FR 2533152 A1 19840323 FR 8315007 A 19830921 t 533152 L'invention concerne d'une manière générale un procédé et un dispositif perfectionnés destinés à effectuer un changement rapide d'outils de coupe utilisés dans une machine-outil, et elle a trait plus particulière- ment à un accouplement sans queue. Les machines-outils de coupe du métal normales et spéciales, actuellement en service, comportent des broches menées et des supports d'outils qui sont conçus pour recevoir un outil ou un porte-outil du type à queue. L'expression "type à queue" désigne dans ce cas l'un quelconque des dispositifs à queue couramment connus, par exemple la bride en V, le cône Morse, la queue droite, etc. Des-outils et des porte-outils comportant une queue, par exemple un porte-outil à bride en V, ont pour inconvénient évident d'être volumineux et de poser des problèmes d'échange d'outils entre des machines-outils adaptées à la dimension pa rticulière de la queue du porte- outil Un exemple d'une telle situation est celui de la broche menée d'une machine-outil, adaptée pour recevoir un porte-outil du type à queue d'une dimension particu- lière, alors que les machines-outils environnantes sont adaptées à recevoir des porte-outils ayant d'autres confi- gurations ou dimensions Il est alors évident que, dans ce cas, chaque machine-outil doit avoir son propre appro- visionnement en outils ou en porte-outils de la configura- tion et de la dimension particulières à cette machine Par conséquent, une machine-outil à commande numérique compor- tant un serviteur d'emmagasinage d'outils et de porte- outils, contenant habituellement de 30 à 50 outils, seuls ou avec leurs porte-outils et auquel est associé un robot réalisant les changements d'outils de coupe, ne peut par- tager ces outils avec d'autres machines adaptées pour recevoir des outils ou des porte-outils dont les queues ont des dimensions ou des configurations différentes On peut donc voir que, lorsqu'une machine recevant des queues d'une dimension particulière est juxtaposée à une machine recevant des queues d'une dimension différente, ces deux machines doivent avoir leurs propres approvisionnements indépendants en outils et porte-outils. Un autre problème particulier aux machines-outils à broche menée, conçue pour recevoir un porte-outil du type à queue, est que la conception de la broche est affectée par le fait qu'il faut ménager un espace pour recevoir la queue Un exemple d'un tel compromis est constitué par-le surdimensionnement du palier situé à l'ex- trémité de la broche, ce palier étant réalisé à une dimen- sion assez grande pour supporter la broche tout en per- mettant à la queue de le traverser Par conséquent, tous les problèmes propres à un palier surdimensionné sont posés dans une broche de ce type Un problème particulier qui peut être attribué à un palier de très grande dimen- sion utilisé avec la broche menée est que la vitesse maxi- maie à laquelle la broche peut être entraînée pour de longues périodes, sous une puissance prédéterminée, est beaucoup plus faible que celle d'une broche utilisant un palier plus petit, sous la même puissance prédéterminée. Un problème courant qui a fait l'objet de nom- breuses tentatives de résolution par les opérateurs et les constructeurs de machines-outils est le problème propre à la prise de la queue dans l'alésage dans lequel elle est emmanchée Normalement, il faut un trou ou une pression extrême pour libérer la queue d'un alésage co Eplémmtaire Un outil ou porte-outil soumis à des prises répétées dans un alésage correspondant et aux contraintes engendrées par les diverses méthodes d'extraction présente souvent une usure ou une détérioration excessive. Un autre problème posé par un porte-outil du type à queue est que, lorsque l'outil de coupe peut être réglé par rapport au porte-outil, il faut un montage par- ticulier pour supporter le porte-outil afin qu'une mesure précise de la distance sur laquelle l'outil de coupe fait saillie de ce porte-outil puisse être prise Du fait de la nécessité d'un montage spécial, il n'est pas rare que l'opérateur de la machine-outil tente d'effectuer un réglage en faisant simplement reposer le porte-outil du type à queue sur son extrémité la plus petite et en mesurant la distance à partir de la surface sur laquelle il repose En procédant ainsi, on risque de faire tomber le porte-outil et donc d'ébrécher l'outil de coupe Ceci constitue en fait un gaspillage économique important lors- que l'on considère le coût élevé des outils de coupe utilisés dans les opérations d'usinage du type considéré. D'une façon générale, des machines-outils sont utilisées pour des opérations d'usinage de précision et la tendance de l'industrie est de commander ces machines de plus en plus souvent par ordinateur La possibilité d'un usinage à vitesse élevée ainsi que d'un échange d'ou- tidsà grande vitesse constitue un objectif très important. La possibilité, pour plusieurs machines-outils ou tourelles de machinesoutils portant chacune plusieurs outils de coupe, d'effectuer des échanges à grande vitesse et la possibilité, pour ces mêmes machines- outils, d'utiliser un approvisionnement commun en outils de coupe ayant des accouplementsnormalisés, apportent des économies importantes de temps et d'argent 1 L'invention a donc pour objet général un accouple- ment à changement rapide qui évite sensiblement les pro- blêmes de l'art antérieur L'invention a également pour objet un accouplement à changement rapide dont la fabri- cation et l'utilisation sont relativement simples et peu coûteuses, cet accouplement étant cependant très fiable pendant une