Brevet FR3067271A1 — publié le 20181214

MACHINE-OUTIL AVEC DISPOSITIF D'ALIGNEMENT DES BROCHES DESCRIPTION Domaine technique de l'invention La présente invention a pour objet une machine-outil avec un dispositif de réglage de l'axe de la broche porte-outil de sorte qu'il soit parfaitement aligné avec l'axe de la broche (ou des broches) porte pièce de la même machine-outil. L'invention est particulièrement, mais non exclusivement adaptée à un tour automatique multibroche. Le dispositif en objet est adapté à permettre un réglage de précision pour obtenir un alignement parfait entre les axes de la broche porte pièce e de la broche porte outil d'une machine-outil. Ce réglage est réalisé grâce à des moyens de traction et à des moyens de poussée, qui, en fonction de leur position déterminent l'alignement précis entre la broche porte-pièce et la broche porte-outil. Art antérieur Le domaine technique en objet est celui des machines-outils, tels que des tours multibroche automatiques. La structure de base d'un tour pour l'usinage des métaux (à l'exception d'un tour vertical) est la suivante: il y a (généralement à la gauche de l'opérateur) un complexe constitué d'un moteur électrique qui, au moyen de courroies de transmission et d'engrenages, transmet le mouvement de rotation à un élément plat circulaire 2 (petit plateau ou tête motrice) sur lequel est installé une broche d'auto-centrage, ou un conducteur, destiné à à l'appui de la pièce à usiner. Normalement, lesdites machines sont accompagnées d'un tambour qui porte une pluralité de broches porte pièce, par exemple au nombre de six. Le tambour est muni d'un mouvement d'encliquetage, grâce à quoi il y aura toujours une broche porte pièce en correspondance avec le porte-outil et la broche porte-outil associée. A droite de ceci est fixée une palette en fer rigide ou en fonte qui est pourvu, dans sa partie supérieure, de deux guides parallèles rectifiées sur lesquels glisse un chariot sur lequel est montée la tourelle porte-outil et un éventuel support à partir de la poupée mobile, qui a pour fonction d'éventuellement tenir la pièce à usiner (dans le cas d'un objet long) ou de permettre l'exécution de trous axiaux. Une importance fondamentale dans ce genre de machines-outils concerne l'alignement entre les axes longitudinaux (les axes de rotation, en d'autres termes) de la broche porte pièce et de la broche porte outil. Un tel alignement évidemment permet d'obtenir des usinages précis sur la pièce à usiner. Plus précisément, un tel alignement doit prendre en compte les erreurs liées à la rotation angulaire d'encliquetage du tambour multibroche et à la chaîne des tolérances existant entre un support 3 central, la broche porte-outil, le porte-outil proprement dit et, enfin, l'outil lui- même. Dans les dispositifs connus et un tel réglage est effectué au moyen de vis opposées, généralement au nombre de quatre, qui permettent ainsi un réglage en fonction de quatre points. Ce type de réglage se révèle être très difficile, voire impossible à effectuer sur certaines machines, en raison de l'espace limité ou à la complète inaccessibilité de certaines positions de la machine-outil elle-même. Il y a donc un besoin d'une innovation qui permet de surmonter les problèmes techniques mentionnés ci-dessus ce qui permet de réaliser un alignement facile et précis entre la broche porte-pièce et la broche porte-outil de toute machine-outil. Synthèse de l'invention L'objet de la présente invention est donc une machine-outil, de préférence une machine-outil multibroche, comprenant au moins une broche porte-pièce, une broche porte-outil, et un dispositif capable d'effectuer l'alignement des deux broches le long d'un axe horizontal X passant par le centre des deux. Ledit alignement selon l'invention est fait par une paire de moyens de traction et une paire de moyens de poussée positionnés sur la broche porte-outil, comprenant deux douilles concentriques, reliées entre-elles par des moyens de fixation à vis. 4 Un avantage de la présente invention est donné par le - fait que lesdits moyens de traction et lesdits moyens de poussé permettent un réglage facile de l'alignement facile en ce qu'ils ont des effets opposés, à savoir le premier tire vers l'extérieur tandis que le deuxième pousse vers l'intérieur. Par conséquent, l'actionnement de l' un ou de l'autre permet d'obtenir un réglage de l'axe extrêmement précis et rapide et donc un parfait alignement entre les deux broches. Brève description des dessins Ceux et d'autres avantages de l'invention seront maintenant