Brevet FR2691919A1 — publié le 19931210

FRAISEUSE A COPIER L'invention concerne une fraiseuse à copier, com- portant un bâti de machine et au moins une broche porte- fraise dirigée horizontalement, broche disposée sur un support de fraise, lequel est réglable en hauteur, est guidé comme un chariot porte- outils à mouvements croisés sur des rails de guidage horizontaux, et peut se dépla- cer par rapport à une table porte-pièce. On connaît déjà une fraiseuse à copier de ce type d'après le fascicule DE-OS 20 45 244 Dans cette frai- seuse à copier connue, la broche porte-fraise horizon- tale est fermement rapportée au support de fraise, prévu pour déplacer une broche porte-fraise orientée vertica- lement, de sorte qu'elle est exclusivement déplacée avec ce dernier La trajectoire, dans la direction de l'axe de la broche porte-fraise horizontale, est faible dans ce type de construction Il faut ajouter que la distance entre les guidages supérieurs destinés au support de fraise et le point d'usinage, avec le broche porte-fraise horizontale, est relativement importante, ce qui peut conduire à des vibrations indésirables. On connaît aussi une fraiseuse à copier (prospectus de la Sté Wegoma, Pforzheim, KF 228), dans laquelle on prévoit un support de fraise pour une broche porte-fraise orientée verticalement, ainsi qu'un support de fraise indépendant, comportant son propre moteur et servant à une broche porte-fraise orientée horizontalement Dans ce type de construction, deux barres de guidage, desti- nées à un chariot portant le support de fraise, sont disposées dans un plan vertical en avant de la machine et en avant de la table porte-pièce, parallèlement à leur butée, et qui, pour leur part, sont fixées à un cadre qui, par l 'intermédiaire de deux colonnes de gui- dage de grand diamètre, peut être déplacé perpendiculai- rement à la table porte-pièce Ces colonnes de guidage de grand diamètre sont alors disposées dans le bâti, pour des raisons de construction, dans la zone du rail de guidage horizontal inférieur, destiné au support de fraise servant à la broche porte-fraise horizontale La distance entre elles et le point d'usinage est donc ici aussi relativement importante Les fraiseuses à copier de ce type permettent aussi de copier avec la broche porte-fraise horizontale, car on peut prévoir un gabarit à copier dans un plan vertical entre le cadre et le bâti de la machine. L'invention a pour but de réaliser une fraiseuse à copier du type ci-dessus, de façon que l'on ait à dispo- sition une trajectoire importante pour l'usinage de pro- filés creux, notamment de grande profondeur dans une direction horizontale, sans qu'il en résulte des effets négatifs sur la précision du guidage. Ce but est atteint, dans une fraiseuse à copier du type ci-dessus, par le fait que le support de fraise est pourvu de barres de guidage verticales permettant un déplacement en hauteur; que les rails de guidage verti- caux sont logés dans un guidage faisant partie d'un cha- riot logé en translation verticale sur des barres trans- versales horizontales qui, avec des barres longitudina- les courant dans le même plan horizontal, mais perpendi- culairement à elles, forment un cadre à barres; et que les barres longitudinales peuvent subir une translation dans des paliers du bâti de la machine, disposés immé- diatement en-dessous de la table porte-pièce Grâce à cette forme de réalisation, on obtient, immédiatement en-dessous de la table portepièce, un ensemble mobile en translation, courant horizontalement et dans la direc- tion des axes des broches porte-pièce, et qui, pour un guidage très stable, permet de réaliser des courses d'avance même longues. Dans une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, on prévoit selon la Figure 2 que le cadre à barres est constitué d'au moins deux bar- res longitudinales et deux barres transversales, et qu'au niveau de chacune des barres transversales est logé un chariot, chaque chariot servant à un support de fraise; que les broches porte-fraise de ces deux supports de fraise sont dirigées l'une vers l'autre, chacune d'entre elles étant disposée sur les côtés opposés de la table porte-pièce; et que les deux chariots sont, par l'inter- médiaire d'une traverse, situés à une certaine distance en-dessous des barres longitudinales et parallèles à ces dernières, réunies pour former un chariot commun en U. Grâce à cette forme de réalisation, et en liaison avec le cadre à barres, on utilise complètement la place en- dessous du