Brevet FR2833198A1 — publié le 20030613

Dispositif pour le traitement de surface mécanique de pièces usinées La présente invention concerne un dispositif pour le traitement de surface mécanique de pièces à usiner avec un plateau circulaire à entraînement cyclique, auquel est connectée selon une répartition angulaire prédéfinie une pluralité de broches porte-pièce, et avec une pluralité de postes d'usinage avec des outils d'usinage pouvant être entraînés en rotation pour le traitement de surface des pièces à usiner serrées dans les broches porte-pièce. De plus il est prévu au moins un poste pour le chargement des broches porte-pièce et pour l'enlèvement des pièces usinées. Le dispositif décrit permet un multitraitement des pièces à usiner dans un serrage, les usinages par enlèvement de matière des pièces à usiner, tels que fraisage, alésage, rectification, finition et autres du même type, de même que les réusinages mécaniques, comme les façonnages avec des brosses rotatives ou des disques de polissage, pouvant être effectués. Le dispositif doit particulièrement être opérationnel pour une finition à plusieurs niveaux. Dans un dispositif connu du document DE 100 16 897 Al, à la base de la présente invention, le plateau circulaire peut être pivoté autour d'un axe horizontal et est muni de quatre broches porte-pièce. Sur le pourtour du plateau circulaire sont fixés deux postes d'usinage pour la rectification et la finition des pièces à usiner. De plus il est prévu une installation pour le chargement des broches porte-pièce avec les pièces à usiner et pour l'enlèvement des pièces usinées. Le 1 dispositif connu requiert beaucoup d'espace. Dans le dispositif connu du document DE 100 16 897 Al, l'installation de postes d'usinage supplémentaires se révèle impossible. Autre inconvénient, le plateau circulaire est difficilement accessible du fait que les postes d'usinage sont montés sur la face externe et de ce fait, le changement des outils d'usinage et les réglages des outils d'usinage s'en trouvent compliqués. La présente invention a pour objet de fournir un dispositif pour le traitement de surface mécanique de pièces à usiner, lequel permet un multitraitement de pièces à usiner dans un serrage dans plus de deux postes d'usinage et se caractérise par une configuration compacte. De ce fait, les outils d'usinage sont aisément accessibles. Dans le cadre d'un dispositif présentant la configuration précédemment décrite, l'objet est atteint selon l'invention en ce que le plateau circulaire est un plateau annulaire disposé autour d'un montant vertical et que les postes d'usinage sont raccordés circonférentiellement au montant. Le montant est avantageusement réalisé sous forme de colonne. Le plateau circulaire de configuration annulaire permet facilement l'installation de six, voire davantage, broches portepièce, lesquelles, comme les postes d'usinage, sont facilement accessibles depuis l'extérieur. Les broches porte-pièce sont dotées de dispositifs de serrage pour la pièce à usiner ainsi que, de façon appropriée, de dispositifs pour extraire la pièce usinée. Le dispositif selon l'invention peut être adapté de façon flexible à différentes tâches d'usinage. Il peut s'adapter en fonction du nombre de postes d'usinage raccordés au montant. Le plateau annulaire offre de l'espace pour un grand nombre de broches porte-pièce. Ici, le plateau annulaire se prête aussi particulièrement bien au serrage de pièces à usiner de grande taille. Il en résulte de nombreuses possibilités pour le développement du dispositif selon l'invention. Le plateau circulaire peut être avantageusement monté tournant autour du montant grâce à des paliers à roulement ou à glissement et peut présenter un entraînement rotatif électromécanique ou un entraînement direct à commande numérique. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une commande centrale des broches est prévue pour les broches porte-pièce, les broches porte-pièce pouvant être accouplées individuellement à la commande des broches, puis de nouveau désaccouplées de celle-ci. En variante, il est également possible d'affecter un entraînement séparé à chaque broche porte-pièce. De plus, aux broches porte-pièce peuvent être affectés des dispositifs d'arrêt pour le positionnement du dispositif de serrage accueillant la pièce à usiner. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, au moins six broches porte-pièce sont fixées sur le plateau circulaire. Les postes d'usinage, particulièrement ceux destinés à la finition, présentent avantageusement un dispositif de réglage linéaire fixé sur le montant, par exemple pour des mouvements d'avance à commande hydraulique ou à commande numérique par ordinateur, une broche motorisée ou une broche à entraînement motorisé raccordée au dispositif de réglage et un entraînement à oscillation pour des mouvements oscillants de l'outil d'usinage. Le dispositif selon l'invention permet un traitement économique de pièces à usiner nécessitant un multitraitement sur les deux faces. Ainsi, des pièces à usiner peuvent facilement être préfinies, finies et brossées sur les deux côtés. Dans un tel cas d'application, le plateau circulaire est avantageusement doté de huit broches porte-pièce. Sur le montant sont prévus deux postes d'usinage diamétralement opposés pour la préfinition, la finition et le brossage. De plus il est fixé, sur le pourtour du plateau circulaire, dans les sections entre les postes d'usinage affectés au brossage et à la préfinition, un dispositif pour le chargement et le déchargement de la broche porte-pièce ainsi qu'un dispositif de virage, diamétralement opposé. Les pièces à usiner passent successivement par tous les postes d'usinage, un premier côté frontal étant tout d'abord préfini, fini et brossé, la pièce usinée étant ensuite tournée avant que le second côté frontal soit alors de la même façon préfini, fini et brossé. Il est également possible que les uniformités des deux faces d'une pièce à usiner soient produites différemment par l'utilisation de l'ajustage angulaire fixe des unités de finition. Ainsi le réglage du pivotement d'une unité de finition n'a pas besoin d'être effectué pour obtenir le même résultat. Dans la mesure où des pièces à usiner ne nécessitent un traitement que sur une seule face, il est alors possible d'alimenter le dispositif de traitement simultanément avec deux, voire plusieurs pièces à usiner, et de travailler de façon synchronisée. Pour une telle application, sont prévus sur le pourtour du plateau circulaire des dispositifs de chargement et de déchargement, grâce auxquels au moins deux broches portepièce peuvent être simultanément alimentées en pièces à usiner et les pièces usinées déchargées. Les postes d'usinage, dont le nombre correspond à la quantité de ces dispositifs de chargement et de déchargement, sont équipés des mêmes outils d'usinage, de sorte qu'au moins deux pièces à usiner peuvent être traitées simultanément au moins à deux niveaux. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le plateau circulaire est muni de huit broches porte-pièce, deux postes d'usinage étant prévus sur le montant pour la préfinition, la finition et le brossage. Sur le pourtour du plateau circulaire sont fixés des dispositifs de chargement et de déchargement, avec lesquels deux broches porte-pièce peuvent être simultanément alimentées en pièce à usiner et les pièces usinées enlevées. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, il est enseigné que sur le montant est fixé un système de mesure, afin de mesurer les pièces à usiner avant le traitement, pendant le traitement ou après le traitement. Les positions des systèmes de mesure et des postes d'usinage sont adaptées à la répartition angulaire prédéfinie pour les broches porte-pièce. Dans ce qui suit, l'invention sera expliquée sur la base d'un dessin représentant seulement un exemple de réalisation. Les figures présentent de façon schématique : Figure 1 : une coupe longitudinale d'un dispositif de traitement de surface mécanique de pièces à usiner, Figure 2 : une autre réalisation du dispositif selon l'invention, également en coupe longitudinale, Figure 3 : une vue en élévation d'un dispositif selon l'invention pour l'usinage sur les deux faces des pièces à usiner, Figure 4 : une vue en élévation d'un dispositif selon l'invention, avec lequel deux pièces à usiner sont amenées simultanément et traitées de façon synchrone dans plusieurs postes