longue durée de vie en service, avec des ré- utilisations multiples. L'invention a également pour objet un outil et un porte-outil qui peuvent être aisément engagés dans un support et dégagés de ce support sans qu'il soit néces- saire de leur appliquer des forces extérieures L'inven- tion a pour autre objet un outil ou un porte-outil auquel des moyens mécaniques peuvent être adaptés pour le tirer à proximité du support d'outil, qui présente la possi- bilité de se centrer automatiquement lorsqu'il est tiré à proximité du support-, qui permet la transmission d'une force positive d'entraînement par l'intermédiaire de l'accouplement lorsqu'il est utilisé avec unebroche menée, qui peut recevoir des débris accumulés dans l'accouplement, et qui peut recevoir un couple appliqué dans un sens ou dans l'autre. L'invention a également pour objet un accouple- ment -à changement rapide et un procédé d'utilisation de cet accouplement sur des machines-outils normalisées, per- mettant à plusieurs de ces machines-outils d'être appro- visionnées en outils de coupe provenant d'un dispositif commun d'emmagasinage dans lequel chacun des outils de coupe emmagasinés comporte une partie d'accouplement uni- versel L'invention a également pour objet un accouplement dans lequel toutes les parties d'accouplement sont d'une configuration normalisée et la dimension radiale d'une partie d'accouplement est sans importance pourvu que l'accouplement comporte des parties complémentaires. L'invention a également pour objet un outil ou un porte-outil comportant des moyens permettant une adapta- tion de la robotique d'un système de changement rapide afin que l'outil ou le porte-outil puisse effectuer aisé- ment des mouvements de va-et-vient entre un dispositif d'emmagasinage et le support d'outil. L'invention a également pour objets importants un outil ou un porte-outil qui peut être accouplé à un support d'outil et qui peut en être désaccouplé de façon répétée sans que la précision et l'efficacité de l'accou- plement en soit affectées, tout en assurant le maintien de la précision de l'alignement de l'outil ou du porte- outil pendant ses réutilisations multiples, et tout en minimisant les mouvements de faux-rond et de précession de l'outil de coupe par rapport à une broche lorsque l'accouplement est utilisé avec une broche tournante. L'invention concerne donc un accouplement per- fectionné à changement rapide et son procédé d'utilisation. Conformément à un aspect de l'invention, un accouplement à changement rapide comprend deux parties complémentaires qui entrent en contact en se centrant automatiquement et qui présentent un jeu pratiquement nul lorsqu'un couple leur est appliqué Dans une forme * 2 533152 préférée de réalisation, les parties en prise comportent des dents s'étendant à peu près radialement. Un autre aspect de l'invention réside dans le démontage et le remplacement d'un outil de coupe sur un support, de la manière la plus rapide possible, et la suppression de multiples serviteurs d'outils indépendants associés aux différentes machines. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés àtitre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: la figure 1 est une coupe longitudinale par- tielle d'une partie de broche de machine-outil et d'un porte-outil de l'art antérieur la figure 2 est une coupe longitudinale par- tielle d'une partie de broche de machine-outil et d'un porte-outil comportant l'accouplement selon l'invention; la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2, montrant une partie d'une forme de réalisa- tion de l'accouplement-associé à la broche la figure 4 est une coupe partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 2, montrant une forme de'réalisa- tion de la partie de l'accouplement associée au porte-outil la figure 5 est une élévation d'un outil de coupe utilisant les principes de l'invention; et la figure 6 est une coupe transversale partielle montrant les dents en prise de l'accouplement d'entraîne- ment selon l'invention. L'accouplement décrit dans le présent mémoire à titre d'exemple est conçu pour être associé à une broche menée Cependant, il convient de noter qu'il est connu dans la technique de monter des outils et des porte- outils sur des coulisseaux menés, l'outil ou le porte-outil ne tournant pas Il est également connu de monter des outils et des porte-outils sur des tourelles à postes multiples dans lesquelles un outil unique est présenté à une pièce tournante pour effectuer un travail sur cette dernière, Si l'on se réfère à présent aux dessins et ini- tialement à la figure 1, on y voit représenté un porte- outil classique 12 du type à queue, appelé dans l'indus- trie porte-outil à bride en V, et une broche menée 14 d'une machine-outil 16 qui est conçue pour recevoir le porte-outil 12 du type à queue Ce dernier est l'un des porte-outils préférés dans l'industrie et il comporte une bride 18 présentant une gorge 20 de forme sensiblement en V destinée à entrer en prise avec la robotique associée à la machine-outil 16 La robotique est particulièrement conçue pour extraire le porte-outil 12 de l extrémité de la broche menée 14 et pour lui faire exécuter des mouve- ments de va-et-vient entre une position d'emmagasinage (non représentée) et l'extrémité de la broche Comme montré sur la figure 1, le porte-outil 12 de l'art antérieur présente une extrémité 22 destinée à recevoir un outil (non représenté) et une extrémité 24 à queue conique 26 L'ex- trémité libre de la queue conique 26 présente un trou taraudé 28 dans lequel peut être engagée la barre 30 de traction de la machine-outil 16 afin que cette