dispositif de guidage et servant au cadre à barres, et donc l'espace situé en-dessous de la table porte-pièce, pour la mise en place d'au moins l'un des moteurs d'entraînement des broches porte-fraise horizon- tales, la transmission s'effectuant d'une manière connue par des chaînes ou des courroies Cette forme de réali- sation présente aussi l'avantage que, bien que l'on ait besoin, pour le chariot en U ainsi obtenu, de deux bar- res de guidage transversal pour la translation transver- sale (c'est-à-dire pour le déplacement le long de la butée de la pièce), il n'en reste pas moins que ces gui- dages transversaux se trouvent, au contraire de la tech- nique actuelle, non pas l'un en-dessous de l'autre dans un plan vertical, mais l'un à côté de l'autre dans un plan horizontal, de sorte que, comme il a déjà été dit, l'espace restant peut être entièrement utilisé pour met- tre en place les systèmes d'entraînement, sans qu'il faille pour cela un espace supplémentaire. Selon la revendication 3, les barres transversales peuvent être directement fixées par leurs faces fronta- les à la périphérie des barres longitudinales Il est ainsi possible de réaliser d'une manière simple la dis- position du cadre à barres, dans lequel tous les axes des barres transversales et des barres longitudinales se trouvent dans un plan horizontal On a de plus l'avan- tage qu'aucun espace supplémentaire n'est nécessaire, au-dessus ou en-dessous de ce plan horizontal, pour dis- poser les guidages transversaux On peut alors faire en sorte que chacune des barres transversales se trouve en arrière ou en avant des paliers de guidage longitudinaux servant aux barres longitudinales Il est de même possi- ble de prolonger les barres longitudinales au-delà des barres transversales (ou au moins l'une des barres lon- gitudinales, ou encore une barre longitudinale supplé- mentaire), de sorte qu'il est tout aussi possible de guider encore dans des paliers supplémentaires chacun des chariots se trouvant sur l'un et l'autre côté des deux paliers longitudinaux Les supports de frais ne sont pas alors, comme dans l'état actuel de la techni- que, logés en porte-à-faux sur un côté des barres de translation, mais ils peuvent être guidés entre deux paliers disposés sur le bâti de la machine, ce qui con- tribue d'une manière décisive à l'augmentation de la précision de l'usinage On peut presque complètement éviter les vibrations. Selon les caractéristiques de la revendication 6, il est particulièrement avantageux de prévoir dans un espace intermédiaire en avant des guidages verticaux servant à la barre de guidage d'au moins l'un des sup- ports de fraise, un gabarit, pouvant se déplacer avec le chariot en U mentionné ci-dessus, disposé parallèlement aux barres de guidage verticales, et qui sert à comman- der les mouvements de translation des supports de fraise dans le plan vertical. Selon les caractéristiques des revendications 7 et 8, il est enfin possible de prévoir en outre un support de fraise, qui lui aussi est guidé sur un montage à cha- riot à mouvements croisés, et servant à une broche porte- fraise orientée verticalement, et de configurer ce sup- port de fraise de façon qu'il coïncide, d'une manière essentiellement identique, au support de fraise prévu pour les broches porte-fraise horizontales Le réglage en hauteur de ce support de fraise supplémentaire est réalisé grâce à des guidages verticaux, qui avantageuse- ment sont disposés à une même distance en arrière de la table porte-pièce, comme les barres de guidage longitu- dinal du chariot en-dessous de la table porte-pièce. Comme il a déjà été dit, on peut alors travailler avec des supports de fraise identiques, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que le support de fraise présente une configuration particulière. Enfin, selon les caractéristiques des revendica- tions 9 et 10, les supports de fraise destinés aux bro- ches porte-fraise horizontales peuvent aussi être entraî- nés par un système d'entraînement commun, la configura- tion étant alors avantageusement telle que le moteur d'entraînement se trouve sur le côté support de fraise vers lequel regardent les broches porte-fraise Un tel moteur d'entraînement doit pouvoir subir une commutation de son sens de rotation Cependant, de cette manière, on peut en arriver à ce que chacun des côtés dirigés vers l'extérieur des supports de fraise ne comporte qu'un couvercle d'engrenage, les engrenages des deux broches porte-pièce pouvant ainsi être très facilement accessi- bles. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés, qui repré- sentent un exemple de réalisation de l'invention, des- sins dans lesquels: La Figure 1 est une vue schématique de côté, par- tiellement en coupe, d'une fraiseuse à copier selon l'invention, La Figure 2 est une vue de devant de la fraiseuse à copier de la Figure 1, dans la direction de la flèche II, La Figure 3 est une coupe à travers la fraiseuse à copier des Figures 1 et 2, le long de la ligne III-III de la Figure 3, La Figure 4 est une vue de dessus de la fraiseuse à copier des Figures 1 et 2, dans la direction de la f lè- che IV de la Figure 1, et La Figure 5 présente une variante de la fraiseuse à copier de la Figure 1, dans une représentation selon la Figure 1, mais avec un bâti de machine pouvant se dépla- cer sur des rails, et qui ne comporte pas de dispositif destiné à une broche porte-pièce orientée verticalement. Sur les Figures 1 à 4, on prévoit un bâti de machine ( 1), se présentant sous la forme d'un socle en forme de cadre, sur lequel est placé un cadre porteur ( 2) destiné à un support de fraise ( 3) comportant une broche porte- fraise orientée verticalement Le cadre porteur ( 2) est alors constitué de deux colonnes ( 6) maintenues dans des guidages ( 5), colonnes qui sont verticales et sont pour- vues, à leur partie supérieure, de deux barres de guidage transversal ( 8) maintenues dans un support, barres sur lesquelles on prévoit un chariot ( 7) pour guider le sup- port de fraise ( 3) à l'aide de deux barres de guidage ( 9) perpendiculaires aux barres ( 8) Le support de fraise est pourvu d'un moteur d'entraînement ( 10), d'un engre- nage à courroie non représenté, destiné à la broche porte-fraise ( 4) et, d'une manière connue en soi, de leviers ( 11 et 12), disposés latéralement contre le bâti de la machine, destinés à assurer un réglage en hauteur à l'aide des colonnes ( 6), ou encore d'un levier ( 12) destiné à déplacer le support de fraise dans un plan horizontal Le chariot de guidage ( 7), qui, comme il va être dit plus loin, est presque identique aux chariots de guidage destinés aux supports de fraise à broches porte-fraise horizontales, présente, entre les barres de guidage ( 9) et les barres de guidage ( 8), un évidement ( 13) dans lequel est disposé un gabarit ( 14), à l'aide duquel, et aussi à l'aide du levier ( 12) et d'un palpeur ( 15) pénétrant dans la gabarit ( 14), on peut effectuer le fraisage selon le gabarit. Mais un guidage ( 17, 18), qui est constitué d'un guidage tubulaire ( 17) de grande longueur et de deux paliers de guidage en forme de manchon, ressortant de la Figure 3 et disposés immédiatement en-dessous de la table porte-pièce ( 16), est fixé au bâti ( 1), toujours vers le côté avant, c'est-à-dire vers le côté sur lequel se trouve aussi la table porte-pièce ( 16). Comme on le voit sur la Figure 4, des barres de guidage longitudinal ( 19) d'un cadre à barres ( 20) sont guidées dans les manchons ( 18), cadre qui est constitué des deux barres de guidage longitudinal ( 19) et de bar- res de guidage transversal ( 21), dont la barre de gui- dage transversal ( 21), logée en avant de la table porte- pièce ( 16), est prolongée vers la gauche, au-delà de la barre de guidage longitudinal ( 19), et est reliée à une autre barre de guidage longitudinal ( 22), qui est guidée dans le guidage ( 17), dans une zone se trouvant sur l'autre côté de la barre de guidage transversal ( 21) Le chariot ( 20) est ainsi guidé non seulement sur les deux paliers ( 18) en forme de manchon, en-dessous de la table porte-pièce ( 16), mais encore dans au moins un palier, disposé sur l'autre côté de la barre de guidage trans- versal ( 21), quand on regarde à partir de la table porte- pièce ( 16) La barre de guidage transversal ( 21) et le support de fraise, qui est guidé contre cette dernière d'une manière qui va encore être expliquée plus en détail n'est donc pas logée en porte-à-faux. Le chariot ( 20) peut être déplacé dans un sens et dans l'autre à l'aide d'un levier manuel ( 23) dans la direction des axes des barres de guidage longitudinal ( 19, 22), chaque déplacement pouvant aller jusqu'à ce que les barres de guidage transversal ( 21) butent contre l'extrémité correspondante des manchons ( 18). On voit sur la Figure 3 que, sur chacune des deux barres de guidage transversal ( 21), est guidé un chariot ( 24 ou 25), qui pour sa part comporte des paliers de guidage ( 26) destinés à des barres de guidage ( 27) orientées verticalement, qui