Brevet FR2617071A1 — publié le 19881230

L'invention concerne un dispositif assurant le régla- ge en profondeur et l'entraînement positif d'outils utilisés sur des machines-outils L'objet de l'invention se rattache au secteur techni- que des organes du type porte-outils adaptables sur les machinesoutils. Il est bien connu d'utiliser dans l'industrie mb.ani- que des porte-outils a changement rapide permettant en particulier de réduire le temps de changement d'outils sur les machines classiques ou du type chaine-transfert. Généralement les outils sont associés a des masques, des gabarits, des canons et autres éléments de guidage permettant l'usinage ',en l'air avec toute la précision nécessaire Depuis quelques années sont apparues de nouvelle, implantations d'ateliers et de nouvelles conceptions de travail des métaux : machines a commande numérique a tata, multibrcches, machines modulaires pour ateliers flexibles, machines-cuti le a cycle automatiques préréglage des outils avant montage Dans ce genre de machines, le type d'outillage précité s'avère encom brant, difficile a utiliser avec des guides. et non adapté aux rendements et a la précision de travail exigés dans l'industrie moderne. Il a donc été nécessaire d'étudier de nouveaux outillages compatibles avec ces machines et plus performants en par- ticulier autorisant le préréglage des outils en dehors des machines. Pour cela, on a mis en oeuvre des organes se présentant soit sous la forme d'un module indépendant adaptable sur des extrémités de broches de machines, soit directement intégrés dans la construction des broches. Ces organes comprennent une partie reliée à la broche de la machine par exemple un mandrin a changement rapide ou un équipement correspondant de la broche et une partie interchangeable ou porte-outil constitué par une douille a changement rapide qui peut être de plusieurs types douilles porte-pinces, douilles flottantess porte-alésoirs. douilles porte-tarauds Pour prérégler a l'avance la profondeur de travail de l'outil monté dans la douille, il est indispensable de prévùr sur ladite douille un moyen de réglage rapide et pour vits tout risque de glissement entre l'élément de serrage de la douille (pince par exemple) et l'outil sous l'effet du couple de rotation appliqué aux parties actives de l'outil, il est ré- cessaire d'entraîner positivement l'outil, cela tout en se ré- servant la possibilité de réglage axial. Le dispositif selon l'invention se propose de rèpon dre d'une manière simple, économique et fiable, a ces critères Pour cela et selon une première caractéristique > la partie interchangeable ou porte-outil proprement dit, présente dans l'alignement axial avec l'outil et immédiatement derrière, un organe monté à coulissement axial et indexé en rotation par rapport audit porte-outil, cet organe étant relié anlairement à l'outil, puis un moyen indépendant monté à rotation et dépla- remuent axial simultanés dans l'axe du porte-outil. et manoeuvra- bis directement ou par l'intermédiaire d'un outillage approprié. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention sans touteffois le limiter dans les dessins annexés - la figure 1 est une vue en demi-coupe et demi-vue extérieure illustrant un exemple d'outillage équipé du dispositif selon l'invention et monté dans la broche d'une machine, - la figure 2 est une vue en coupe montrant une douille porte-pinces seule avec le dispositif selon l'invention, - la figure 3 est une vue en perspective illustrant les deux éléments du dispositif selon l'invention dans une forme non limitative de réalisation, - la figure 4 est une vue en coupe considérée suivant la ligne 4.4. de la figure 2 montrant l'indexation angulaire de l'organe entraîneur dans la douille, - la figure 5 est une vue en perspective illustrant une variante de réalisation du moyen de réglage en profondeur, - la figure 6 est une vue en plan du moyen de réglage en profondeur, - la figure 7 est une vue en coupe montrant une variante de réalisation de l'indexation angulaire de l'organe entraîneur dans la douille. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisation illustrées aux figures des dessins et appliquées à un outillage de perçage avec mandrin a changement rapide recevant des douilles porte-pinces à changement rapide. D'une manière connue, le mandrin à changement rapide (1) dans cet exemple, comprend une queue cylindrique (la) aménagée intérieurement pour sa fixation dans la broche (B > de la machine et son entra nement en rotation. Un corps (1b) reçoit la douille à changement rapide (2) par un alésage conique (lc > pour l'engagement de la portée conique correspondante (2e) de la douille, qui présente une gorge (2b > formant chemin de roulement pour des billes (3 > logées dans des ouvertures radiales (1d) du corps.Une bague (4) empoche les billes de s'écarter radialement et autorise par relevage à l'encontre d'un ressort (5 > leur écartement radial pour l'introduction de la douille dans le mandrin. Une liaison maIe-femelle (1c), (2c > assure l'entraînement en rotation de la douille. La douille (2) présente axialement en partant de sa face inférieure, un alésage conique (2d) pour l'emmanchement d'une pince (6) destinée à centrer et à serrer l'outil (0) par l'intermédiaire d'un écrou (7). Selon l'invention, l'outil (0) doit être entraîné positivement en rotation sans risque de glissement par rapport à la pince, et doit pouvoir Entre réglé en profondeur avant montage de la douille dans le mandrin. Pour cela, la douille présente