barre tire et retienne le porte-outil 12 axialement par rapport à l'extrémité de la broche 14 La transmission du couple de la broche menée 14 au porte-outil 12 s'effectue au moyen de deux clavettes (non représentées) qui s'enclen- chant maniq Iueacnt à la bride 20 du porte-outil 12 avec la broche 14 Ce type d'enclenchement, c'est-à-dire à clavettes et rainures (non représentées), qui est le type courant pour le montage de ce type de porte-outil, permet un jeu relativement important du porte-outil 12 par rapport à la broche 14 Lorsqu'un porte-outil du type montré sur la figure 1 doit âtre utilisé avec une machine-outil, il est nécessaire de modifier la broche 14 afin qu'elle pré- sente un alésage tronconique 32 qui présente une dimension particulière s'adaptant étroitement à la dimension parti- culière du cône 26 du porte-outil 12 du type à queue En raison du fait que l'extrémité de la broche menée 14 est conçue pour recevoir la queue 24 d'un porte-outil 12 du type à queue, il convient de noter que la dimension du palier 34 et sa position sont compromises par le fait que ce palier 34 doit avoir un diamètre permettant à la 25331 $ 2 queue 24 du porte-outil 12 de le traverser Comme décrit: ci-après, il est avantageux de limiter la dimension et la position du palier. La figure 2 représente un porte-outil 40 fixé à une broche menée 42 d'une machine-outil 44 par l'intermé- diaire d'un accouplement 46 mettant en oeuvre les concepts de l'invention Le porte-outil 40, quiest représenté uniquement à titre d'exemple, sachant que tout dispositif connu de montage d'un outil peut être utilisé à sa place, présente un axe longitudinal 50 à une extrémité duquel se trouve un alésage 52 destiné à recevoir la queue d'un outil de coupe (non représenté) et à l'autre extrémité duquel est située une première partie 54, disposée radia- lement, de l'accouplement 46 L'alésage 52 comporte des vis de blocage (non représentées) destinées à fixer la queue d'un outil de coupe (non représenté) par rapport à cet alésage Un alésage taraudé 54, qui est centré sur l'axe longitudinal 50 du porte-outil 40, est destiné à recevoir l'extrémité filetée 56 de la barre 56 de traction de la machine- outil 44 dont la nécessité sera expliquée ci-après Il convient également de noter que la barre particulière 58 de traction et les moyens destinés à sa fixation au porte-outil 40, par exemple l'alésage taraudé, sont également représentés uniquement à titre d'exemples et que tout dispositif connu de fixation, utilisé pour assujettir une barre de traction à un outil ou à un-porte- outil, peut être utilisé avec l'invention Le porte- outil 40 comporte une bride commune 60 présentant une gorge 62 de forme en V qui peut être enclenchée avec la robotique - associée à la machine-outil 44 pour faire exécuter des mouvements de vaet-vient au porte-outil 40 entre une zone d'emmagasinage (non représentée) et l'extrémité de la broche 42 Comme montré sur la figure 2, le diamètre exté- rieur du palier 64 est sensiblement plus petit que celui du palier 34 du dispositif 12 de l'art antérieur Ceci est destiné à montrer combien les dimensions des paliers 34 et 64 peuvent différer l'une de l'autre lorsqu'une puis- sance prédéterminée et un même outil de coupe (non représenté) sont utilisés en tant que constantes Il apparaît donc qu'aucun moyen spécial ne doit être prévu à l'intérieur de la broche 40 autre que la barre de traction 58 Il convient de noter que l'on peut prévoir l'utilisation d'une monture commune du type à baïonnette ainsi que d'autres mécanismes pour fixer le porte-outil à proximité de l'ex- trémité de la broche et éviter ainsi d'avoir à utiliser une barre de traction Dans ce dernier cas, le palier 64 peut être encore plus petit Ainsi qu'il est connu dans la technique, un palier plus petit peut tourner à des vitesses supérieures à celles d'un palier plus grand, constitué de la même matière, avec un échauffement moindre, etc. Les figures 3 et 4 représentent les deux parties complémentaires 66 et 68 de l'accouplement 46 selon l'in- vention Bien qu'une forme particulière de denture soit décrite dans le présent mémoire, il existe d'autres formes de denture permettant d'atteindre les objectifs de la présente invention Comme montré sur la figure 3, la partie 66 de l'accouplement 46, associée à la face de la broche 42, comporte des dents incurvées 70 qui s'étendent du bord périphérique extérieur vers l'intérieur Les dents 70 sont espacées régulièrement ou forment une couronne entou- rant complètement -la circonférence de la partie 66 de l'accouplement Chacune des dents incurvées 70 présente deux faces latérales, à savoir une face intérieure ou concave 72 et une face extérieure ou convexe 74 Pour cha- que forme particulière de dent, il existe un point de contact Pl sur chacune des faces, un angle A de spirale et un angle de pression Bl étant associés à ce point (voir figure 6) On peut voir sur la figure 4 que la cou- ronne formée par les dents constitue une image réfléchie de la couronne formée par les dents et montrée sur la figure 3 Chaque dent 76 de la partie 68 d'accouplement présente un point de contact P 2 sur chacune de ses faces concaves 78 ou convexes 80, et un angle de spirale A 2 et un angle de pression B 2 (voir figure 6) qui sont égaux aux angles A 1 et Bl du point de contact associé Pl de chaque dent 70 de la partie 66 d'accouplement représentée sur la figure 3 Il convient de noter, à ce stade, que bien que d'autres configurations de dent soient prévues, il est également prévu que la couronne formée par les dents ne soit pas nécessairement continue sur tout le pour- tour