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Cette invention se rapporte aux machines à reproduire ou à copier diverses pièces dans lesquelles un outil effec tuant son travail de coupa par un mouvement de va-et-vient relatif entre lui-même et la pièce est amené à sa position par voie hydraulique en fonction de la position occupée par un organe traceur astreint à longer un conformateur grâce à un mouvement de va-et-vient correspondant entre cet organe tracteur et le conformateur* L'invention concerne plus parti- culièrement la technique de la conformation par copiage ou reproduction de diverses pièces afin de produire une surface
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nettement à trois dispensions.
Un exemple important de ce genre de surface est celui des aubes de turbines 'puisque sur leur face convexe et sur leur face concave n'importe quelle section droite peut présenter une courbure .très' prononcée qui doit être suivie dans les courses de coupe successives par un déplacement en va-et-vient outre le fait que chaque course doit suivre la forme longitudinale varia** ble de la surface.
Il est connu dans cette technique d'effectuer par voie hydraulique la conformation par copiage ou reproduc- tion d'aubes de turbines dans une machine conformatrice dans laquelle la pièce est maintenue fixe, tandis que l'or- gane traceur exécute des mouvements de va-et-vient succès' sifs le long d'un conformateur qui ne simule pas la forme effective de l'objet éventuel mais qui a été spécialement engendré pour chaque objet différent à partir des dimensions que doit posséder en définitive la surface finale de cet objet.
Il est également connu dans cette technique d'effec tuer par voie hydraulique la conformation par copiage ou reproduction des aubes de turbines dans une machine à fraiser comportant une fraise exécutant des mouvements transversaux successifs au-dessus d'une pièce fixe sous la commande d'une roue traceuse rotative- ayant le même diamètre que la fraise et astreinte à se déplacer de même transversalement à 'un, .
conformateur fixe dont le profil correspond directement à la surface finale que doit posséder la pièce,
Il est encore connu dans cette technique de réaliser par voie hydraulique la conformation par copiage ou repro- duction d'aubes de turbines à l'aide d'une fraise terminale animée d'un mouvement de rotation qui est déplacée au-dessus d'une pièce fixe sous la commande d'un organe traceur ayant
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une forme terminale semblable à celle de la fraise d'extré- mité et qui est déplacé de même au-dessus d'un conformateur fixe ayant un profil correspondant directement à la surface finale que doit posséder la pièce.
Par suite de leurs diverses limitations, ces méthodes connues font que la conformation des aubes de turbines est très coûteuse, notamment du fait qu'elle exige des machines spéciales particulièrement compliquées pour être menée à bien. C'est d'ailleurs le cas même quand chaque organe tra- ceur est employé pour commander le fonctionnement .simultané d'un certain nombre de fraises agissant sur un nombre corres- pondant de pièces.
Le but de l'invention est notamment de permettre d'exécuter plus aisément et.plus rapidement la conformation par copiage ou reproduction hydraulique sur des machines en principe simples utilisant un organe de coupeà mouve- ment de va-et-vient et un conformateur dont le profil cor- responde directement à la surface finale qu'on veut donner à la pièce même quand cette surface a nettement un caractère à trois dimensions.
L'invention est matérialisée dans un équipement de copiage ou de reproduction par voie hydraulique applicable à une machine à course de coupe à va-et-vient et à mouve- ment transversal d'avance comprenant un porte-conformateur et un porte-pièce pouvant tous deux tourner autour d'axes parallèles à la direction du mouvement de va-et-vient de la machine, cet équipement comprenant, d'une part, un dispo- sitif faisant tourner progressivement le porte-conformateur et le porte-pièce simultanément à chaque mouvement d'avance et, d'autre part, des montures hydrauliques pour placer un organe traceur et un outil de coupe de façon semblable par rapport au porte-conformateur et au porte-pièce,
la monture
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lydraulique de l'outil étant commandée par la monture de l'organe traceurs de façon que l'outil soit; chaque fois qu'il se produit un mouvement de va-et-vient entre lui-même et la pièce maintenue dans le porte-pibce rotatif,placé suivant la position à laquelle l'organe traceur est amené par le conformateur maintenu dans le porte-conformateur relatif pendant chaque mouvement de va-et-vient, correspon- dant entre l'organe traceur et le conformateur*
Si une face à copier ou reproduire est convexe ou de forme généralement convexe en section droite, la rotation du conformateur (et de même de la pièce)
s'opère autour d'un axe coïncidant avec le centre de courbure approximatif, c'est-à-dire situé, derrière la face elle-même. De même, dans l'hypothèse d'une face concave ou de forme généralement concave, la rotation s'effectue autour d'un axe situé en avant de cette face* Dans chaque cas, la rotation se traduit par des lignes de coupe successives qui maintiennent en principe l'uniformité d'engagement entre la fraise et la pièce, de sorte que pratiquement la même étroite partie du tronçon de la fraise demeure en action pendant toute la durée de la coupe de l'ensemble de la face.C'est là un avantage qui permet de donner au tranchant le relief latéral correct quand chaque coupe successive peut être accomplie dans les conditions optima.
