Brevet FR2819742A1 — publié le 20020726

Dispositif de montage d'un porte-outil dans une broche d'une machineoutil. Domaine technique de l'invention L'invention est relative à un dispositif de montage d'un porte-outil à une broche d'une machine-outil, dans lequel : - le porte-outil comprend une bride d'entraînement et une protubérance faisant saillie de la face frontale de la bride d'entraînement, - la broche est dotée d'un évidement conique dans lequel s'engage la protubérance selon la direction longitudinale, et d'une surface d'appui terminale disposée au regard de la face frontale. Etat de la technique Le document FR-A-2529812 décrit un porte-outil comportant un cône s'adaptant dans un évidement de forme complémentaire de la broche. Un jeu axial est ménagé entre la surface frontale de la broche et la bride d'entraînement du porteoutil. Plusieurs cales d'ajustage sont logées dans le jeu en fin de montage pour chaque type de broche, en étant fixées suivant des écarts angulaires sensiblement égaux sur la bride d'entraînement au moyen de vis. Le document FR-A-2614224 se rapporte à un dispositif de montage d'un outil sur le nez de broche d'une fraiseuse. Le porte-outil agit exclusivement sur ta douille conique d'un mandrin, et non sur la broche. Le document FR-A-2689798 un porte-outil comportant un cône s'adaptant dans un évidement de forme complémentaire de la broche. Un tel dispositif nécessite des attachements très précis, et des broches spécifiques à chaque type de machines. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à réaliser un dispositif de montage d'un porte-outil facilement adaptable dans une broche standard, indépendamment des tolérances de fabrication entre les angles de la broche et du porte-outil, et des variations de température, et sans faire usage de cales d'ajustage. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'une douille de centrage est interposée entre une première portée cylindrique de la protubérance du porteoutil, et la surface conique interne de l'évidement, ladite douille pouvant coulisser le long de la portée cylindrique, et étant maintenue en pression dans l'évidement, grâce à un organe élastique logé dans une rainure de la bride d'entraînement. Le centrage du porte-outil étant assuré par la douille conique maintenue en pression dans le cône de la broche, la force de blocage est appliquée sur la face de la broche et la face du porte-outil. Il en résulte une forte diminution de la flexion du porte-outil, et des vibrations. La précision de positionnement selon l'axe des z est optimale, indépendamment de la température de la broche, et de la force centrifuge aux vitesses élevées. Selon un mode de réalisation préférentiel, la douille de centrage comporte une surface latérale tronconique de forme complémentaire de l'évidement, et une surface interne cylindrique ayant un diamètre légèrement supérieur à celui de la première portée de la protubérance du porte-outil. La face frontale plane de la bride d'entraînement vient en butée contre la surface d'appui de la broche lors de l'opération de blocage du porte-outil. L'organe élastique est formé par un empilage de rondelles ressorts agencées coaxialement dans la rainure par rapport à la direction longitudinale. Selon une caractéristique de l'invention, la première portée cylindrique de la protubérance du porte-outil est prolongée par une deuxième portée tronconique, laquelle est équipée d'un orifice taraudé destiné à coopérer avec un organe d'assemblage en forme de tirette. Une saignée annulaire sépare axialement la première portée cylindrique de la deuxième portée tronconique, et est destinée à recevoir un segment d'arrêt pour le blocage axial de la douille de centrage. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'organe élastique agit sur l'une des extrémités de la douille de centrage coulissante en sollicitant l'autre extrémité vers le segment d'arrêt. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif, et représenté aux dessins annexés dans lesquels : - les figures 1 et 2 sont des vues en coupe axiale du dispositif de montage selon l'invention, respectivement en position libre et en position finale après blocage du porte-outil sur la broche ; - la figure 3 montre une vue éclatée en coupe du porte-outil et de la douille de centrage. Description d'un mode de réalisation préférentiel Sur les figures 1 à 3, un dispositif de montage 10 permet la fixation démontable d'un porte-outil 12 à une broche 14 d'une machine-outil. Le porte-outil 12 comporte un collet 16 ayant une gorge circonférentielle en V, une bride d'entraînement 18, et une protubérance 20 faisant saillie de la face frontale 22 de la bride d'entraînement 18. La protubérance 20 est destinée à s'engager dans un évidement 23 de la broche 14 tubulaire, et comporte une première portée 24 cylindrique s'étendant dans la direction longitudinale. Elle est prolongée coaxialement par une deuxième portée 26 tronconique, laquelle est dotée d'un orifice 28 taraudé destiné à coopérer avec un organe d'assemblage 30 en forme de tirette faisant partie du système d'assemblage automatique de la broche 14. La bride d'entraînement 18 est pourvue d'une rainure 32 annulaire agencée entre la face frontale 22 plane et le début de la première portée 24 cylindrique. Un organe élastique 34 est logé à l'intérieur de la rainure 32, et comprend des rondelles ressorts du type Belleville pour constituer un dispositif de maintien en pression. Une douille de centrage 36 est interposée entre la première portée 24 cylindrique de la protubérance 20 et l'évidement 23 conique de la broche 14. La douille 36 comporte à cet effet une surface latérale 38 tronconique de forme complémentaire de l'évidement 23, et une surface interne 40 cylindrique dont le