Brevet FR2666267A1 — publié le 19920306

- Les équipements modernes d'usinage tels que les fraiseuses et perceuses sont normalement commandés au moyen de dispositifs qui sont tels que plusieurs pièces à usiner doivent être fixées en même temps de façon à assurer un traitement avantageux Une condition devant être respectée à cet effet est que toutes les pièces soient positionnées dans l'appareillage de manière qu'une variation autorisable puisse être main- tenue sous contrôle Il est essentiel que le montage des pièces puisse être effectué rapidement et que le remplacement des pièces après le traitement puisse aussi être effectué en un temps réduit. C'est dans ce domaine technique que la présente invention a pour but, en premier lieu, de positionner un certain nombre de fixations dans un appareillage donné et, en second lieu, de permettre la mise en place de ces fixations d'une manière rendant possible une libération rapide des pièces à usiner et rendant la mise en place reproductible de façon qu'on puisse l'utiliser dans des machines-outils à commande numéri- que. Dans un étau ordinaire, on a résolu le problème en mettant simplement en place une pièce à usiner entre deux mÈchoires Habituelle- ment, l'une des mâchoires est fixe et l'autre est mobile à l'aide d'un type quelconque de moyens de guidage qui entratne un serrage de la pièce entre les mâchoires. Le problème consiste ici à disposer un certain nombre d'étaux fixes à double effet sur une table de travail ou une monture, de telle façon que la mise en place des mâchoires fixes soit déterminée de manière que le positionnement puisse être utilisé en tant que coordonnées dans une machine à commande numérique, ce qui permet la reproductibilité après montage dans la machine. L'invention réside dans une unité ou plaque modulaire simple qui, d'une manière connue, peut être positionnée et montée dans une machine de transformation De telles unités sont souvent appelées montu- res ou fixations Ci-après, le terme "monture" désigne une unité compor- tant plusieurs machoires fixes et mobiles Une monture peut être consti- tuée de deux poutres dans chacune desquelles est ménagée une glissière destinée à une tirant d'ancrage Toutefois, la monture peut être aussi constituée d'une plaque, plus précisément une plaque modulaire comportant des glissières et des trous de positionnement permettant une mise en place suivant des coordonnées Suivant l'invention, les pièces à usiner sont serrées dans une monture, entre une mâchoire fixe et une mâchoire mobile Une mâchoire mobile se trouve située à l'arrière d'une mâchoire fixe et est montée mobile vis-à-vis de cette mâchoire fixe. La solution du problème consiste ainsi à placer un certain nombre d'étaux d'une manière reproductible dans une monture On peut alors monter cette dernière dans une machine quelconque d'une manière connue. L'invention a pour objet une fixation destinée à permettre le serrage de plusieurs pièces à usiner devant être traitées par des machi- nes telles que des machines à commande numérique, du type dans lequel le serrage est effectué au moyen de mâchoires qui sont à double effet, l'une comportant une surface fixe de serrage et l'autre étant mobile, et dans lequel les mâchoires fixes sont fixées en rangées d'une manière connue, par exemple au moyen de tirants d'ancrage, sur des poutres ou dans des glissières ménagées dans un bâti, constituant ainsi une monture, caracté- risée en ce que, dans sa partie faisant face aux mâchoires mobiles, la mâchoire fixe est conformée à la façon d'une pointe de flèche, ou d'une partie de celle-ci, comportant des surfaces planes de glissement le long desquelles la mâchoire mobile, qui est divisée en deux parties peut coulisser de façon telle que leurs surfaces frontales soient déplacées parallèlement à une direction coïncidant essentiellement avec celle des poutres, le déplacement étant exécuté d'une manière connue, par exemple au moyen d'une vis montée entre les mâchoires mobiles, tandis que le positionnement le long des poutres est guidé au moyen de trous disposés d'une manière équidistante dans les poutres ou un bâti correspondant prévu pour les mâchoires, lesquels trous ont leurs corresparla s da Is les mâchoires fixes, le positionnement étant exécuté au moyen d'une broche qui traverse la mâchoire ainsi que la poutre ou la monture. Suivant une particularité de l'invention, la mâchoire fixe est positionnée dans la monture ou la machine au moyen de broches de fixation Différentes combinaisons de trous ménagés dans la mâchoire fixe peuvent être positionnées