Brevet FR2584635A1 — publié le 19870116

MACHINE A ALESER HORIZONTALE L'invention concerne les machines à aléser horizontales qui comportent un bâti avec des moyens de support et de fixation d'une pièce à usiner, ainsi qu'un montant sur lequel peut coulisser verticalement une poupée dans laquelle est montée à rotation une broche horizontale porte-outil reliée à un moteur d'entraînement en rotation. Les machines connues de ce genre comportent, en outre, une barre d'alésage porte-outil qui peut coulisser à l'intérieur de la broche rotative précitée et qui est liée en rotation avec elle au moyen d'un système de clavettes. Or cette disposition générale connue présente des inconvénients. En effet, l'axe géométrique de la barre d'alésage est moins précis que les axes des différents autres mouvements et cela pour différentes raisons, notamment les suivantes - l'existence d'un jeu de fonctionnement (de l'ordre de 0,01 mm à 0,15 mm) nécessaire entre la barre et la broche. - le montage de la broche dans des paliers à roulements à rouleaux coniques plus ou moins sujets à des déformations mécaniques élastiques. - la flèche de la barre d'alésage due à la pesanteur et variable en fonction de la longueur dont la barre sort en porte-a-faux, de la broche. -l'usure par frottement de la barre contre l'alésage de la broche, à l'origine d'un phénomène de "fretting-corrosion", c'est-à-dire de micro-soudure qui crée une erreur de réversibilité et de positionnement axial de la barre d'alésage. - des échauffements locaux éventuels de la barre d'alésage. - un amoindrissement de la rigidité de la barre d'alésage due à la présence des rainures de clavettes d'entrainement qui réduisent ses moments d'inertie en flexion et en rotation. Ces différents défauts des aléseuses classiques peuvent être autant de sources d'erreurs sur les diamètres des alésages exécutés, par exemple en raison de l'existence d'un faux-rond de la barre d'alésage ou d'une flexion de celle-ci qui s'esquive sous l'effort de coupe, ou encore d'erreurs d'entr'axes entre deux alésages dues, par exemple, à un défaut de parallélisme de la barre par rapport à la table porte-pièce usiner ou à une dilatation thermique de la barre par echauffement de la poupée qui se transmet, de proche en proche, par les paliers mécaniques (eux-mêmes déjà échauffés) et la broche. Le but de l'invention est de réaliser une aléseuse qui ne présente pas les inconvénients des machines classiques qu'on vient de rappeler. A cet effet, suivant l'invention, la broche horizontale rotative porte-outil est montée dans la poupée par l'intermédiaire de paliers hydrostatiques conçus de façon à permettre à ladite broche de subir aussi des mouvements de translation longitudinale dans la poupée sous l'action de moyens de commande d'avance appropriés. Ainsi, la machine ne comporte plus la barre d'alésage habituelle qui coulisse à l'intérieur de la broche, puis que maintenant c'est la broche elle-même qui coulisse directement dans la poupée et qui permet, à elle seule, d'effectuer tous les travaux désirés d'alésage ou de fraisage. Cela permet d'augmenter sérieusement la précision de la machine, la valeur des erreurs d'usinage étant pratiquement divisée par deux ou trois.En effet, on supprime le jeu entre barre et broche, puisqu'il n'y a plus de barre; les paliers hydrostatiques peuvent être plus rigides et plus constants que des paliers à roulements; il n'y a plus d'usure entre barre et broche, puisqu'il n'y a plus de barre; et la broche est moins sujette à des déformations thermiques, car la circulation du fluide dans les paliers hydrostatiques peut être réglée à des débits capables d'évacuer les calories indésirables L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen du dessin annexe dont la figure unique montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation d'une machine à aléser suivant l'invention. La machine a aléser horizontale représentée sur le dessin comporte un bâti 1 avec des moyens de support et de fixation d'une pièce à usiner qui, dans cet exemple, sont constitués -par une simple taque 2. Elle comporte aussi un montant 3 qui-est mobile sur des glissires horizontales 3A munies de patins à rouleaux et qui est lui-même muni de glissières verticales 4 sur lesquelles peut coulisser au moyen d'une vis de commande 9 entraînée par un moteur 10, une poupée 5 qui supporte une broche rotative horizontale