décrits en manière détaillée, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la Figure 1 montre une coupe transversale de la broche porte-pièce et de la broche porte-outil alignées selon l'axe X, selon l'invention, - la Figure 2 il est une coupe transversale d'un détail de la machine-outil qui montre la broche porte-outil, selon l'invention, - la Figure 3 est un détail à échelle agrandie de la coupe de Figure 2, - la Figure 4 est une coupe transversale faite partiellement sur l'élément de traction et partiellement sur l'élément de poussée. Description détaillée Comme montré dans les figures annexées, l'objet de la présente invention est une machine-outil 100 comprenant selon l'art antérieur un cadre et un entraînement à , moteur pour le mouvement des broches. La machine-outil est de préférence un tour multibroche, mais elle peut également être une machine de tout autre type, tel qu'une perceuse, une fraiseuse ou d'une autre machine-outil qui fonctionne pour enlèvement de copeaux. Elle peut être commandée manuellement ou numériquement. La machine-outil 100 comprend une broche porte-pièce 9, seul ou faisant partie d'une pluralité de broches porte-pièce montées sur un tambour rotatif. Dans le cas d'une machine multibroche le nombre des broches porte-pièce peut être de préférence égal à six. Dans ce cas, le tambour effectue des rotations d'accrochage, de 600 à la fois, afin d'amener la pièce à usiner en alignement avec un outil de coupe. L'outil de coupe, d'un type connu et d'une manière connue, est monté sur un porte-outil 1, à son tour monté dans une broche porte-outil 10. La broche porte-outil comprend une première douille 5 et une deuxième douille 6, couplés ensemble de façon concentrique. Sur la première douille 5 est monté le porte-outil 1, par exemple au moyen d'un ajustement à interférence forcé entre les diamètres d'accouplement. La deuxième bague 6 est au contraire reliée en permanence à un élément de support 2. Ledit élément de support 2 sera à sa fois libre de tourner par rapport à une tourelle d'outil, d'un type connu et libre en translation par rapport au bâti de la machine. 6 En se référant particulièrement aux Fig. 3 et 4, l'élément de support 2 comprend une paire de moyens de traction 3 et une paire de moyens de poussée 4. Les moyens de traction 3 sont disposés radialement à l'intérieur d'un trou 21 de l'élément a support 2 et sont espacées angulairement entre eux selon un angle prédéterminé a. Les moyens de poussée 4 sont également disposés radialement à l'intérieur d'un trou 22 de l'élément de support 2 et sont angulairement espacés entre eux selon le même angle prédéterminé a. En d'autres termes, chacun moyen de traction 3 est relié axialement à un moyen de poussée correspondant 4. Les moyens de traction 3 sont configurés pour s'engager avec la deuxième bague 6 de la broche porte-outil 10 le long d'une surface cylindrique 61. Les moyens de poussée 4 sont configurés de manière à pousser par une de leur surfaces d'extrémité 41, sensiblement circulaire, la deuxième douille 6 le long de l'une de ses surfaces d'engagement 62 sensiblement cylindrique. De préférence, lesdits moyens de traction 3 sont des vis filetées en correspondance de la surface d'engagement 61 de la deuxième douille 6, tandis que toujours préférablement, lesdits moyens de poussée 4 sont des grains. Avantageusement, lesdits moyens de traction et lesdits moyens de poussée sont angulairement espacées les unes 7 des autres selon un angle a entre 800 et 1000. Encore plus avantageusement, ledit angle a a une valeur exactement égale à 90°. Le fonctionnement du dispositif est très intuitive. L'alignement entre la broche porte-outil 10 et la broche porte-pièce 1 est réalisé en agissant, en fonction des besoins, sur ladite paire de moyens de traction 3 et de moyens de poussée 4. En supposant, uniquement à titre d'exemple, que lesdits moyens soient espacés angulairement de 90° et se trouvent, comme on peut voir sur la Fig. 4, le long d'une paire d'axes orthogonaux y et z (orthogonaux entre eux et chacun d'eux orthogonal aussi à l'axe x de la broche porte-outil), les moyens de traction 3 agissent chacun dans une direction de l'axe y et de l'axe z (par exemple le long de la direction positive, telle que définie dans la Fig. 4) tandis que les moyens de poussée 4 agiront dans la direction opposée (sens négatif sur la Fig. 4). De cette façon , on peut mesurer à l' aide d'un comparateur de type connu le décalage existant entre l'axe de la broche de porte-pièce 1 et l' axe x de la broche porte-outil 10 en fonction