DEVICE FOR CLAMPING A CUTTING BIT ON A TOOL HOLDER

Abstract: 1. Fixing device of a cutting insert (4) with a traversing boring (5) on a tool-holder (1) having at least two bearing faces (2, 3) making an angle between them, the tool holder (1) having a hollow (7) into which a boring (6) emerges which is provided sensibly perpendicularly to one of the bearing faces (3), the device comprising a blocking element (8) disposed in the boring (5) of the insert (4) and in the boring (6) of the tool-holder projecting into said hollow (7), the end of the blocking element situated in the hollow cooperating with the end of a control shaft (9), characterized by the fact that this shaft (9) is submitted, in service position, to the action of resilient means (11) intended to push it so as the insert is applied against the bearing faces (2, 3) by said blocking element (8) cooperating with said shaft (9), and by the fact that the control shaft (9) is provided with driving means situated on an external face of the tool-holder (1) which is different from that on which the cutting insert (4) is fixed or on the inside of the tool-holder (1), and which are intended to cancel the action of the resilient means (11) for releasing the cutting insert (4).

Description: Dispositif de fixation d'une plaquette de coupe sur un porte-outil La présente invention concerne un dispositif de fixation d'une plaquette de coupe comportant un perçage traversant sur un porte-outil présentant au moins deux faces d'appui faisant un angle entre elles. On utilise de plus en plus dans le domaine de l'usinage en général des plaquettes de coupe amovibles, plus particulièrement en métal dur fritté, fixées sur un porte-outil par différents types d'éléments de blocage tels que vis, etc. coopérant avec un trou central cylindrique ou cylindro-conique pratiqué dans la plaquette. Les manipulations requises par ces types de systèmes connus de fixation pour le changement de plaquettes présentent un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, ces manipulations sont relativement longues, puisqu'il est nécessaire, par exemple, de dévisser complètement la vis de fixation avant de pouvoir procéder au changement souhaité; ces manipulations sont de plus peu pratiques à effectuer, plus particulièrement dans le cas où la partie du porte-outil portant les plaquettes est d'un accès difficile avec des outils tels que tournevis, clé, levier, etc. En outre, ces outils, servant de moyens d'actionnement des éléments de fixation sont généralement de petite taille, à cause de la faible dimension de l'alésage pratiqué dans la plaquette, ce qui rend les manipulations encore plus difficiles. Enfin, ces systèmes de fixation requièrent une force de serrage qui est difficile à contrôler et à rendre constante, sans employer des moyens sophistiqués. On connaît également un système de fixation permettant le changement rapide des plaquettes, mais qui est complexe, encombrant, coûteux, et surtout qui fait appel à une plaquette spéciale à un seul tranchant. Dans ce système, la force de serrage nécessaire au maintien de la plaquette est fournie par une pression hydraulique, pneumatique ou oléo-pneumatique. Dans tous les cas, il est donc nécessaire d'exercer depuis l'extérieur une pression constante pour maintenir la plaquette sur son siège, et par conséquent de supprimer cette pression pour libérer la plaquette. Ainsi, en cas de défaillance accidentelle des moyens exerçant cette pression, la plaquette de coupe est débloquée intempestivement, ce qui entraîne, lorsque cette défaillance se produit en cours d'usinage, une détérioration de l'outil et de la pièce usinée, voire des dégâts à la machine elle-méme. En conséquence, le but de cette invention consiste à fournir un dispositif de fixation d'une plaquette de coupe sur un porte-outil qui tende à obvier aux inconvénients précités des dispositifs connus. Ce but est atteint par le dispositif selon 11 invention, qui est caractérisé par le fait que le porte-outil comporte un évidement dans lequel débouche un perçage pratiqué sensiblement perpendiculairement à l'une des faces d'appui; par le fait que le dispositif comporte un élément de blocage disposé dans le perçage de la plaquette et celui du porte-outil et aboutissant dans ledit évidement; par le fait que l'extrémité de l'élément de blocage située dans l'évidement coopère avec l'extrémité d'un axe de commande, cet axe étant soumis en position de service à l'action de moyens élastiques, destinés à le pousser de telle sorte que la plaquette soit appliquée contre les faces d'appui par ledit élément de blocage coopérant avec ledit axe; et par le fait que l'axe de commande est muni de moyens d'actionnement accessibles depuis l'extérieur du porte-outil et destinés à annuler l'action des moyens élastiques pour libérer la plaquette de coupe. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif de fixation selon l'invention. La figure 1 est une vue partiellement en coupe longitudinale d'une forme d'exécution du dispositif en position bloquée. La figure 2 est une vue partiellement en coupe longitudinale du dispositif en position débloquée , avec un exemple de levier de déblocage. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une réalisation particulière d'un moyen d'actionnement pour le déblocage du dispositif. En référence aux figures 1 et 2, le dispositif de fixation illustré comporte un porte-outil 1 dont l'extré- mité antérieure présente deux faces d'appui respectivement 2, 3 formant un logement destiné à recevoir une plaquette de coupe 4. Cette plaquette 4 comporte un trou cylindrique 5 dont la partie supérieure peut être conique, ce trou cylindrique 5 étant perpendiculaire à la surface de la plaquette 4 et étant sensiblement coaxial avec un perçage 6 pratiqué dans le porte-outil 1, perpendiculairement à la surface d'appui 3. Ce perçage 6 débouche dans un évidement 7 pratiqué longitudinalement dans le porte-outil 1. Le dispositif de fixation de la plaquette 4 comporte un pion de blocage 8 disposé dans le trou cylindrique 5 et le perçage 6 superposés respectivement de la plaquette 4 et du porte-outil 1 et faisant saillie dans l'évi- dement 7. L'extrémité du pion de blocage 8 située dans l'évidement 7 coopère avec un axe de commande 9, lequel comporte un disque d'arrêt 10 et étant soumis à l'action élastique d'un empilage précomprimé de rondelles-ressorts ll(généralement en acier trempé) disposé entre le disque 10 de l'axe 9 et une paroi 12 délimitant vers l'arrière l'évidement 7. Le pion de blocage 8 peut présenter, par exemple, la forme illustrée sur la figure 1, c'est-à-dire comportant deux renflements 8a et 8b. Le premier renflement 8a coopérant avec la paroi du perçage 6 pratiqué dans le porte-outil 1 sert de point de pivotement du pion 8, alors que le second renflement 8b coopérant avec la paroi du trou 5 de la plaquette 4 est destiné à transmettre la force de blocage à la plaquette 4 de manière à appliquer celle-ci contre les faces d'appui 2 et 3. La force de blocage est donnée par une résultante R provenant de l'action élastique de l'empilage précomprimé des rondelles-ressorts 11 qui exercent une force FI sur l'axe de commande 9; celui-ci tend donc à pousser l'extrémité inférieure du pion de blocage 8 vers l'avant, de telle sorte que celui-ci pivote d'un angle a jusqu'au blocage de la plaquette. La valeur de cet angle a dépend du jeu entre le diamètre du trou 5 et du perçage 6 et celui des renflements 8a, 8b, ainsi que du déport d'axe éventuel entre le trou 5 de la plaquette 4 et le perçage 6 pratiqué dans le porte-outil 1. Un avantage déterminant du dispositif de fixation selon l'invention réside donc dans le fait que l'effet de blocage donné par l'action des moyens élastiques, ici l'empilage de rondelles-ressorts comprimé au moment de l'assemblage du dispositif, est permanent de sorte que la plaquette est constamment appliquée, en position de service du système, contre ses faces d'appui. Bien entendu, toute autre forme appropriée du pion de blocage est utilisable pour appliquer la plaquette de coupe contre les faces d'appui du porte-outil sous l'action des moyens élastiques agissant sur le pion par l'entremise de l'axe de commande avec lequel il coopère. De même, les moyens élastiques utilisés peuvent être autres que des rondelles-ressorts comprimées pour autant qu'ils exercent une force FI permanente en position de service du système. Pour l'enlèvement de la plaquette de coupe 4 en vue d'un nouvel indexage ou de son remplacement par une nouvelle plaquette, il suffit, comme illustré sur la figure 2, d'exercer une force Fil en tirant l'axe de commande 9 vers l'arrière, de manière à annuler la force résultante R provenant de la compression des rondelles-ressorts 11. Ainsi, le pion de blocage 8 est mis dans une position coaxiale avec le trou 5 de la plaquette 4 et le perçage 6 du porte-outil 1, et la plaquette 4 est alors