La rotation de la pièce amené chaque coupe successive à peu près latéralement le long de la coupe précédente, quelle que soit la courbure transversale de la pièce. La partie étroite du bord de l'outil a ainsi la possibilité d'exécuteur des coupes sensiblement semblables qui varient surtout en ce qui concerne le profilage de bout en bout de la partie du conformateur qui correspond à chaque coupe, ce qui, dans le cas d'aubes de turbines, ne se différencie pas beaucoup
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d'une ligne droite.
Ces dispositions assurent à la fois la rapidité de l'usinage et la précision de la face usinée, de sorte qu'un profil compliqué peut ainsi être usiné eco- nomiquement selon des tolérances très faibles, ces dernières étant en réalité si faibles qu'il suffit de prévoir en difé nitive un polissage final.
La vitesse de rotation peut être uniforme. Mais, en règle générale, on ne peut compter sur la rotation de la pièce pour la placer correctement par rapport à l'outil pour assurer l'avance requise à chaque course. Cette condition ne serait pleinement remplie que si la pièce était cylindri- que ou conique. Mais ces formes de pièces peuvent être usi- nées généralement sans qu'il faille recourir au type de reproduction hydraulique en question. L'avance à chaque course peut être effectuée de la manière usuelle dans la technique des machines avec course de coupe à va-et-vient, par exemple le mouvement de déplacement transversal de la table porte-pièce ou de la console d'une machine façonneuse ou bien le mouvement transversal du porte-outil d'une machine planeuse ou raboteuse.
Le réglage usuel dé la vitesse de l'avance automatique prévue dans les machines de ce genre peut être employé pour assurer la vitesse désirée d'avance par rapport à la pièce'qui tourne.
Toutefois, la; vitesse de rotation' peut être réglée.
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J'; 1 " 1 ft pendant l'usinagEf."4.,ièce, par exemple au moyen d'une came à partir de la41,:le le porte"conformateur et le porte- l'i J pièces sont entraîner''en rotation soit directement, soit . il "hf indirectement, ,7,f,'ïnterrraediaire d'un dispositif hydrau- lique commande par la came. Cependant, le déplacement trans- versal de la pièce par rapport à l'outil peut également être
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cOJ(LI:11,nàé par une came agissant directemsnt ou indirectement (par 1' intermédiaire d 'une transmission hydraulique) sur
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le oorts-confonuaieur et sur le porte-'pièce.
Grâce à. l'application simultanés de d.eu:: pareilles CS..1T:2zJ uns 11:'-: :;, pouvant avoir une section irregulière ou bizarre peut 2':';: a la fois correctement placée par rapport a 1T outil et avancer d'une quantité convenable à chaque course de 00:S...
L'intention est décrite ci-après avec plus de . 3¯ . en regard des dessins annexés, dans lesquels La ligure 1 est une vue en perspective de 1 i eztréiii ti- pourvus de la table porte-pièce d'une machine à façonner munie d'un équipement tel que le prévoit 11invention.
La figurer estune vue en élévation latérale d'un mandrin porte-pièce tel que son utilisation est prévue dans la figurs 1.
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Les figures 3 et 4 sont des scheiaas mettant en évidence les difficultés qu'on rencontre pour façonner respectivement
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la face convexe et la face concave d'ne aube de turbin? Les figures 5 et 6 sont des diagrammes senablables cen- trant la relation désirable entre l'outll et la pièce qu)on peut obtenir à l'aide de l'invention.