des faces des parties d'accouplement Il convient également de noter que les références aux dents s'appliquent, en fait, à tous éléments disposés radialement, permettant d'atteindre les objectifs de la présente invention. Si l'on se réfère de nouveau aux figures 3 et 4, on voit qu'il existe-des dents 70 et 76 orientées à peu près radialement, dont la dimension augmente de façon constante radialement vers l'extérieur Par conséquent, une partie d'accouplement (non représentée) d'un diamètre particulier peut recevoir une seconde partie d'accouplement (non représentée) d'un diamètre différent pourvu que ces deux parties comportent des dents qui entrent en prise suivant un diamètre commun aux deux parties Par conséquent, une broche à laquelle est associée une première partie d'un premier diamètre peut recevoir des outils ou des porte- outils qu'elle doit entraîner et dont le diamètre est différent D'une façon idéale, le diamètre d'une partie d'accouplement associée à la broche est plus grand que le diamètre de la partie d'accouplement associée à l'outil de coupe Bien que l'on puisse considérer comme pas néces- sairement avantageux d'avoir un outil de coupe entraîné par une partie d'accouplement associée ayant un diamètre sensiblement supérieur au diamètre de la partie d'accou- plement associée à la broche, il convient de noter que le couple transmis peut être déterminé par la vitesse de la broche et l'importance de la prise de l'outil de coupe avec un substrat. La figure 6 représente l'engrènement des dents et 76 des deux parties d'accouplement 66 et 68 et elle montre une zone 82 de dégagement située au fond des dents 70 et 76, cette zone pouvant recevoir des débris qui peuvent s'accumuler sur la face des dents Des parti- cules de débris risquant d'empêcher toute prise complète des dents 70 et 76 peuvent ainsi être repoussées dans l'espace 82 de dégagement par les dents lorsqu'elles entrent en prise Il convient de noter que la zone 82 de dégage- ment n'est pas critique pour établir ou rompre l'accouple- ment et qu'elle peut être supprimée dans certaines appli- cations La présence d'une zone ouverte 82 de dégagement telle que montrée sur la figure 6 n'est pas nécessairement souhaitable lorsqu'il se pose un problème d'écoulement de fluide de refroidissement, en raison de communications entre les zones 82 de dégagement et des orifices (non représentés) ménagés dans la broche et dans l'outil ou le porte-outil pour permettre l'écoulement du fluide de refroi- dissement. La figure 5 représente un outil de coupe 84 réa- lisé d'une seule pièce avec une première partie ( 68) de l'accouplement ( 46) L'outil de coupe présente égale- ment les caractéristiques nécessaires pour faciliter l'en- clenchement avec la robotique (non représentée> associée à la machineoutil et permettant à cet outil de coupe 84 d'être soumis à des mouvements de va-et-vient entre un dispositif d'emmagasinage (non représenté) et la broche 42 de la machine-outil 44 Comme indiqué par la distance D, il apparaît aisément que la longueur globale de ce dispositif 84 d'une seule pièce peut être sensiblement inférieure à celle d'un ensemble à porte-outil et outil de coupe qui comporte obligatoirement une structure permettant la fixation de l'outil de coupe à un porte-outil Par conséquent, en supprimant la partie alésée du porte- outil et la structure associée, ainsi que la partie d'un outil de coupe devant coopérer avec la partie alésée (non représentée), on peut diminuer sensiblement la longueur globale D de l'outil de coupe réalisé d'une seule pièce. L'avantage évident d'une telle configuration est une plus grande souplesse en ce qui concerne la dimension des pièces en cours d'usinage lorsque la zone dans laquelle l'outil de coupe doit être utilisé est de dimensions réduites Lorsque l'on se réfère dans le présent mémoire à des outils de coupe, il s'agit de tous types courants 1 1 d'outils de coupe, par exemple des outils de coupe du type à lame rapportée, des outils de coupe à mises en carbure rapportées, etc. En variante, les parties 66 et 68 d'accouplement, représentées sur les figures 3 et 4, peuvent être intégrées à l'extrémité de la broche menée 42 ou du support d'outil (non représenté), et à l'outil 84 ou au porte- outil 40, respectivement De plus, il convient de noter que chacune des parties 66 et 68 de l'accouplement 46 peut être réalisée séparément, puis fixée à la broche 42 ou au support d'outil (non représenté), et à l'outil 84 ou au porte-outil 40, respectivement Lorsque l'on réalise des parties d'accouplement 66 et 68 sous forme de pièces_ séparées, il faut alors que chacune des parties soit fixée de façon à être centrée sur l'axe de rotation de la broche 42 ou du support d'outil (non représenté) et sur l'axe de rotation de l'outil 84 ou du porte-outil 40, respectivement Ainsi qu'il est évident à l'homme de l'art 2 la fixation de pièces séparées peut être réalisée par tous moyens convenables (non représentés), par exemple par des boulons, par soudage, etc Il apparaît donc aisément qu'en réalisant les parties de l'accouplement sous forme de pièces séparées, on obtient un adaptateur. Bien qu'une couronne de dents disposées sensiblement radialement soit représentée sur chacune des parties 66 et 68 de l'accouplement, il est prévu de pouvoir utiliser plusieurs bandes (non représentées) de dents sur chaque partie de l'accouplement Chacune de ces bandes peut être disposée radialement par rapport aux autres bandes Lors- que des bandes de dents de configuration sensiblement incur- vée sont utilisées, chaque bande peut être réalisée afin que ces dents soient incurvées