libérée. Une fois la plaquette indexée ou remplacée par une nouvelle plaquette, il suffit de relâcher l'effort Fil exerce sur l'axe de commande 9, ce qui rétablit alors la force résultante R provoquée par la force FI due à l'action élastique des rondelles-ressorts 11. Ainsi, un autre avantage important de la présente invention consiste en ce que l'axe de commande peut être actionné par des moyens d'actionnement faciles à manipuler et situés dans une zone du porte-outil d'accès facile, de préférence dans une zone éloignée de la zone où est fixée la plaquette de coupe. La caractéristique principale de ces moyens d'actionnement est qu'ils sont destinés à libérer la plaquette et non de la bloquer, ce qui élimine tout risque de déblocage intempestif en cas de défaillance de ces moyens. Comme moyens d'actionnement de l'axe de commande des tinés à libérer la plaquette, on peut utiliser tout système mécanique, pneumatique, hydraulique ou électrique susceptible de tirer vers l'arrière ledit axe. De préférence, l'évidement 7 pratiqué dans le porte-outil 1 se prolonge vers l'arrière par un canal 13 dans lequel coulisse l'axe de commande 9. L'extrémité arrière de celuici (comme montré à la figure 2) peut déboucher à l'arriè- re du porte-outil, c'est-à-dire dans une zone opposée à la zone de coupe. Plus particulièrement, on peut utiliser, par exemple, un levier ou une clé coopérant avec l'extrémité arrière, un électro-aimant, etc. On peut également utiliser un piston à air comprimé, un piston hydraulique ou un multiplicateur oléopneumatique. Dans ces cas, l'extrémité arrière de l'axe de commande 9 est donc muni d'un piston, et une amenée d'air ou d'huile sous pression est pratiquée latéralement dans le porte-outil. Lorsqu'il n'est pas possible de prévoir une telle amenée d'air ou de fluide latéralement dans le porteoutil, il est possible de prévoir un dispositif particulier, comme par exemple celui illustré à la figure 3, permettant d'assurer l'inversion du sens d'action sur les moyens d'actionnement, tout en gardant la même direction sur le même axe de déplacement de l'axe de commande. Dans Dan le dispositif d'inversion montré à titre d'exemple sur la figure 3, l'extrémité arrière de l'axe de commande 9 est munie d'une collerette 14. De plus, un piston d'actionnement 15 est monté coulissant à l'extrémité arrière du porte-outil 1, ce piston 15 présentant une tête conique et étant soumis à l'action d'un ressort de rappel 16 coopérant d'une part avec l'extrémité de la tête conique du piston 15 et d'autre part avec une paroi transversale 17 du porte-outil 1. Un joint 18 assure l'étanchéité du piston 15 dans le porte-outil 1. Une série de billes 19 sont montées autour de la paroi conique 20 de la tête du piston 15, et maintenues en position par une bague 21 présentant une paroi inclinée 22 en contact avec lesdites billes 19. Enfin, des tiges de liaison 23, montées coulissantes dans des passages 24 pratiqués dans la paroi transversale 17 du porte-outil 1, relient la bague 21 à la collerette 14. Pour provoquer le déplacement selon la flèche Il vers l'arrière de l'axe de commande 9, afin d'annuler la force de blocage résultante R due aux rondelles-ressorts et libérer la plaquette de coupe, il convient dans le dispositif décrit ci-dessus d'exercer une force appropriée FIII sur le piston d'actionnement 15 dirigée vers l'avant du porte-outil. Ce déplacement du piston 15 provoque le déplacement radial des billes 19 poussées par la rampe constituée par la paroi conique 20, et par là le dé placement correspondant vers l'arrière de la bague 21 poussée par les billes 19 coopérant avec la rampe formée par la paroi inclinée 22 de cette bague 21. Le mouvement vers l'arrière de la bague 21 est alors transmis à la collerette 14 et par conséquent à l'axe de commande 9 par l'intermédiaire de tiges de liaison 23. La manipulation ou l'intervention sur les moyens d'actionnement peut se faire sur l'outil, à proximité de celui-ci ou même à distance, et peut être dans le cas de tour automatique ou CN, intégré dans le programme du cycle de fabrication. Dans tous les cas, les moyens d'actionnement de l'axe de commande sont d'un accès facile et d'une dimension telle que leur manipulation soit aisée, ce qui n'est pas le cas avec les dispositifs de fixation connus. Le dispositif de fixation selon l'invention s'applique à toutes plaquettes de coupe amovibles, avec ou sans dépouille et à trou cylindrique ou cylindro-conique.