d'usinage. La configuration fondamentale du dispositif représenté sur les figures comprend un plateau circulaire à entraînement cyclique 1, auquel est connectée selon une répartition angulaire prédéfinie une pluralité de broches porte-pièce 2, de même qu'une pluralité de postes d'usinage 3 avec des outils d'usinage 4 pouvant être entraînés en rotation pour le traitement de surface des pièces à usiner serrées dans les broches porte-pièce 2. De plus il est prévu au moins un poste 5 pour le chargement des broches porte-pièce 2 avec les pièces à usiner et pour l'enlèvement des pièces usinées. Le plateau circulaire 1 est réalisé sous forme de plateau annulaire monté autour d'un montant vertical 6, en forme de colonne, et peut tourner autour du montant 6 en tournant grâce à des paliers à roulement ou à glissement 7. Il présente un entraînement rotatif électromécanique 8 (figure 1) ou un entraînement direct à commande numérique 9 (figure 2). Au plateau circulaire 1 sont fixées au moins six broches porte-pièce 2 à intervalles équidistants, lesquelles sont munies d'un dispositif de serrage pour les pièces à usiner ainsi que d'un éjecteur. Pour l'entraînement des broches portepièce 2 a été prévue une commande centrale des broches, laquelle n'est pas représentée sur l'exemple de réalisation. Les broches porte-pièce peuvent être accouplées individuellement à la commande des broches, puis de nouveau désaccouplées de celle-ci. Sur les figures 1 et 2, on voit que les postes d'usinage 3 raccordés circonférentiellement au montant 6. Ils présentent un dispositif de réglage linéaire 10 fixé sur le montant 6, de même qu'une broche motorisée 11 fixée au dispositif de réglage 10. En complément peuvent être prévus des entraînements à oscillation pour les mouvements oscillants des outils d'usinage ou bien des outils rotatifs à commande par l'axe. Selon les pièces à usiner qui doivent être traitées, les postes d'usinage 3 sont dotés d'outils pour un usinage par enlèvement de matière, tel que alésage, taraudage, tournage, rectification, finition, ou bien d'outils pour l'ébavurage, le brossage ou d'autres traitements du même type. Le dispositif est mis en oeuvre de préférence pour la finition monolatérale ou bilatérale de pièces à usiner, les surfaces internes, externes et frontales de la pièce à usiner étant tout d'abord préfinies, avant d'être finies puis brossées au niveau d'un troisième poste. Dans un exemple de réalisation représenté sur la figure 3, le plateau circulaire 1 est muni de huit broches porte-pièce 2. Sur le montant 6 sont prévus deux postes d'usinage diamétralement opposés pour la préfinition 12, la finition 13 et le brossage 14. De plus est fixé, sur le pourtour du plateau circulaire 1, dans les sections entre les postes d'usinage 14,12 affectés au brossage et à la préfinition, un dispositif 5 pour le chargement et le déchargement des broches porte-pièce ainsi qu'un dispositif de virage 15 diamétralement opposé. Le dispositif représenté sur la figure 3 permet un usinage bilatéral des pièces à usiner. Les pièces à usiner amenées au dispositif de chargement et de déchargement 5 passent par les postes d'usinage 12,13, 14 pour la préfinition, la finition et le brossage, la première face des pièces à usiner étant traitée. Dans une autre phase de travail, les pièces à usiner parviennent ensuite dans le dispositif de virage 15 où elles subissent une rotation de 1800. Ensuite, la seconde face de la pièce à usiner est préfinie, finie et brossée dans le poste d'usinage suivant. Enfin, dans le cycle de travail suivant de la machine, les pièces usinées parviennent au dispositif de chargement et de déchargement 5, où elles sont alors éjectées des broches porte-pièce et évacuées. Le dispositif selon l'invention peut être équipé très simplement d'un nouvel outillage pour d'autres tâches d'usinage. Dans le cadre de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 4, le plateau circulaire 1 est également muni de huit broches portepièce. La configuration représentée sur la figure 4 permet, à haut débit, un usinage monolatéral des surfaces de pièces à usiner. Au montant 6 sont raccordés deux postes d'usinage pour la préfinition 12, la finition 13 et le brossage 14. Sur le pourtour