diamètre est légèrement supérieur à celui de la première portée 24. Une saignée 42 annulaire sépare la première portée 24 cylindrique de la deuxième portée 26 tronconique, et est destinée à recevoir un segment d'arrêt 44 pour le blocage axial de la douille 36. L'extrémité de la broche 14 comprend une surface d'appui 46 annulaire, destinée à venir en engagement contre la face frontale 22 de la bride d'entraînement 18, et maintenue en appui par la force de blocage du porte-outil 12. La mise en oeuvre et le fonctionnement du dispositif de montage 10 s'effectuent de la manière suivante : Après avoir enfilé les rondelles de l'organe élastique 34 dans la rainure 32 annulaire, et la douille de centrage 36 sur la première portée 24 cylindrique, on installe le segment d'arrêt 44 dans la saignée 42. On introduit ensuite axialement la protubérance 20 du porte-outil 12 dans l'évidement 23 conique de la broche 14 de manière à rapprocher la face frontale 22 plane de la bride d'entraînement 18 vers la surface d'appui 46 de la broche 14. La douille de centrage 36 est stoppée par le segment d'arrêt 44, et montée en précontrainte axiale par l'action élastique des rondelles de l'organe élastique 34. En position libre (figure 1), la position du plan de jauge A de la douille de centrage 36 conique est décalée axialement de quelques dixièmes de millimètres du plan de jauge B de la broche 14. La surface latérale 38 tronconique de la douille 36 est en contact avec l'évidement 23 de la broche 14. Lors de l'opération de blocage du porte-outil 12 par l'intermédiaire de la tirette de l'organe d'assemblage 30, la surface 38 de la douille de centrage 36 vient en appui dans l'évidement 23 tronconique de la broche 14, et la surface interne 40 cylindrique du porte-outil 12 coulisse axialement vers la gauche le long de la surface interne 40 cylindrique de la douille de centrage 36 (figure 2). La face frontale 22 plane de la bride d'entraînement 18 vient plaquer contre la surface d'appui 46 de la broche 14, et la douille 36 est maintenue en pression par l'organe élastique 34 dans l'évidement 23 tronconique de la broche 14. Il en résulte un effet de centrage axial de la broche 14 par rapport au porte-outil 12, et un appui stable sans jeu axial au niveau de la zone de jonction annulaire des faces 22,46. La douille de centrage 36 coulissante permet d'absorber une partie des efforts radiaux lors des opérations d'usinage. L'autre partie des efforts radiaux est absorbée par la bride d'entraînement 18 en appui dans la zone de jonction sur la face frontale 46 de la broche 14. Les forces de flexion dues à l'effort de coupe de l'outil attaché au porte-outil 12, sont également éliminées suite à l'appui stable de la broche 14 et de la bride d'entraînement 18. Il en est de même des efforts axiaux reportés totalement sur la bride d'entraînement 18 en appui sur la broche 14. Le changement d'outil est également facilité suite à l'appui de la bride d'entraînement 18 sur la face frontale de la broche 14. Les tolérances de fabrication entre les angles de la broche 14 et du porte-outil 12, et les variations de température entre ces derniers n'affectent pas la précision d'assemblage. Revendications. 1. Dispositif de montage d'un porte-outil (12) à une broche (14) d'une machine- outil, dans lequel : - le porte-outil comprend une bride d'entraînement (18) et une protubérance (20) faisant saillie de la face frontale (22) de la bride d'entraînement (18), - la broche (14) est dotée d'un évidement (23) conique dans lequel s'engage la protubérance (20) selon la direction longitudinale, et d'une surface d'appui (46) terminale disposée au regard de la face frontale (22), caractérisé en ce qu'une douille de centrage (36) est interposée entre une première portée (24) cylindrique de la protubérance (20) du porte-outil (12), et la surface conique interne de l'évidement (23), ladite douille pouvant coulisser le long de la portée (24) cylindrique, et étant maintenue en pression dans l'évidement (23), grâce à un organe élastique (34) logé dans une rainure (32) de la bride d'entraînement (18). 2. Dispositif de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille de centrage (36) comporte une surface latérale (38) tronconique de forme complémentaire de l'évidement (23), et une surface interne (40) cylindrique ayant un diamètre légèrement supérieur à celui de la première portée (24) de la protubérance (20) du porte-outil (12). 3. Dispositif de montage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la face frontale (22) plane de la bride d'entraînement (18) vient en butée contre la surface d'appui (46) de la broche (14) lors de l'opération de blocage du porteoutil (12). 4. Dispositif de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique (34) est formé par un empilage de rondelles ressorts agencées coaxialement dans la rainure (32) par rapport à la direction longitudinale. 5. Dispositif de montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première portée (24) cylindrique de la protubérance (20) du porte-outil (12) est prolongée par une deuxième portée (26) tronconique, laquelle est équipée d'un orifice (28) taraudé destiné à coopérer avec un organe d'assemblage (30) en forme de tirette. 6. Dispositif de montage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une saignée (42) annulaire sépare axialement la première portée (24) cylindrique de la deuxième portée (26) tronconique, et est destinée à recevoir un segment d'arrêt (44) pour le blocage axial de la douille de centrage (36). 7. Dispositif de montage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'organe élastique (34) agit sur l'une des extrémités de la douille de centrage (36) coulissante en sollicitant l'autre extrémité vers ledit segment d'arrêt (44).