La figure 7 est une vue schématique'montrant, la rela- tion de deux aubes de turbine et de deux outils par rapport
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a un conforr.13.tsur et à un organe traceur quand -on conforme ou façonna les faces convexes des aubes.
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La figure 8 est une vue semblable à la figure 7: icai-c concernant le façonnage des faces concaves des aubes
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ha figure 9 est une vue en élévation de face de 1'équi- peront que contre la figure 1.
La figure 10 est une vue en plan ôe l'e:::tni:llt0 avant- cet équiperont es c;ôt-< 6qu3pe3nu. l'x figure 11 est uns vue en élévation des eztrèit;2 de droite des figures 9 et 10.
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Les figures 12 et 13 sont des vues schématiques mettant en évidence une difficulté encore plus aiguë que celles qui ressortent des figures 3 et 4*
La figure 14 est une vue en coupe schématisée montrant le dispositif servant à soulever l'outil par rapport à la pièce lors de la course de retour.
Comme représenté par la figure 1, le porte-pièce 1 est supporté par la console 2 d'une machine façonneuse. Cette console 2. est supportée à son tour par le chariot transver- sal 3 comme celui qui est prévu normalement pour assurer un mouvement transversal par rapport à un outil porté par la tête 4 du coulisseau ou bélier 5 qui va et vient dans la partie supérieure du bâti 6 de la machine. Le porte-pièce
1 comprend une embase 7 fixée sur la console et une partie supérieure 8 se déplaçant par coulissement dans des glissiez res 9 et 10 ménagées dans l'embase 7, afin d'être capable d'exécuter un mouvement transversal dans la direction du mouvement transversal effectué par la console .2 le long du chariot transversal 3.
La paroi postérieure 11 dirigée vers le haut de la partie supérieure 8 du porte-pièce 1 porte des poupées ou pointes 12 (voir également la fig. 2) pour la mise en place des extrémités postérieures 13 d'un support 14 dont les extrémités avant 15 sont reliées à des rebords 16 portes; par des arbres 17 qui traversent la partie avant 18 du porte-pièce 1.
Cornue le montre la fig. 1, des roues 19 à denture hélicoïdale portée par les extrémités avant des arbres 17 sont entraînées simultanément par des vis sans fin 20 pre- vues sur un arbre 21. Cet arbre porte une roue à rochet 2@ attaquée par un cliquet réversible 23 monté sur un levier 24 relie par une biellette 25 à un autre levier 26 qui piwto
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@@r un are @7. L'extrémite supérieure de ce levier @6 p@res t@e carre 8 @lacée en arrière de la tâte 4 du @@e carra @8 placée en arrière de la tête 4 du coulisser afin d'être neurtée chaque fois que celui-ci exécute @@
mouvement complet. Les roues 19 à denture hélicoïdale et les supports 14 tournent ainsi après chaque course de coup@ du coulisseau 5.
Sur la tête 4 sont montés côte à côte un équipage hydraulique 29 portant un organe traceur 30 et un équipage hydraulique 31 portant deux outils de coupe 3@. L'inter- valle transversal entre 1* organe traceur 30 et les outils 32 est égal à la distance entre les supports 14. Les equi- pages 29 et Si sont du type classique; le premier renferma un distributeur commandé par 1* organe traceur 30 et servait, a envoyer le liqui#' à l'equipage 31, afin que ce dernier impose aux outils 32 les positions nécessitées par la posi- tion verticale de 1* organe traceur 30. Des conduites souple?.
33 relient les équipages 29 et 31 l'un à l'autre ainsi qu'à une pompe hydraulique (non représentée). . La, hauteur utile de la tête 4 du coulisseau 5 est commandée à l'aide d'un volant de manoeuvre 34 et la fig. 1 montre la tête soulevée pour ramener les outils 32 nettement à l'écart des supports 14.
Dans la figure est représentée une aube de turbine 35 assujettie dans 1'un des supports 14. L'origine Sodé cette aube 35 est enserrée entre des tampons 37 et l'extré- mité bridée 38 est enserrée par un tampon 39. Comme une aube de turbine est étroite., on a la possibilité sans difficultés particulières de monter plus d'un support rotatif 14 dans une machine à façonner, et le porte-pièce 1 permet ainsi d'usiner simultanément deux aubes montées dans deux des supports 14 par copiage ou reproduction à partir d'un confor- retour unique monte dans le troisième support 14. La surface
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a usiner est représentée en 40.