Claims: REVENDICATIONS 1. Dispositif de fixation d'une plaquette de coupe comportant un trou traversant sur un porte-outil présentant au moins deux faces d'appui faisant un angle entre elles, caractérisé par le fait que le porte-outil (1) comporte un évidement (7) dans lequel débouche un perçage (6) pratiqué sensiblement perpendiculairement à l'une des faces d'appui (3); par le fait que le dispositif comporte un élément de blocage (8) disposé dans le trou (5) de la plaquette (4) et le perçage du porte-outil aboutissant dans ledit évidement; par le fait que l'extrémité de l'élément de blocage située dans l'évidement coopère avec l'extrémité d'un axe de commande (9), cet axe étant soumis, en position de service, à l'action de moyens élastiques (11), destinés à le pousser de telle sorte que la plaquette soit appliquée contre les faces d'appui (2,3#) par ledit élément de blocage coopérant avec ledit axe; et par le fait que l'axe de commande est muni de moyens d'actionnement accessibles depuis l'extérieur du porte-outil et destinés à annuler l'action des moyens élastiques pour libérer la plaquette de coupe. 2. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement de l'axe de commande sont prévus sur une face externe du porte-outil différente de celle sur laquelle est fixée la plaquette de coupe. 3. Dispositif de fixation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens élastiques sont constitués par un empilage de rondelles-ressorts (11) monté sur l'axe de commande (9) et comprimé entre une paroi de l'évidement (12) et un disque d'arrêt (10) que comporte ledit axe. 4. Dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'élément de blocage est une tige (8) présentant au moins une portion (8a) destinée à être en position bloquée en contact avec la paroi du perçage (6) pratiqué dans le porte-outil (1) et au moins une portion (8b) destinée à être en position bloquée en contact avec la paroi du trou (5) que comporte la plaquette de coupe (4), et par le fait que l'inclinaison de la tige en position bloquée par rapport à l'axe central du trou de la plaquette et du perçage du porteoutil est déterminée par le jeu entre le diamètre maximum de la tige et le diamètre desdits perçages, ainsi que du déport d'axe éventuel entre le trou de la plaquette et le perçage du porte-outil. 5. Dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement sont des moyens mécaniques coopérant avec l'extrémité arrière de l'axe de commande. 6. Dispositif de fixation selon la revendication 5, caractérisé par le fait que lesdits moyens consistent en une clé ou un levier. 7. Dispositif de fixation selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que les moyens d'actionnement comprennent un électro-aimant agissant sur l'axe de commande. 8. Dispositif de fixation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'extrémité arrière de l'axe de commande (9) est munie d'un piston (14). 9. Dispositif de fixation selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le porte-outil comporte une amenée de fluide latérale, destinée à l'actionnement pneumatique ou hydraulique dudit piston. 10. Dispositif de fixation selon la revendication 8, caractérisé par le fait qu'il comporte unsecondpiston (15) monté coulissant à l'arrière du porte-outil et accessible depuis l'extérieur de celui-ci, ce piston présentant une tête conique (20), et une ou plusieurs billes (19) disposées autour de la tête conique du piston et maintenues par une bague (21), cette bague présentant une paroi inclinée (22) en contact avec lesdites billes et étant reliée par des tiges de liaison (23) au piston dont est munie l'extrémité arrière de l'axe de commande.

Inventors: GONSETH, DENIS R., MEYLAN, ANDRE, RAYE, PIERRE, Meylan, André
Applicants: STELLRAM S.A.
Application year: 1983
Main classification: B23B27
IPC codes: B23B27