axialement a partir de sa face supérieure, un trou fileté (2e) qui de préférence ne débouche pas dans l'alésage conique (2d). Dans ce taraudage, on exécute par tous moyens tels que électro-érosion, des empreintes régulières et de faible profondeur (f) délimitant entre Elles un polygone régulier, un carré par exemple et qui s'étendent jusqu'a la fin du taraudage. En variante, le taraudage et d6- boucher dans l'alésage conique et les empreintes sont alors arrotées un peu avant. Entre ces empreintes est logé à coulissement un organe entraîneur (B) de section correspondante dont la face in férieure est aménagée pour être reliée fermement avec la queue de l'outil. fi cet effet, il est prévu par exemple un assemblage mâle-femelle du type entaille axiale (8a) sur l'entraneur et tenon (01) sur la queue de l'outil. Bien entendu, l'organe t8) peut présenter deux entailles perpendiculaires, ou bien d'autres formes en saillie d'entraînement de l'outil avec formes en creux complémentaires. De même, les parties males et femelles peuvent être inversées. Suivant une autre variante illustrée à la figure 7, l'indexation angulaire de l'organe (8) dans la douille est obtenue par coulissement dudit organe dans un logement (2ge de même section, réalisé entre le taraudage (2e > et la portée conique (2d). A la suite de l'organe (8) est logée une vis de réglage (9) de préférence à pas fin qui par vissage dans le taraudage (2e > permet de pousser vers le bas l'ensemble organe outil (0), après léger desserage s'il y a lieu de la pince (6) à l'aide de l'écrou (7), afin de positionner l'outil à une profondeur (P) donnée et controlable par tous moyens connus. Pour effectuer ce réglage, la vis (9) est équipée à sa partie supérieure d'un moyen de manoeuvre qui peut entre de manière classique constitué par au moins une encoche d'entraînement, par un tournevis ou par une empreinte en creux polygonale pour une clé mâle correspondante, ou bien comme illustré, par des trous t9a) pour une clé à ergots, ou encore par un bouton moleté (9b) formé directement dans la vis. En variante, on peut prévoir d'autres types de réglage que la vis, par exemple par déplacement hélicoïdal d'un poussoir. Lorsque le réglage désiré est obtenu, il faut immnbi- liser cette vis afin d'éviter tout déréglage par vibrations ou autres. Pour cela, on peut prévoir différents moyens tels que des joints toriques, des plots frotteurs, ou comme illustré, un coin tronconique (101 engagé dans un évidement correspondant (9c) de la vis Les avantages ressortent bien de la description. En particulier, on souligne l'entraînement ferme e octet on de l'outil par l'organe (S > sans influence sur le riblage en profondeur du fait de l'indépendance dudit organe avec la vs de réglage. L'ensemble de l'outillage ainsi réalisé ffr gal=- ment les avantages suivants - haute précision axiale et radiale du centrage conique, - faible dégagement lors du changement des douilles, - entraînement positif des douilles par liaison maIe femelle, avec dissociation des éléments de centrage et de retenue des douilles par rapport avec l'élément d'entraînement, ce qui permet d'obtenir une très bonne précision de rotation, - faible encombrement et poids réduit, - maniement d'une seule main des douilles lors de l'échange par relevage de la bague et échappement aisé des emmanchements coniques. - facilité de réglage en profondeur et immobilisation de la vis après réglage évitant tout risque de rotation inopiné. R E V E N D I C A T I O N S - Dispositif assurant le réglage en profondeur et l'entrainement positif d'outils utilisés sur des machines-outils et posi tionnés dans la partie interchangeable d'un porte-outil à changement rapide, caractérisé en ce que la partie interchangeable (2) ou porte-outil proprement dit présente dans l'alignement axial avec l'outil 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe entraineur (8) et l'outil , et délimitant entre elles un polygone régulier, carré par exemple, dans lequel est introduit l'organe -5- Dispositif selon la revendication i, caractérisé n ce que le moyen (9) de réglage en profondeur de l'outil (0) est une vs de préférence à pas fin montée dans un taraudage (2e) du pDrte- outil (2), pour pousser lors du vissage, l'ensemble organe (-e:- outil (0) après léger desserrage s'il y a lieu de l'élément (6) de centrage et de serrage de l'outil. -6- Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manoeuvre de la vis (9) s'opère à l'aide d'un outillage du type tournevis, clé mêle a pans, clé à ergots, engagé dans au moins une encoche, une forme en creux polygonale ou des trous (9a) de la vis. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la manoeuvre de la vis (9) s'opère par un bouton moleté (9b) formé directement sur la vis. - 8 - Dispositif selon les revendications i et 5 ensemble, ca ractérisé en ce que le moyen (9) est immobilisé après réglage de la profondeur de l'outil par tous moyens associés à la vis et venant en contact à frottement avec des logements de la vis afin d'éviter toute rotation intempestive. - 9 - Dispositif selon les revendications 5 et 8 ensemble, ca ractérisé en ce que l'immobilisation de la vis (9) est obtenue par un coin tronconique (10) engagé dans un évidement correspondant (9c) de la vis qui présente au moins une fente (9d > pour son expansion diamétrale par action sur le coin dont la partie inférieure (lova) est filetée pour se visser dans le fond de la vis (9) qui est alors retenue par tous moyens a partir de ses formes d'entraînement en rotation.