L'usinage commence à r@ @ d'un "col" 41 voisin de l'origine 36, et 1* outil 32 agi dans un autre "col" 42 voisin de l'extrémité 36 à l'exte mite de chaque course de coupe.
Le conduit 43 qui est visible dans la figure 1 e@@ destiné à l'arrivée d'un composé facilitant le travail de coupe aux outils 32.
On voit par la figure 3 que si* grâce à un simple @@@- veinent transversal relatif entre une section d'aube 44 et un bec d'outil 45, ce bec est amené de la position (i) voi- ,;:ne d'un bord de la face convexe 46 de l'aube à la posit@@n (ii) le point de contact du bec de l'outil avec la facu 48 a onangé d'un côte à l'autre du bec de l'outil. Si ce dermes est alors amené à la position (iii) la pointe du bec de l'outil a complètement perdu le contact avec la face 46.
De même, lorsqu'on tente de conformer la face concave 47 que montre la fig. 4.,le point de contact quiest satisfaisant dans la position(iv) bien que maintenu dans l'a position (v) est perdu dans la position (vi).
Ce que l'invention permet d'accomplir est représente par les figures 5 et 6. Dans la figure 5,-'la section d'aube 44 s'est déplacée angulairement de la position (a) à la position (b), puis a nouveau jusqu'à la position (c), de, sorte que le bec 45 de l'outil établit un contact semblable avec la partie de la face convexe 46 qu'elle rencontre (quelle que soit . cette partie) grâce aux mouvements d'avance transversaux relatifs entre l'aube de turbine et l'outil. Un phénomène de coupe semblable se produit ainsi dans toute la largeur de la face convexe 46. Il en est de même pour la face concave 47 corme le montre la figure 6.
Le problème est un peu plus compliqué à résoudre par suite de la torsion de la section ae l'aube d'une extrémité
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à l'autre. La figure 7 (b) montre respectivement les sections' 44 (a) et 44 (b) à 1 * extrémité ' correspondant à la naissance et à l'extrémité correspondant à 'la bride. Cette figure montre clairement que ces deux sections ne peuvent avoir aucun axe de courbure commun.
Toutefois, elles sont toutes deux convexes par rapport à l'axe du rebord 16 du porte- pièce 14, et le bec 45 de l'outil établit un contact en tous les points le long de la longueur de la face convexe au fur et à mesure de son avancement longitudinalement à l'aube 'depuis l'endroit désigné par 44 (a) jusqu'à l'endroit désigné par 44 (b), La figure 'la; montre un conformateur convexe 48A occupant par rapport à l'organe traceur 30 une position lui permettant de. commander les deux becs 45 de l'outil dans les figures 7(b) et 7(c).
Ce conformateur 48A tourne autour de l'axe du rebord 16 de maintien; cet axe constitue un axe de cour- bure commun très approximatif de la face convexe 46 (a) dans toute l'étendue de la longueur de la partie torse de cette face, mais représente une approximation suffisamment rappro- chée pour que les becs 45 de l'outil viennent en contact de coupe correct avec les faces convexes des aubes 35 au fur et à mesure qu'elles suivent les mouvements verticaux- imposés à l'organe traceur 30 quand ce dernier se déplace dans le sens ce la longueur du conformateur 48A.
D'après ce que montre la figure 7, l'organe traceur 30 et les becs 45 de l'outil se trouvent à un stade préliminaire du façonnage des faces convexes des deux aubes aux endroits désignés par b, et c. La rotation simultanée du conformateur et des aubes 35 à chaque mouvement transversal de la pièce 1 (Fig. 1) maintient le contact correct des becs 45 dans toute l'étendue de l'opération de conformation, c'est-à-dire comme le montre la figure 5. Par contre, la figure 8a représente un conformateur concave 48B, l'organe traceur 30 se trouvant
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approximativement à midistance en travers de la largeur de la face concave torse 47 (a).