par rapport à d'autres trous ménagés dans la 3 - monture ou le bâti de travail de la machine, par exemple deux poutres. Suivant une autre particularité de l'invention, la force de serrage sur la mâchoire fixe provient d'une combinaison de pièces en forme de coins et de plans de glissement, dont certains font partie de la m Achoire fixe et les autres font partie de prismes ou de troncs de pyra- mide Les seconds peuvent coulisser d'une manière connue vis-à-vis des premiers Le déplacement ou coulissement peut par exemple être obtenu au moyen d'un type quelconque de raccord à vis. En vue d'empêcher un jeu ou des déplacements non voulus de la m Achoire mobile, le plan de glissement de la m Achoire fixe peut être incliné ou être pourvu de dispositifs de guidage Dans de tels cas, la m Achoire mobile se trouve serrée entre la machoire fixe et le bati ou les poutres lorsque des forces de serrage sont appliquées. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tent de la description de modes avantageux de réalisation qui suit à titre non limitatif et en regard des dessins annexés sur lesquels: les figures la et lb illustrent le problème du serrage d'une pièce à usiner, les figures 2 a et 2 b illustrent le problème posé lorsque plu- sieurs pièces doivent être montées sur une machine, les figures 3 a et 3 b sont des vues respectivement de dessus et de côté illustrant la manière dont une m Achoire libre et une m Achoire fixe peuvent former une unité, les figures 4 a, 4 b et 4 c représentent une double machoire conforme à l'invention, la figure 5 représente le montage de plusieurs doubles mÉ- choires servant pour plusieurs pièces à usiner, cette figure illustrant aussi un certain avantage des doubles m Achoires, et la figure 6 illustre enfin le problème d'une série de trous et du déplacement des mâchoires. Le problème est clairement posé à la figure 1 Sur cette fi- gure, une pièce à usiner 1 est fixée entre deux mâchoires 2 et 3 Ces m Achoires sont elles-même montées sur deux poutres ou longerons 4 et 5 qui forment une monture Le montage peut s'effectuer de nombreuses maniè- res Une manière efficace consiste à utiliser des tirants d'ancrage si 4 - les poutres comportent des glissières à la façon d'une table de perceuse. Cela peut se voir schématiquement en perspective à la figure la et de côté à la figure lb. Plusieurs pièces à usiner peuvent être montées en même temps en série entre des machoires, ainsi que le montre la figure 2 Sur cette figure, quatre pièces ont été serrées de la même manière qu'à la figure 1 Par la suite, les pièces seront représentées hachurées même si elles ne sont pas représentées en coupe Les hachures sont supposées permettre de distinguer plus facilement les machoires des pièces à usiner sur les dessins. Sur les dessins, on a utilisé des épaisseurs de trait diffé- rentes en vue de distinguer différentes unités l'une de l'autre. La présente invention prévoit sur chaque machoire un agence- ment qui en fait une mÉchoire à double effet, une mnchoire fixe agissant dans un sens et une mâchoire mobile, dans le sens opposé Le montage de la machoire fixe sur un bâti donné constitue aussi un objet important de l'invention. A partir de la figure 2 b, une zone située entre deux pièces à usiner a fait l'objet d'un agrandissement à la figure 3 a Sur cet agrandissement, on peut observer deux pièces à usiner i Entre ces der- nières, on peut voir une mÉchoire fixe F et une machoire mobile R Entre ces dernières, il existe un élément 6 utilisé pour déplacer la m&choire mobile vis-à-vis de la machoire fixe F L'agencement que l'on voit de côté à la figure 3 a est vu de dessus à la figure 3 b. On peut constater que la machoire fixe F s'étend jusqu'au- dessus des deux poutres 4 et 5 de la montures ce qui permet un ancrage solide de cette mÈchoire fixe F sur un bâti de machine par l'intermédiai- re des poutres ou directement au moyen de glissières ménagées par exemple dans la table d'une perceuse, des parties de glissières pouvant être réalisées d'une manière connue dans les poutres Ces éléments d'ancrage permettant la fixation d'une poutre sur un bâti de machine ou dans une monture sont connus des spécialistes en la matière et ne font pas partie de l'invention. Certains des détails constituant des particularités sont re- présentés à la figure 4 Parmi ceux-ci, on peut voir, de dessus à la figure 4 a, une m Achoire fixe F et une mâchoire mobile divisée en deux parties (RI et R 2) Cette unité sépare deux pièces à usiner 1. La machoire fixe a la forme d'une flèche épointée comportant deux