sont reliées à demeure chacune à un support respectivement ( 28 ou 29), et auto- risent le réglage en hauteur de ces supports ( 28 et 29) par rapport aux chariots ( 24 et 25) Les chariots ( 24 ou ), et les supports qui leur sont affectés ( 28 et 29) forment donc un genre de chariot à mouvements croisés pour broches porte-fraise ( 30 et 31), qui sont orientées horizontalement et qui, dans l'exemple de réalisation considéré, ont des axes en alignement Comme le montre en outre la Figure 3, les deux supports de fraise ( 24 et 25) sont liés l'un à l'autre à demeure à l'aide d'une traverse rigide ( 32), et de ce fait forment un chariot commun, qui est guidé d'une manière suffisamment stable sur les deux barres de guidage transversal ( 21) dans le sens transversal c'est-à-dire dans le sens longitudi- nal de la table porte-pièce ( 16) La translation le long des axes des barres de guidage transversal ( 21) et en hauteur, le long de l'axe des barres de guidage ( 27), est réalisée à l'aide d'un levier à main ( 33). On voit aussi sur la Figure 3 qu'il se forme, à l'intérieur des chariots de guidage identiques ( 24, 25) (le chariot de guidage ( 7) destiné au support de fraise ( 3) est formé d'une manière analogue), entre les barres de guidage transversal ( 21) et les barres de guidage verticales ( 27), un espace intermédiaire ( 34), dans lequel est fixé un gabarit de fraisage ( 35) La Figure 4 montre qu'un palpeur ( 36), lié au support de fraise ( 28), peut pénétrer dans ce gabarit ( 35), de sorte qu'il est possible, avec cette forme de réalisation, de réaliser le fraisage selon gabarit dans un plan vertical. La Figure 3 montre aussi que les broches porte- fraise ( 30 et 31), dirigées l'une vers l'autre, du chariot global constitué des chariots ( 24 et 25), cha- riot global pouvant encore être monté à l'aide d'une traverse de liaison supplémentaire ( 37), se trouvent l'une devant et l'autre derrière la table porte-pièce ( 16) Le trajet de réglage pouvant être atteint dans chaque cas est indiqué par la position finale, en points- tirets, des supports de fraise ( 28 et 29) On voit que, du fait que la translation horizontale est relativement importante, on peut procéder à l'usinage de profilés creux même de grande largeur, et ce des deux côtés, de sorte qu'il est possible, avec un seul et même montage d'une pièce, de procéder à des opérations de perçage et de fraisage à partir de deux côtés d'usinage, et notam- ment des opérations de fraisage par copiage. Le montage est alors tel qu'il ressort aussi des Figures 3 ou 1: les moteurs d'entraînement ( 38 ou 39) destinés aux broches porte-pièce ( 30 et 31) se trouvent chacun en-dessous du rail de guidage longitudinal ( 19). L'entraînement des broches porte-pièce s'effectue, comme il a déjà été expliqué pour le support de fraise ( 3), par des systèmes à courroies Ces derniers sont accessibles sans difficulté après enlèvement d'un couvercle, car le moteur drentraînement ( 38) se trouve sur le côté des broches porte-pièce et peut par exemple être aussi uti- lisé pour entraîner les broches porte-pièce ( 31) quand on prévoit un arbre de liaison correspondant avec le support de fraise ( 29) On peut aussi omettre le moteur ( 39) Dans ce cas, on doit pouvoir inverser le sens de rotation du moteur d'entraînement ( 38), pour permettre l'usinage de l'un ou de l'autre côté de la pièce ferme- ment serrée en place, mais non représentée, dans son dispositif de serrage La Figure 1 montre encore que le levier à main ( 23) est fermement lié à la barre de gui- dage longitudinal ( 22) par l'intermédiaire d'un touril- lon ( 40), qui latéralement passe par une fenêtre longi- tudinale ( 41) aménagée dans le guidage ( 17). On voit encore sur la Figure 3 que le moteur d'entraînement ( 10 ') destiné au support de fraise ( 3 ') s' appuie non pas, comme on le voit sur les Figures 1 et 2, sur le côté opposé des broches porte-fraise ( 4), mais, comme on le voit pour le support de fraise ( 28) de la Figure 3, sur le même côté. La Figure 5 présente une forme de réalisation ana- logue à celle de la Figure 3 Mais le support de fraise ( 3), pour les opérations de fraisage dans un plan hori- zontal, n'est pas prévu Le bâti ( 1) est, ici aussi, placé sur un chariot ( 42), pouvant se déplacer sur des rails de guidage ( 42) à l'aide de roulettes ( 43) Cette forme de réalisation correspond pour le reste à la frai- seuse à copier de la Figure 3 Ici aussi, on peut omet- tre le deuxième moteur d'entraînement ( 39) On prévoit en outre ici