La rotation du conforma- teur autour de l'axe très approximatif de courbure repré senté par l'axe du rebord de maintien 16 donne la certitude que les becs 45 de l'outil sont toujours en contact de coupe correct aux endroits indiqués par h et .± avec les faces concaves des aubes 35.
Dans les figures 7 et 8 sont représentés des conforma- teurs spéciaux 48A et 48B : l'un pour le façonnage convexe, l'autre pour la coupe concave* Toutefois, étant donné que, pour la reproduction à échelle intégrale, le conformateur correspond exactement pour ce qui est de sa face avec la face qui doit être conformée, autrement dit façonnée, l'équi- pement hydraulique de reproduction tel que le prévoit l'in- vention,. permet de mettre en production effective des pièces aussitôt qu'un maître conformateur a été établi selon les dimensions stipulées par utilisation d'une machine à confor- mer de type classique à grand rendement pour autant que cette machine soit équipée d'un dispositif hydraulique simple et d'un porte-pièce 1 également simple et de,
supports simples 14 pour le conformateur et la pièces Mais il est possible cependant de réaliser la reproduction selon une échelle plus grande ou plus petite en prévoyant une inter-action appro- priée entre la monture hydraulique de l'organe traceur et la monture hydraulique de l'outil qui est commandée par la précédente.
Une machine à planer ou raboter peut être utilisée de façon analogue, le porte-pièce 1 étant monté sur la table à mouvement de va-et-vient pour permettre les courses de coupe et le déplacement usuel assurant l'avance du chariot transversal de l'outil de façon à réaliser l'avance de l'or- gane traceur et des outils en travers du conformateur et de
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chacune des pièces montées dans le porte-pièce. De même, s'il s'agit d'une machine à pratiquer des fentes dans di- verses pièces, le porte-pièce 1 peut être monté sur la table d'ouvrage qui se meut transversalement pour assurer l'avance.
Dans les deux cas, une interconnexion avec le mécanisme à rochet que montre la fig. 1 permet une rotation uniforme du conformateur et de la pièce entre les courses de coupe.
Le porte-pièce que montre la figure 1 est cependant étudié en vue de la commande par came à la fois de la vitesse de rotation et de la disposition transversale relative de l'organe traceur et des outils par rapport au conformateur et à la pièce* L'équipement permettant d'obtenir ce résultat est représenté par les figures 9,10 et 11, qui montrent que les roues 19 à denture hélicoïdale, les vis sans fin .;0, l'arbre 21 et la roue à rochet 22 sont supprimés et qu'au lieu de supporter les roues 19, les arbres 17 des supports 14 portent des pignons 49.
Une crémaillère 50 engrène avec' les pignons 49; elle est supportée par des bras 51 solidaires des extrémités de la tige 52 d'un piston 53 qui coulisse dans un -cylindre 54 fixé à la partie supérieure 8 du porte-pièce 1. Les bras 51 peuvent pivoter autour de l'axe de la tige 52, afin d'amener la crémaillère 50 dans la position de repos que @ la figure 1 quand les roues 19 à denture hélicoïdale et les vis sans fin 20 sont en service.
Lorsque la crémaillère 50 engrène avec les pignons 49, le mouve/aent du piston 53 dans le cylindre 54 fait tour- ner ces pignons. Des raccordements hydrauliques 55 et 56 avec le cylindre 54 sont reliés à une vanne 57 formant distributeur portée par un des bras 51. Des liaisons 58 et 59 sont prévues avec les raccordements respectifs 55 et
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Le tiroir 60 du distributeur 57 subit l'action d'un levier ôl formant organe suiveur qui est commandé par une came 62 prévue sur un tambour 63 (Fig. 10).
Le distributeur'57 ressemble au distributeur 29 de l'organe traceur 30 en ce sens que n'importe quel mouvement de son tiroir 60 produit un mouvement correspondant du piston 53 de même qu'un mou- vement quelconque de l'organe traceur 30 produit un mouve- ment correspondant des outils 32. '
Le tambour 63 portant la came 62 est muni d'un pignon 64 entraîné par un pignon plus petit 64A monté sur un arbre 65 qui porte une roue à rochet 66 elle-même entraî- née par un cliquet réversible 67 monté sur un levier 68 qui pivote sous l'action de la tête 4 du coulisseau 5 à peu près de la même façon que le levier 24 représenté dans la figure 1 à chaque course de coupe. Un volant de manoeuvre 69 (fig. 10) permet de réarmer le tambour 63.