d'une paire de coordonnées (Ay, Az), à savoir en termes d'une déviation linéaire d'un axe par rapport à l'autre en fonction de la paire d'axes orthogonaux (y, z). En agissant sur les moyens de traction 3 ou sur les moyens de poussée 4 il sera possible d'effectuer un 8 réglage fin, en annulant de telles déviations linéaires (Ay = Az = 0). Le procédé de montage de la broche porte-outil 10 sur l'élément de support 2 peut alors prévoir une première étape de pré-montage dans laquelle la broche porte-outil 10 est montée sur l'élément de support 2 par un serrage, à une valeur préliminaire du couple de serrage, par des moyens spéciaux filetés 8 qui agissent entre un élément de bride 7 de la deuxième bague 6 de la broche porte-outil 10 et l'élément de support 2 lui-même. Ensuite la deuxième phase comprend un réglage fin, comme décrit ci-dessus, agissant sur les moyens de traction 3 et de poussée 4 du dispositif selon l'invention. Enfin, la troisième phase de l'assemblage comprendra évidemment le serrage jusqu'à une valeur finale du couple de serrage de la bride 7 sur l'élément de support 2. En plus des modes de réalisation de l'invention, comme décrit ci-dessus, il faut comprendre qu'il existe de nombreuses autres variantes. Il faut aussi comprendre que ces moyens de mise en oeuvre ne sont qu'à titre indicatif et ne limitent pas l'objet l'invention ou ses applications, ni ses configurations possibles. Au contraire, bien que la description faite ci-dessus rend possible pour l' homme de métier d'effectuer la présente invention selon au moins l'une de ses configurations exemplaires, il faut comprendre que de nombreuses 9 variantes sont envisageables pour les composants . décrits, sans pour cette raison abandonner l'objet de l'invention, tel que défini dans les revendications annexées, interprétées littéralement et/ou REVENDICATIONS1. Machine-outil (100) comprenant un bâti, au moins une broche porte-pièce (9) et une broche porte-outil (10), ce dernier comprenant une première douille (5) sur laquelle est monté un porte-outil (1) et une deuxième douille (6) connectée de façon stable à un élément de support (2), ladite première et deuxième douille (5, 6) étant couplées concentriquement audit élément de support (2) libre de tourner par rapport à une tourelle porte- outils et de se déplacer en translation par rapport au bâti de la machine-outil (100) et un actionnement à moteur pour le mouvement des broches (9, 10), ladite machine-outil (100) étant caractérisée par le fait que ledit élément de support (2) comprend : - une paire de moyens de traction (3) configurés pour s'engager avec la deuxième douille (6) de la broche porte-outil (10) le long d'une surface d'engagement (61) et - une paire de moyens de poussée (4) configurés pour pousser par une de leur surfaces d'extrémité (41), sensiblement circulaire, la deuxième douille (6) le long d'une de ses surfaces (62), qui en fonction de leur position déterminent l'alignement précis entre la broche porte-outil (10) et la broche porte-pièce (1). 11 2.. Machine-outil (100) selon la revendication 1, dans laquelle lesdits moyens de traction (3) et lesdits moyens de poussée sont disposés radialement à l'intérieur d'un trou (21, 22) de l'élément de support 5 (2). 3. Machine-outil (100) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle lesdits moyens de traction (3) sont des vis filetées en correspondance de la surface d'engagement (61) de la deuxième douille (6). 10 4. Machine-outil (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle des moyens de poussée (4) sont des grains. 5. Machine-outil (100) selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle lesdits moyens de traction 15 (3) et lesdits moyens de poussée (4) sont angulairement espacés les uns des autres selon un angle a entre 80° et 100°. 6. Machine-outil (100) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit angle a a une valeur de 20 90°. 7. Méthode d'assemblage d'une broche porte-outil (10) sur l'élément de support (2) d'une machine-outil (100) selon l'une des revendications 1 à 6, comprenant les phases suivantes : 25 pré-assemblage de la broche porte-outil (10) sur l'élément de support (2) par un serrage de moyens filetés appropriés (8) agissant entre un élément à bride 12 (7), de la deuxième douille (6) de la broche porte-outil (10) et l'élément de support (2) lui-même ; - réglage fin en agissant sur des moyens de traction (3) et de poussée (4) du dispositif ; 5 - serrage jusqu'à une valeur finale du couple de serrage de la bride (7) sur l'élément de support (2). 10 15 20 25