plans de glissement 7 et 8 formant un certain angle entre eux La pointe de la flèche est disposée d'une manière symétrique entre les deux poutres de montage 4 et 5 ou glissières ménagées dans une monture. Les deux parties de la machoire mobile peuvent coulisser le long de ces plans Sur cette figure, la machoire mobile est constituée de deux prismes (Rl et R 2) comportant trois faces formant, en section, des angles droits entre elles, tandis que la quatrième est inclinée par rapport à deux autres Une coupe transversale de ces prismes a la forme d'un trapèze L'inclinaison de la quatrième face est essentiellement égale à la moitié de l'angle 9 formé par la flèche de la mâchoire fixe. Au moyen d'une vis A, dont l'axe est marqué sur la figure, il est possi- ble, d'une manière connue, de rapprocher ou éloigner de force l'un de l'autre les deux prismes A cette occasion, les prismes coulissent le long des plans de glissement 7 et 8 de la m Achoire fixe de telle façon que leurs surfaces frontales 10 et Il se déplacent d'une manière essen- tiellement parallèle à la direction des poutres 4 et 5 D'autres méthodes permettant d'appliquer des forces de serrage sont connues des spécialis- tes. Les deux prismes Ri et R 2 et la mâchoire fixe en forme de flèche sont caractéristiques de la présente invention Ces prismes sont reliés à la machoire fixe de n'importe quelle manière connue Il s'est avéré avantageux que ces prismes coulissent sur un bâti quelconque, par exemple sur les poutres 4 et 5 prévues à raison d'une pour chaque prisme. Bien entendu, ces prismes peuvent coulisser sur une surface plane compor- tant des glissières prévues pour des tirants d'ancrage, les poutres ne servant qu'à représenter symboliquement une fixation sur une machine ou dans une monture Cela est représenté de côté à la figure 4 b L'axe de la vis A y est aussi indiqué En vue de réduire le risque de basculement des prismes, il s'est avéré avantageux d'utiliser des troncs de pyramide au lieu de prismes droits, ce qui est représenté à la figure 4 c. Dans ce cas, une partie de l'agencement de la figure 4 b a été modifiée Cette modification réside dans une inclinaison des plans de 6 - glissement 7 et 8, ceux-ci formant avec le bâti un angle inférieur à un angle droit, tandis qu'on a donné aux pyramides des inclinaisons corres- pondantes sur une -face Cela est clairement représenté à la figure 4 c montrant la ligne inclinée 12 de contact entre la pointe de flèche et un tronc de pyramide on a aussi indiqué le contour de la pointe cachée 13 Le déplacement parallèle précédent des surfaces frontales 10 et 11 des prismes est ici modifié de telle façon que les pyramides soient appliquées contre le b Ati inférieur en raison d'un faible effet de coin entre la pointe de flèche et ces prismes De même que précédemment, les surfaces frontales 10 et Il forment des angles droits avec le bâti inférieur. Les surfaces 7 et 8 de coulissement sur R 1 et R 2 peuvent aussi être pourvues de lèvres ou de rainures de guidage qui empêchent un basculement des pyramides ou des prismes. Grâce à cette dernière modification, on obtient un serrage des pièces à usiner 1 contre la surface frontale d'une mÉchoire mobile qui est plus sûr que dans le cas d'une m Achoire mobile suspendue ou d'une machoire disposée sur des tiges de guidage. Dans une application avantageuse, la fixation de la machoire fixe F sur les poutres 4 et 5 est effectuée au moyen de deux tirants d'ancrage B qui traversent cette machoire fixe et sont mobiles dans des glissières réalisées dans les poutres Cela n'est pas représenté aux dessins étant donné qu'il s'agit là d'une technique bien connue Les axes de ces tirants d'ancrage, ou de tout autre moyen connu utilisé pour fixer la mâchoire fixe, d'une manière amovible et coulissante le long d'une poutre, sur une telle poutre ou sur une table de travail, sont indiqués par le trou central aux figures 4, 5 et 6. A la figure 5, quelques pièces à usiner 1 et deux pièces 21 et 22 sont serrées Celles qu'ont doit examiner en détail sont les deux pièces situées au milieu de la figure Trois paires de machoires F, RI et R 2 sont nécessaires pour serrer deux pièces Dans le cas présent, on peut serrer des pièces 21 et 22 présentant une certaine différence en lon- gueur. Aux figures 4 a et 4 b, on a représenté trois trous C ména- gés dans la machoire fixe F de chaque côté des pièces à usiner 1 On peut 7 - aussi retrouver ces trous aux figures 5 et 6 A la figure 5, on peut aussi observer deux rangées de trous dans chaque poutre Ces derniers trous sont recouverts par