A l'embase 7 du porte-pièce 1 est fixé un cylindre : 70 dans lequel se meut un piston 72. dont la tige 71 est reliée à la partie supérieure 8 du porte-pièce* Des raccor déments hydrauliques 73 et 74 (Fig. 10) desservent' respec- tivement les raccordements 75 et 76 d'un 'distributeur 77 porté par le cylindre 70. Le tiroir 78 de ce distributeur subit l'action d'un levier 79 formant organe suiveur qui est commandé par une autre came 80 prévue sur le tambour 63. Il en résulte qu'un mouvement quelconque du tiroir'78 se traduit par un mouvement correspondant du piston 72 ,\ et par conséquent de la partie supérieure 8 du porte-pièce 1.
Bien que la roue à rochet'66 et le tambour porte-came 63 tournent à chaque course de coupe, les mouvements résul- tants des pistons 53 et 72 dépendent de la forme des cames 62 et 80. Ces cames peuvent être conformées suivant le profil transversal de la pièce qu'il s'agit de conformer
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dans la machine. Les figures 12 et 13 représentent à titre d'exemple un profil difficile pour lequel¯ces cames spé- claies ont avantage à être employées. Diaprés ce que montre la figure 12, l'outil 81 vient de conformer la partie 82 d'une pièce 82A qui peut tourner dans le sens antihoraire autour d'un axe 82B.
Cet outil 81 vient de rencontrer une butée ou bosse 83 qui ne peut être conformée par la simple .continuation de la rotation* En ce point, la came 80 déplace l'axe 82B vers la gauche, tandis que la came 62 fait tourner la pièce 82A dans le sens horaire. Le conformateur correspondant (non représenté) se meut et tourne de façon analogue pour amener la bosse 83 à la position que montre la figure 13 par rapport à l'outil 81. Ce dernier occupe maintenant sa position cor- recte pour les cpupes de conformation progressive qui sont nécessaires pour façonner la bosse 83, après quoi un mouvement et une rotation plus accentués sous la commande des cames 62 et 80 amènent la pièce 82A en position correcte en permettant à l'outil de conformer la partie 84 du profil de cette pièce.
Le mécanisme des cames, du distributeur et des pièces que montrent les figures 9 à 11 augmente, comme on le voit, considérablement la gamme d'applications de la machine.
Dans la figure 14 est représenté schématiquement un dispositif permettant de soulever les outils de coupe 32 nettement à l'écart de la pièce 82 lors des courses de'retour malgré le contact maintenu entre l'organe traceur 30 et le conformateur 86. Le cylindre 29 de l'organe 30 est supporté par une partie fixe 87 de la tête 4 du coulis seau 5 et la barre de coupe 88 est non seulement commandée par le cylindre 31 en réponse directe au mouvement de l'organe traceur 20, mais est également commandée par un piston 89 mobile dans un cylindre 90 monté sur la barre 88. Ce piston 89 est lui- même supporté par une tige 91 suspendue par la partie 87 et
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réglable au moyen d'un écrou 92.
Un autre écrou 93 permet de régler le piston 89 dans le cylindre 90, ce qui donne la possibilité de faire varier l'intervalle 94 suivant le jeu prévu pour l'outil qu'il faut menacer pendant la course de retour et qui est de l'ordre de 1 mm., Un distributeur hydrau- lique 95 commande par une came 96 à chaque course de la machine abaisse et soulève le piston 89 de la hauteur de l'intervalle 94 et soulève ainsi de cette quantité la barre de coupe 88 à chaque course de retour.
Il en résulte que bien que les outils 32 continuent à répondre à l'organa tra- ceur 30 pendant la course de retour, ils restent à l'écart de la pièce de la valeur de l'intervalle en question pendant toute la durée de cette course, mais qu'ils tombentimmédia- ternent contre la pièce quand le piston 89 est soulevé a la fin de chaque course de retour.
Les détails de construction peuvent être modifiés, sans s'écarter de l'invention, dans le domine ces équiva- lences mécaniques.
REVENDICATIONS.
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