une broche de réglage en hauteur ( 45), munie d'un volant ( 46), qui dans ce cas remplace le levier à main ( 33) pour le réglage en hauteur du support de fraise ( 24 et 25). il Revendications 1 Fraiseuse à copier, comportant un bâti ( 1) et au moins une broche porte-fraise ( 30), orientée horizonta- lement, qui est disposée sur un support de fraise ( 24), lequel est réglable en hauteur, et guidé comme un cha- riot à mouvements croisés sur des rails de guidage hori- zontaux ( 21) et peut se déplacer par rapport à une table porte-pièce ( 16), caractérisée en ce que le support de fraise ( 24) est pourvu de rails de guidage verticaux ( 27) destinés à un réglage en hauteur; que les rails de guidage verticaux ( 27) sont logés dans un guidage ( 26), qui fait partie d'un chariot ( 24), lequel est logé, en translation transversale, sur des barres transversales ( 21), qui, avec les barres longitudinales ( 19) courant, dans le même plan horizontal, perpendiculairement à ces dernières, forment un cadre à barres ( 20), les barres longitudinales ( 19) pouvant subir une translation dans des paliers ( 18) du bâti ( 1), disposés immédiatement en- dessous de la table porte-pièce ( 16). 2 Fraiseuse à copier selon la revendication 1, caractérisée en ce que le cadre à barres ( 20) est cons- titué d'au moins deux barres longitudinales ( 19) et de deux barres transversales ( 21); que deux chariots ( 24 et 25) sont, sur chacune des barres transversales ( 21), logés chacun pour un support de fraise ( 28 et 29); que les broches porte-fraise ( 30, 31) des deux supports de fraise sont en regard l'un de l'autre, chacun étant disposé sur les côtés opposés de la table porte-pièce ( 16); et que les deux chariots ( 24, 25) sont, par l'intermédiaired'une traverse ( 32) situés à une certaine distance en-dessous des barres longitudinales ( 19) et parallèles à ces dernières, sont réunis en un chariot commun en forme de U. 3 Fraiseuse à copier selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les barres transversales ( 21) sont, par leurs faces frontales, fixées à la périphérie des barres longitudinales ( 19), l'une se trouvant devant et l'autre derrière les paliers longitudinaux ( 18) des barres longitudinales ( 19). 4 Fraiseuse à copier selon l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisée en ce qu'au moins l'une des barres de guidage longitudinal ( 22) du cadre à barres ( 20) est logée sur les deux côtés des barres de guidage transversal ( 21). 5 Fraiseuse à copier selon la revendication 3, caractérisées en ce que les axes des deux broches porte- pièce ( 30 et 31) en regard l'une de l'autre sont en ali- gnement. 6 Fraiseuse à copier selon l'une des revendica- tions 1 à 5, caractérisée en ce que, dans un espace intermédiaire ( 34) situé entre les barres de guidage verticales ( 27) et les barres de guidage transversal horizontales ( 21) d'au moins un chariot ( 24), est fixé un gabarit de fraisage ( 35), parallèlement aux barres de guidage ( 27) dirigées verticalement. 7 Fraiseuse à copier selon l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisée en ce qu'on prévoit en outre un support de fraise ( 3), lui aussi guidé sur un dispo- sitif de chariots à mouvement croisé, et servant à une broche portefraise ( 4) orientée verticalement, et que ce support de fraise ( 3, 3 ') coïncide avec les supports de fraise ( 24, 25, 28, 29) prévus pour les broches porte- pièce horizontales ( 30, 31). 8 Fraiseuse à copier selon la revendication 7, caractérisée en ce que les guidages verticaux ( 6), ser- vant au réglage en hauteur du support de fraise supplé- mentaire ( 3, 3 '), sont disposés à une distance égale en arrière de la table porte-pièce ( 16), tout comme les barres de guidage longitudinal ( 19) de l'autre support de fraise ( 28, 29) se trouvent en-dessous de ce dernier. 9 Fraiseuse à copier selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisée en ce que les deux broches porte-fraise ( 30, 31), en regard l'une de l'autre, sont entraînées par l'intermédiaire d'un entraînement commun, par un moteur d'entraînement ( 38) dont on peut inverser le sens de rotation. Dispositif de fraiseuse à copier selon la revendication 9, caractérisé en ce que tous les moteurs d'entraînement ( 10 ', 38) se trouvent sur le côté des supports de fraise ( 3 ', 28) vers lequel regardent les broches porte-fraise ( 4, 30), de sorte que l'entraîne- ment à courroies ou à chaînes, prévu pour les broches porte-fraise, est facilement accessible après enlèvement d'un couvercle.