porte-outil 6 par l'intermédiaire de deux paliers hydrostatiques, à savoir : un palier avant désigné par 7 et un palier arrière désigné par 8. L'extrémité avant de la broche 6 présente un nez 11 de conception classique apte à recevoir un outil d'usinage approprie au genre d'opération, alésage, per çage, fraisage, à effectuer sur une pièce fixée sur la taque, tandis que son extrémité arrière est montée à rotation dans un boiter 12 qui est muni de patins à billes recharges 13 et qui peut coulisser sur des glissières horizontales 14 solidaires de la poupée 5. L'extrémité arrière de la broche rotative 6 est solidaire en translation du boitier 12 dont les mouvements, le long des glissières 14, sont assurés par tout système classique approprié tel que, par exemple, celui représenté sur le dessin et constitué par une vis à billes 16 parallèle aux glissières 14 et dont les deux extrémités tourillonnent respectivement dans des paliers 17, 18 solidaires de la poupée 5, tandis qu'un écrou 21, engagé sur ladite vis, est fixé dans le boitier 12. La vis 16 est entraînez en rotation par un moteur 22. Le mouvement de rotation de la broche porteoutil 6 est assuré à partir d'un moteur 24 solidaire de la poupée, par l'intermédiaire d'une transmission qui comporte : une poulie à gorges 25 fixé sur le bout d'arbre du moteur, un jeu de courroies de section trapezoldale 26 qui passent sur la poulie 25, un arbre cannelé 27 parallèle aussi aux glissières 14, une poulie à gorges 28 fixée sur une extrémité de cet arbre cannelé et sur laquelle passent aussi les courroies 26, une boite de vitesses que l'on a représentée ici d'une manière simplifiée sous la forme d'une première roue dentée 31 montée à coulissement sur les cannelures de l'arbre 27 et emprisonnée dans le boitier 12, et d'une deuxième roue dentée 32 en prise avec le pignon denté 31, logée aussi dans le boiter 12 et fixée rigidement sur l'extrémité arrière de la broche rotative porte-outil 6. L'arbre cannelé tourillonne, par ses deux extrémités, respectivement, dans deux paliers 35, 36 solidaires de la poupée 5. Sur le dessin, on a représenté aussi un câble d'équilibrage 38 qui passe sur des poulies telles que 39 portées par la partie supérieure du montant 3; une extrémité de ce câble est attachée à la partie supérieure de la poupée 5 tandis que son autre extrémité porte un contrepoids classique (non représenté). Ainsi, le fonctionnement de la machine s'explique de lui-même : le mouvement de rotation de la broche porte-outil 5 est assuré par le moteur 24 au moyen de la transmission par courroies 26, arbre cannelé 27 et roues dentées 31, 32 décrite plus haut, tandis que son mouvement de translation est assuré par le moteur 22 au moyen de la transmission par vis et écrou à billes 16, 21 également décrite et représentée. Les paliers hydrostatiques présentent les caractéristiques qui permettent d'en tirer le meilleur parti. Dans un mode de réalisation où le diamètre de l'alésage des paliers est de 130 mm, pour une vitesse de rotation maximale de 3200 tours/mn. et une distance entre paliers de 300 mm environ, on a obtenu de bons résultats avec les caractéristiques suivantes : jeu fonctionnel du palier avant 7 : 0,03 mm au rayon, jeu fonctionnel du palier arrière 8 : 0,05 mm au rayon; dimensions des poches du palier avant : 86 x 150 mm2, du palier arrière : 86 x 140 mm2; laminage axial : 30 mrn nombre, de poches : 3; asservissement automatique en position de l'arbre (c'est-à-dire de la broche 6) au moyen d'un gicleur de type capillaire. REVENDICATIONS 1. Machine à aléser horizontale comportant un bâti avec des moyens de support et de fixation d'une pièce à usiner, ainsi qu'un. montant sur lequel peut coulisser verticalement une poupée dans laquelle est montée à rotation une broche horizontale porte-outil reliée à un moteur d'entraînement en rotation, caractérisée en ce que la broche horizontale rotative porteoutil (6! est montée dans la poupée (5) par l'interme- diaire de paliers hydrostatiques (7, 8) conçus de façon à permettre à ladite broche de subir aussi des mouvements de translation longitudinale dans la poupée sous l'action de moyens de commande d'avance (16, 21, 22). 2. Machine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les paliers hydrostatiques (7, 8) sont équipés de gicleurs de type capillaire propres à assurer un asservissement automatique de la broche (6) en position.