-outil, le cône et le support étant en outre séparés par une collerette d'entrainement pourvue d'entailles propres à coopérer avec des saillies complémentaires prévues sur la machine-outil pour ltentra;;- nement en rotation du porte-outil, porte-outil caractérisé en ce que le cône de montage (6, 20, 35) et le support (7, 21, 31) pour un outil sont reliés par une zone cylindrique (13, 24, 37) pourvue d'un épaulement de butée (14, 23, 38) formé directement sur ce bloc métallique et en ce que la collerette d'entrainement (15, 26, 28) constitue une pièce annulaire indépendante dont le diamètre interne correspond au diamètre de la partie cylindrique du corps et dont les formes et dimensions sont par ailleurs telles qu'elle vient en appui sur l'épaulement de butée, des moyens (16, 24, 25) étant en outre prévus pour assurer le blocage axial et en rotation de la collerette sur le bloc métallique. 2) Porte-outil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens assurant le blocage en rotation de la collerette d'entrainement sur le corps, sont constitués par une clavette (16,40) logée dans une rainure correspondante du corps et de la collerette d'entrainement. 3) Porte-outil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens assurant le blocage axial de la collerette d'entrainement sur le corps sont constitués par un jonc en métal élastique (17, 25) logé dans une rainure annulaire (18, 39) formée dans la partie cylindrique (24t. 4) Porte-outil conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la collerette d'entrainement pourvue à cet effet d'entailles (151) propres à coopérer avec les saillies d'entratnement d'une machine-outil, présente également une forme (27, 30) adaptée au chargement de l'outil, sur le porte-outil, par un moyen de chargement automatique ou semi-automatique.