endroits par les mâchoires F, Rl et R 2. La combinaison des trous C prévus dans les mâchoires fixes et de la rangée de trous 14 constitue une autre particularité de l'inven- tion En se concentrant sur la rangée inférieure 15 prévue dans l'une des poutres et sur le trou inférieur 16 prévu dans la mâchoire fixe, le spécialiste comprend que les mâchoires fixes peuvent être placées à intervalles équidistants, l'intervalle étant déterminé par la distance 17 existant entre les trous prévus dans la poutre Il est ainsi facile de monter des mâchoires fixes à des distances fixées à l'avance l'une par rapport à l'autre. Avec de grands trous, par exemple de 10 mm de diamètre, on peut obtenir un positionnement reproductible et permanent des mâchoires fixes sur les poutres 4 et 5 ou dans une monture, à l'aide d'une broche traversant la mâchoire et la poutre Lorsqu'un certain nombre de mâchoi- res ont été positionnées le long des poutres, elles peuvent être fixées sur ces dernières à l'aide de n'importe quel moyen connu, par exemple de tirants d'ancrage B. Le changement de place qui est possible pour les mâchoires fixes est déterminé par la distance 17 existant entre les trous 15 prévus dans les poutres Une souplesse plus grande d'utilisation peut être obtenue au moyen de deux rangées de trous ménagés dans les poutres et de deux trous supplémentaires ménagés sur chaque côté des mâchoires fixes. Si une ligne 18 passant par les centres des trous prévus dans une poutre et une autre ligne 19 passant par les centres des trous correspondants prévus dans les mâchoires fixes sont sécantes entre elles, la souplesse de positionnement des mâchoires fixes le long des poutres est encore plus grande Un troisième trou convenablement placé sur chaque côté de la mâchoire fixe peut accrottre encore cette souplesse. On parvient à une solution telle que la périodicité du posi- tionnement le long des poutres 4 et 5 ou dans la monture est inférieure à l'amplitude de serrage 20 ou la capacité de déplacement des troncs de pyramide Rt et R 2 Cela est illustré à la figure 6 sur laquelle l'une des pyramides est dans sa position la plus éloignée et l'autre, dans sa 8 position rétractée On peut alors placer les machoires fixes F le long des poutres ou dans les glissières du bâti d'une manière telle que la variation de longueur des pièces à usiner, due par exemple au tronçonna- ge, peut être absorbée par les mâchoires mobiles RI et R 2. Les deux mâchoires mobiles permettent aussi le serrage d'une paire de pièces à usiner 21 et 22 Il peut aussi être tenu compte d'une certaine variation de longueur, due par exemple au tronçonnage, étant donné que les machoires mobiles RI et R 2 peuvent coulisser le long des surfaces de la mÈchoire fixe d'une manière indépendante l'une de l'autre. Cela est représenté à titre d'exemple supplémentaire à la figure 5. Le spécialiste comprendra que l'agencement mentionné ne vise qu'au positionnement de pièces à usiner différentes suivant une direction qui coïncide avec celle des poutres ou des glissières Pour un position- nement dans le sens transversal aux poutres, les spécialistes connaissent plusieurs types d'éléments en porte-à-faux ou saillies contre lesquels les pièces peuvent être placées avant d'être serrées suivant la direction perpendiculaire. D'une manière connue, les mâchoires fixes, ainsi que les py- ramides mobiles peuvent être pourvues de saillies de guidage du type à rainures ou d'outils de fixation d'angle pour pièces cylindriques Dans leur partie supérieure, les saillies peuvent aussi comporter une rainure destinée à être utilisée avec des pièces minces, mais ces agencements sont bien connus et ne font pas partie de l'invention Le spécialiste observera sur les figures qu'on a donné aux pièces à usiner l une hauteur telle qu'elles se terminent partiellement entre les poutres 4 et 5 Il ne s'agit là que d'un exemple qui illustre une possibilité se présentant si les pièces ont une hauteur importante et la fixation des m Achoires s'effectue dans la pratique sur des poutres au moyen de rangées différen- tes de trous 14. Une ouverture en profondeur sera ainsi prise aussi en consi- dération dans les revendications annexées. Le spécialiste comprendra que l'acier est un matériau appro- prié pour la fabrication des mâchoires mobiles, ainsi que des m Achoires fixes, et des broches de guidage C, qui sont utilisées pour le position- nement Dans les revendications, on devra aussi prendre en considéra- 9 - tion un autre matériau dur Un matériau moins dur pourrait être nécessai- re pour les saillies