du plateau circulaire 1 sont fixés des dispositifs de chargement et de déchargement 5, grâce auxquels deux broches porte-pièce sont simultanément alimentées en pièces à usiner et les pièces usinées enlevées. Entre également dans le cadre de l'invention la fixation d'au moins un système de mesure sur le montant afin de mesurer les pièces à usiner, les positions du système de mesure et des postes d'usinage étant adaptées à la répartition angulaire prédéfinie pour les broches porte-pièce. Revendications 1. Dispositif pour le traitement de surface mécanique de pièces à usiner avec un plateau circulaire à entraînement cyclique (1), auquel est connectée selon une répartition angulaire prédéfinie une pluralité de broches porte-pièce (2), et une pluralité de postes d'usinage (3) avec des outils d'usinage (4) pouvant être entraînés en rotation pour le traitement de surface des pièces à usiner serrées dans les broches porte- pièce, caractérisé en ce que le plateau circulaire (1) est un plateau annulaire monté autour d'un montant vertical (6) et en ce que les postes d'usinage (3) sont raccordés circonférentiellement au montant. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montant (6) est réalisé sous forme de colonne. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le plateau circulaire (1) est monté tournant autour du montant (6) grâce à des paliers à roulement ou à glissement (7). 4. Dispositif selon les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les postes d'usinage (3) présentent un dispositif de réglage linéaire (10) fixé au montant (6), une broche motorisée (11) raccordée au dispositif de réglage (10) et un entraînement à oscillation pour des mouvements oscillants de l'outil d'usinage. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le plateau circulaire (1) présente un entraînement rotatif électromécanique (8) ou un entraînement direct à commande numérique (9). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'une commande centrale des broches est prévue pour les broches porte-pièce (2), les broches porte-pièce (2) pouvant être accouplées individuellement à la commande des broches, puis de nouveau désaccouplées de celle-ci. 7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'au moins six broches porte- pièce (2) sont fixées au plateau circulaire (1). 8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le plateau circulaire (1) est muni de huit broches porte-pièce (2), en ce que sur le montant (6) sont prévus deux postes d'usinage diamétralement opposés pour la préfinition (12), la finition (13) et le brossage (14) et en ce qu'est fixé sur le pourtour du plateau circulaire (1), dans les sections entre les postes d'usinage (14,12) affectés au brossage et à la préfinition, un dispositif (5) pour le chargement et le déchargement des broches porte-pièce ainsi qu'un dispositif de virage (15) diamétralement opposé. 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que sont prévus sur le pourtour du plateau circulaire (1) des dispositifs de chargement et de déchargement (5), grâce auxquels au moins deux broches porte-pièce (2) peuvent être simultanément alimentées en pièces à usiner et les pièces usinées déchargées, en ce que les postes d'usinage (3), dont le nombre correspond à la quantité de ces dispositifs de chargement et de déchargement (5), sont équipés des mêmes outils d'usinage, de sorte qu'au moins deux pièces à usiner peuvent être traitées simultanément. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le plateau circulaire (1) est muni de huit broches porte-pièce (2), en ce que deux postes d'usinage sont prévus sur le montant (6) pour la préfinition (12), la finition (13) et le brossage (14) et en ce que sur le pourtour du plateau circulaire sont fixés des dispositifs de chargement et de déchargement (5), avec lesquels deux broches porte-pièce peuvent être simultanément alimentées en pièce à usiner et les pièces usinées enlevées. 11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins un système de mesure est fixé au montant (6) afin de mesurer les pièces à usiner, les positions du système de mesure et des postes d'usinage étant adaptées à la répartition angulaire prédéfinie pour les broches porte-pièce (2).