dans une direction prédé- terminée En utilisant des bandes de dents qui s'étendent dans des directions prédéterminées différentes, à des distances radiales différentes, on peut voir que des porte- outils de différents diamètres peuvent être conçus sélectivement pour entrer en prise, d'une manière choisie, avec une bande particulière En variante, l'entrée en R 533152 ' t SI 3 lfl prise d'un outil ou d'un porte-outil particulier peut être empêchée par l'inaptitude de sa partie d'accouplement à s'enclencher avec la partie d'accouplement du support ou de la broche Par conséquent, on peut agir sur la sélectivité avec laquelle des outils de coupe peuvent être montés sur une broche particulière Dans les cas o des outils de coupe de pas à droite et de pas à gauche sont utilisés, il est évidemment indésirable de mettre en place un outil de coupe incorrect car, lorsqu'un outil de coupe est entraîné dans le mauvais sens, des contraintes et un frottement importants apparaissent et l'outil de coupe peut être détruit. Un avantage particulier de l'utilisation d'un outil 84 ou d'un porteoutil 40 du type décrit est que l'utilisateur peut avantageusement effectuer une mesure de la distance axiale sur laquelle l'outil de coupe dépasse en plaçant simplement l'outil 84 ou le porte-outil 40 sur une surface plane, les dents 76 de la partie d'accouple- ment s'appliquant contre cette surface, et en effectuant une mesure de-la surface plane jusqu'au point de l'outil de coupe le plus éloigné de la surface de support. L'un des avantage principaux de l'accouplement selon l'invention tel que décrit réside dans la norma- lisation des machines-outils qui ont été particulièrement adaptées à recevoir des porte-outils du type à queue Sou- vent, des machines-outils qui ont été adaptées à des outils et des porte-outils du type à queue ne sontplus univer- selles, en raison de leur adaptation à recevoir une dimen- sion de queue particulière Un avantage secondaire résul- tant de l'utilisation de l'accouplement selon l'invention est que la machine-outil et/ou la robotique qui la dessert n'ontplus à appliquer la force importante nécessaire, soit par frappe, soit autrement, pour dégager un outil ou un porte-outil du type à queue pris dans la broche. Lorsque l'on souhaite normaliser diverses machines- outils adaptées, la modification de l'extrémité de la broche menée ou du support peut être réalisée soit par usinage de la partie complémentaire d'accouplement, soit par 25331 e la fixation d'un adaptateur comportant la partie dentée complémentaire Par conséquent, on peut prévoir un servi- teur d'outils commun ayant un grand nombre d'outils ou de porte-outils,ce qui, dans le cas de machines-outils desservies par robots et à commande numérique, évite d'avoir à utiliser des serviteurs d'outils séparés, portant des outils ou des porte-outils adaptés en particulier à chaque machine. Ainsi qu'il est bien connu des spécialistes des machines-outils, la vitesse maximale à laquelle'une machine- outil travaille est limitée par la vitesse maximale que peut supporter le palier logé dans la broche Plus préci- sément, une machine-outil à commande numérique, capable de travailler pendant de nombreuses heures et parfois -pendant plusieurs jours de suite sans l'assistance d'un opérateur, risque de présenter un échauffement du palier si la broche est entraînée à une vitesse trop élevée Sachant que le palier est le facteur limitatif de la vitesse sur laquelle une machineoutil peut travailler, on comprend alors qu'une machine-outil particulière, adaptée pour recevoir un porte-outil du type à queue de grande dimension présente une vitesse maximale très inférieure à celle'd'une machine-outil adaptée pour un porte-outil'du type à queue beaucoup plus petit Par conséquent, lorsqu'un outil de coupe pouvant travailler à grande vitesse est utilisé avec Une machine-outil adaptée àdes queues de grande dimension, il est évident que l'outil de coupe ne peut être utilisé à une vitesse supérieure au maximum admis par la machine- outil Ceci constitue en fait une situation traduisant un manque d'efficacité, qui peut être évitée par l'adaptation du concept de l'invention à la machine-outil En permettant l'utilisation d'un palier plus'petit qui permet ainsi à la broche de tourner à des vitesses plus élevées, on voit que la machine-outil peut utiliser de façon beaucoup plus souple des outils de coupe conçus pour travailler à une vitesse de rotation élevée. Pour effectuer le changement d'un outil ou d'un porte-outil du type décrit dans le présent mémoire, la robotique associée à la machine-outil peut s'enclencher avec les moyens prévus sur l'outil ou le porte-outil et les prendre Ainsi, pour changer un outil de coupe monté sur une broche ou un support mobile, la machine-outil est habituellement ralentie ou arrêtée, ce qui permet à la robo- tique de prendre l'outil ou le porte- outil et de le déplacer alors qu'il est libéré de la barre de traction Une fois que la barre de traction a libéré l'outil ou le porte-outil, ce dernier peut être déplacé vers la position qui lui est associée dans le dispositif d'emmagasinage La robotique peut ensuite positionner l'outil de coupe suivant devant être utilisé à proximité de l'extrémité de la broche, la barre de traction s'enclenchant alors avec l'outil ou le porte- outil et s'y fixant Il convient dé noter que, lorsque la baà're de traction tire l'outil ou le porte-outil vers l'extrémité de la broche, les dents des deux parties de l'accouplement entrent en prise et centrent automatiquement l'outil ou le porte-outil, amenant ainsi l'axe de rotation de l'outil de coupe en