si la finition des pièces à usiner est sensible. La présente invention fournit une solution au problème de la fixation reproductible de pièces à usiner en vue de leur traitement sur des machines à commande numérique et analogues L'agencement vise princi- palement à réduire les temps de réglage et de calage, ce qui entratne une compression du temps total de traitement par pièce L'invention présente ainsi une large utilité industrielle. - REVENDICATIONS 1 Fixation destinée à permettre le serrage de plusieurs piè- ces à usiner ( 1) devant être traitées par des machines telles que des machines à commande numérique, du type dans lequel le serrage est effec- tué au moyen de mxchoires qui sont à double effet, l'une (F) comportant une surface fixe de serrage et l'autre (R) étant mobile, et dans lequel les mâchoires fixes sont fixées en rangées d'une manière connue, par exemple au moyen de tirants d'ancrage (B), sur des poutres ( 4, 5) ou dans des glissières ménagées dans un bâti, constituant ainsi une monture, caractérisée en ce que, dans sa partie faisant face aux machoires mobi- les, la machoire fixe (F) est conformée à la façon d'une pointe de flè- che, ou d'une partie de celle-ci, comportant des surfaces planes de glissement ( 7, 8) le long desquelles la mÉchoire mobile, qui est divisée en deux parties (R 1, R 2) peut coulisser de façon telle que leurs surfaces frontales soient déplacées parallèlement à une direction coifncidant essentiellement avec celle des poutres ( 4, 5), le déplacement étant exécuté d'une manière connue, par exemple au moyen d'une vis (A) montée entre les machoires mobiles (R 1, R 2), tandis que le positionnement le long des poutres est guidé au moyen de trous ( 14, 15) disposés d'une manière équidistante dans les poutres ( 4, 5) ou un bâti correspondant prévu pour les machoires, lesquels trous ont leurs correspmxatsldaws les mâchoires fixes (F), le positionnement étant exécuté au moyen d'une broche qui traverse la machoire ainsi que la poutre ou la monture. 2 Fixation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les plans de glissement ( 7, 8) prévus sur la machoire fixe (F) sont inclinés vis-à-vis du bâti d'une manière telle que les mâchoires mobiles (Rl, R 2) se trouvent serrées entre la machoire fixe et la b Ati lorsqu'une force de serrage est appliquée sur les machoires mobiles. 3 Fixation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les plans de glissement ( 7, 8) prévus sur la machoire fixe (F) pré- sentent des rainures telles que les mâchoires mobiles (R 1, R 2), qui présentent des saillies correspondantes, se trouvent serrées entre la machoire fixe et le bâti lorsqu'une force de serrage est appliquée sur il - les mâchoires mobiles. 4 Fixation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le positionnement des mâchoires fixes le long de chacune des poutres est effectué au moyen d'au moins deux rangées de trous ( 14) prévus le long de celles-ci et d'au moins deux trous prévus de chaque côté des mâchoires fixes, en étant disposés de façon telle que les trous (C) prévus dans les mâchoires fixes recouvrent périodiquement les trous prévus dans les poutres ( 4, 5), tandis qu'une ligne ( 19) passant par deux trous d'une mâchoire fixe est sécante avec une ligne ( 18) passant par deux trous d'une poutre. Fixation suivant la revendication 3, caractérisée en ce que, de chaque côté des pièces à usiner ( 1), deux rangées de trous ( 14) ménagés dans le bâti et trois trous ménagés dans les mâchoires fixes forment la base servant pour le positionnement, une broche (C) prévue de chaque côté guidant la mâchoire fixe en position avant qu'elle soit fixée (sur le bâti). 6 Fixation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'amplitude ( 20) de déplacement qui est possible pour les mâchoires mobiles est essentiellement supérieure à la plus petite distance existant entre les mâchoires fixes qui peut être obtenue par la combinaison des trous (C) prévus dans les mâchoires fixes et dans le bâti. 7 Fixation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que les deux mâchoires mobiles (Rl, R 2) peuvent se déplacer d'une manière indépendante l'une de l'autre le long des plans de glissement ( 7, 8) lorsqu'une force de serrage est appliquée entre elles, par exemple au moyen d'une vis (A). 8 Fixation suivant l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisée en ce que, sur leurs faces tournées vers les pièces à usiner, les mâchoires fixes (F) et/ou les mâchoires mobiles comportent des garnitures conformées de façon à permettre l'adaptation aux pièces.