alignement sur l'axe de rotation de la broche On peut donc voir qu'un serviteur d'outils unique peut être utilisé et que la robotique peut commander les mouvements des outils de coupe vers ce serviteur et en sens inverse et peut approvisionner plusieurs machines- outils en raison de la possibilité d'échange offerte par l'accouplement universel particulier selon l'invention. En cours d'utilisation, une machine-outil ayant une broche et un support équipé de l'accouplement selon l'invention peut s'enclencher avec et supporter un porte- outil ou un outil de coupe, et dans le cas de la broche, l'entraîner, cet outil de coupe ayant-une partie complé- mentaire de l'accouplement Pour réaliser l'enclenchement de l'outil ou du porte-outil, les parties d'accouplement sont juxtaposées de manière que les dents entrent en prise, et une barre de traction ou tout autre élément est enclenché de manière à faire entrer fermement en prise les dents des parties d'accouplement L'avantage principal de la présente invention est obtenu lorsque les parties d'accou- plement sont fixées l'une à l'autre L'accouplement positionne de façon très précise l'axe de rotation de l'outil par rapport à l'axe de rotation de la broche ou du support et, en raison de la plus grande surface due à la courbure des dents,-on obtient une meilleure réparti- tion des charges et une plus -grande capacité de couple. Il convient de noter que les parties dé l'accouplement peuvent être utilisées en tant qu'accouplement auto- embrayable, par la mise en oeuvre d'un ressort ou autre organe exerçant une force prédéterminée de rappel, telle que les parties de l'accouplement se dégagent sous l'appli- cation d'un couple prédéterminé La facilité avec laquelle un outil ou un porte-outil peut être désaccouplé d'une broche ou d'un support apparaît aisément car, lorsque les moyens destinés à maintenir assemblées les deux parties de l'accouplement sont relâchés, l'accouplement se sépare pratiquement. Bien qu'une forme particulière de denture ait été décrite et bien qu'il faille noter que la configuration de la denture a été décrite dans le brevet dee Etats-Unis d'Amérique No 4 307 797, et qu'aux fins de la présente description, les dents soient décrites comme s'étendant à peu près radialement et soient disposées à peu près radialement, d'autres formes de dents, par exemple des dents s'étendant tout à fait radialement, ainsi que des éléments disposés radialement, réalisant un enclenchement ferme et un centrage automatique, sont prévues comme étant englobées dans la présente invention. Il va de soi que de nombreuses modifications peu- vent être apportéses au dispositif décrit et représenté sans-;sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Ensemble d'une machine-outil ( 44) et d'un outil de coupe destiné à être utilisé avec la machine- outil, caractérisé en ce qu'il comporte un accouplement ( 46) à changement rapide destiné à fixer l'outil de coupe à un élément ( 42) de support porté par la machine-outil, cet accouplement comportant une première partie ( 68) associée à l'outil de coupe et une seconde partie ( 66) asso- ciée à l'élément de support, les première et seconde par- ties comprenant des moyens disposés sensiblement radiale- ment et conçus pour engrener directement, de manière complé- mentaire, et pouvant être dégagés les uns des autres, ces moyens étant destinés à centrer automatiquement l'outil de coupe par rapport à l'élément de support. 2 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé -en ce que la première partie est réalisée d'une seule pièce avec l'outil de coupe. 3 Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la seconde partie est réalisée d'une seule pièce avec l'élément de support. 4 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens disposés à peu près radialement comprennent plusieurs dents ( 70, 76) s'étendant à peu près radialement. 5 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support est une broche menée ( 42). 6 Ensemble selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un élément ( 58) de fixation destiné à tirer ladite première partie axialement pour l'enclencher avec la seconde partie sur la broche et centrer ainsi automatiquement, à peu près simultanément, l'outil de coupe par rapport à la broche afin d'établir une transmis- sion rigide pour l'outil de coupe par l'intermédiaire de l'accouplement tout en limitant le jeu pratiquement à zéro à l'intérieur de l'accouplement. 7 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un porte-outil ( 40) conçu pour suppor- ter de manière amovible l'outil de coupe, la première partie étant réalisée d'une seule pièce avec ce porte- outil. 8 Ensemble selon l'une des revendications 1 et 7, caractérisé en ce que les moyens disposés à peu près radialement sur la première partie et la seconde partie com- prennent chacun plusieurs dents incurvées ( 70, 76), chacune de ces dents présentant des faces concave intérieure ( 72, 78) et convexe extérieure ( 74, 80), chaque dent étant configurée de manière qu'un point quelconque de contact (Pl ou P 2) situé le long de l'une des faces intérieure et extérieure présente un angle de spirale-(A 1 ou A 2) et un angle de pression (B: ou B 2) égaux aux angles corres- pondants du point correspondant de contact situés le long des faces correspondantes extérieure convexe et intérieure concave de la partie extérieure. 9 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que la largeur de chaque dent incurvée varie de la partie intérieure de la dent vers sa partie extérieure. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le porte-outil comporte des moyens permettant de régler l'outil de coupe qu'il supporte par rapport à lui afin de régler la distance de la partie extérieure de l'outil par rapport à la broche, un ajustement précis pouvant être réalisé en faisant reposer le porte-outil par la première partie contre une surface plane et en mesurant la distance de la partie extérieure de cet outil à cette surface. 11 Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'un pied ( 82) est formé entre les dents adjacentes de chaque paire, chaque pied étant dimensionné pour rece- voir des débris. 12 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de support est une broche menée ( 42) portée par un palier ( 64) dont le diamètre intérieur est suffisant pour permettre le passage d'un élément de fixa- tion ( 58). 13 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accouplement forme un adaptateur, des moyens étant destinés à relier la première partie de l'accouplement à l'outil de coupe et des moyens étant destinés à relier la seconde partie de l'accouplement à l'élément de support afin qu'une machine-outil conçue pour recevo r des outils de coupe et des porte-outils d'une configuration particu- lière puisse être modifiée par ledit accouplement afin d'être universelle. 14 Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension maximale des moyens disposés à peu près radialement, associés à la première partie, est égale ou inférieure à la dimension maximale des moyens disposés à peu près radialement, associés à la seconde partie. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens ( 60, 62) associés à l'outil de coupe pour permettre a un dispositif de manoeuvre du réaliser un enclenchement afin de rapprocher et d'éloigner l'outil de coupe de l'élément de support. 16 Outil de coupe faisant partie de l'ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un corps d'outil comportant un premier élément destiné à effectuer un travail de coupe sur une pièce, un deuxième élément ( 54) disposé axialement par rapport au premier élément afin de s'enclencher avec un élément ( 58) de fixa- tion associé à l'élément de support pour tirer l'outil axialement vers ledit élément de support, un troisième élément ( 68) disposé concentriquement par rapport au deuxième élément afin de s'enclencher avec un élément com- plémentaire ( 66), disposé concentriquement et associé à l'élément de support, le troisième élément comportant des moyens disposés à peu près radialement et permettant un accouplement à centrage automatique de l'outil avec l'élément complémentaire, afin qu'une force axiale de traction, appliquée par le deuxième élément, provoque l'enclenchement du troisième élément avec l'outil et le centrage automatique de ce dernier par rapport à l'élément complémentaire porté par l'élément de support. 17 Outil de coupe selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens permettant de 253,Isz-2 fixer fermement le troisième élément au corps d'outil. 18 Outil de coupe selon la revendication 16, caractérisé en ce que le troisième élément est disposé à proximité d'un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal ( 50) du corps de l'outil. 19 Outil de coupe selon la revendication 16, caractérisé en ce que le deuxième élément comprend un trou taraudé ( 54) centré sur l'axe longitudinal du corps de l'outil. 20 Outil de coupe selon la revendication 16, caractérisé en ce que le corps d'outil présente un trou taraudé ( 54) et en ce que l'élément de fixation est une barre ( 58) de traction conçue pour être disposée axiale- ment par rapport à l'élément de support afin de s'engager dans le trou taraudé et de tirer ainsi l'outil vers l'élé- ment de support. 21 Outil de coupe selon l'une des revendications 16 et 19, caractérisé en ce que le troisième élément et l'élément complémentaire comprennent chacun plusieurs dents incurvées ( 70, 76). 22 Outil de coupe selon la revendication 21, caractérisé en ce que chacune des dents présente une face. intérieure concave ( 72 ou 78) et une face extérieure convexe ( 74 ou 80) configurées de manière qu'un point quelconque de contact (Pl ou P 2) situé le long de l'une des faces intérieure et extérieure de l'un du troisième élément et de l'élément complémentaire présente un angle de spirale (A 1 ou A 2) et un angle de pression (B 1 ou B 2) égaux à ceux du point de contact correspondant situé - le long des faces respectives extérieure et intérieure de l'autre dudit troisième élément et dudit élément complé- mentaire. 23 Outil de coupe selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'élément de support est une broche menée ( 42). 24 Porte-outil destiné à l'outil selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comporte un corps ( 40) comprenant un premier élément ( 52) destiné à recevoir une partie d'un outil, un deuxième élément destiné à fixer de façon amovible ladite partie de l'outil à l'intérieur du premier élément, un troisième élément ( 54) disposé axialement par rapport au corps du porte- outil afin de s'enclencher avec un élément ( 58) de fixation associé à un élément ( 42) de support fixé sur la machine- outil pour tirer ledit porte-outil axialement vers l'élé- ment de support, un quatrième élément ( 68) disposé concen- triquement par rapport au troisième élément afin de s'enclencher avec un élément complémentaire ( 66), disposé concentriquement et associé à l'élément de support, le quatrième élément comportant des moyens s'étendant à peu près radialement, qui permettent un accouplement avec centrage automatique du porte-outil avec l'élément complé- mentaire afin qu'une force axiale de traction, exercée par le troisième élément, provoque l'enclenchement du qua- trième élément et le centrage automatique du porte-outil avec l'élément complémentaire porté par l'élément de support. 25 Porte-outil selon la revendication 24, caracté- risé en ce que le deuxième élément est conçu pour permettre un réglage d'un outil de coupe porté par le porte-outil afin qu'un ajustement précis de la distance sur laquelle l'outil dépasse axialement du porte-outil puisse être mesuré à l'aide du quatrième élément qui est alors juxtaposé à une surface plane, la mesure étant effectuée de ladite surface jusqu'au point extérieur de l'outil de coupe. 26 Porte-outil selon la revendication 24, caracté- risé en ce qu'il comporte des moyens destinés à fixer fer- mement le quatrième élément au porte-outil. 27 Porte-outil selon la revendication 24, caracté- risé en ce que le corps du porte-outil présente un axe longitudinal ( 50), le premier élément présentant un alésage ( 52) dans lequel la partie de l'outil est reçue, cet alésage étant centré sur l'axe longitudinal et débouchant à une première extrémité du corps. 28 Porte-outil selon la revendication 27, carac- térisé en ce que le quatrième élément est disposé à proxi- mité d'un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal, à l'autre extrémité du corps du porte- outil. 29 Porte-outil selon la revendication 28, carac- térisé en ce que le deuxième élément comprend au moins une vis orientée angulairement vers la périphérie de l'alésage et coupant cette périphérie afin de s'appliquer contre la partie de l'outil reçue dans l'alésage. Porte-outil selon la revendication 24, carac- térisé en ce que les moyens de fixation comprennent une barre ( 58) de traction conçue pour être disposée axialement par rapport à l'élément de support. 31 Porte-outil-selon l'une des revendications 24 et 29, caractérisé en ce que le quatrième élément et l'élément complémentaire comportent chacun plusieurs dents incurvées ( 70, 76) 32, Porte-outil selon la revendication 9, caracté- risé en ce que chacune des dents présente une face inté- rieure concave ( 72, 78) et une face extérieure convexe ( 74, 80 > configurées de manière qu'un point quelconque de contact (Pl ou P 2), situé le long des faces intérieure et extérieure de l'un du quatrième élément et de l'élément complémentaire présente un angle de spirale (A 1 ou A 2) et un angle de pression (B 1 ou B 2) égaux à ceux du point de contact correspondant situé le long des faces correspon- dantes extérieure et intérieure de l'autre dudit quatrième élément et dudit élément complémentaire. 33 Porte-outil selon la'revendication 24, carac- térisé en ce qu'il comporte un cinquième élément ( 60, 62) conçu pour s'enclencher avec un mécanisme extérieur de manipulation afin de transporter le porte-outil. 34 Porte-outil selon l'une des revendications 24 et 32, caractérisé en ce que l'élément de support est une broche menée ( 42). Procédé pour adapter un ensemble selon, la revendication 1, afin de pouvoir entraîner un porte-outil ( 40) sans queue, caractérisé en ce qu'il consiste à adapter la broche ( 42) de la machine-outil de manière qu'elle comporte un élément d'accouplement ( 66 > pouvant entrer en prise, de manière amovible et avec centrage automatique, avec un élément d'accouplement complémentaire denté ( 68) situé sur un outil ou un porte-outil, à utiliser un méca- nisme d'enclenchement ( 58) destiné à tirer vers la broche un outil ou un porte-outil comportant un élément denté complémentaire d'accouplement. -36 Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'étape d'adaptation consiste à usiner la face de la broche afin d'y former un élément denté d'accouple- ment. 37 Procédé selon la revendication 35, caractérisé en ce que l'étape d'adaptation consiste à fixer un élément rapporté annulaire d'accouplement appliqué concentriquement sur la face de la broche. 38 Procédé selon la revendication 37, caractérisé en ce que la fixation consiste à boulonner l'élément d'accouplement sur la broche. 39 Procédé selon la revendication 35, caracté- risé en ce qu'il consiste à réaliser chacune des dents ( 70, 76) de l'élément d'accouplement afin qu'elle présente une face intérieure concave ( 72, 78 > et une face extérieure convexe ( 74, 80) pour établir ainsi des angles de tirage (Aj, A 2)-et de pression (Bj, B) qui sont sensiblement dent. Procédé selon la revendication 35, caracté- risé en ce qu'il consiste à mettre en place le palier ( 64) maintenant la broche dans une position optimale et à dimensionner le palier pour élever au maximum la précision avec laquelle la machine-outil fait travailler un outil engagé à l'aide de l'accouplement. 41 Procédé pour changer un porte-outil selon ilune quelconque des revendications 24 à 34, caractérisé en c qu'il consiste à prendre le porte-outil à remplacer à l'aide d'un dispositif mobile, à libérer le porte-outil de la broche ( 42), à éloigner le porte-outil à remplacer de sa position d'utilisation proche de la broche, à amener un porte-outil de remplacement à proximité de la broche, à placer le porte-outil de remplacement pour per- mettre l'entrée en prise avec un élément ( 58) destiné à tirer ce porteoutil vers la broche, à enclencher l'élément destiné à tirer le porteoutil vers la broche, à tirer le porte-outil vers la broche pour établir ainsi une trans- mission rigide avec le porte-outil, cette transmission ayant un jeu pratiquement nul et étant réalisée par l'inter- médiaire de dents complémentaires ( 70, 76) s'étendant radialement, et à centrer le porte-outil à l'aide de ces dents sous l'action de l'élément destiné à tirer le porte- outil vers la broche. c