Machine-outil automatique. Dans les machines-outils automatiques ac tuellement en usage, un seul arbre à cames actionné de manière ininterrompue et divisé éventuellement en plusieurs tronçons porte toutes les cames nécessaires à la commande automatique, d'une part, de toutes les opéra tions successives nécessaires à l'usinage de la pièce et, d'autre part, à l'alimentation du porte-pièce.
En conséquence, toutes les opérations doi vent être commandées et exécutées au cours d'une seule révolution de l'arbre à cames. Il s'ensuit que le temps total d'usinage d'une pièce doit fréquemment être augmenté pour éviter que certaines montées de cames ne soient trop raides. Ainsi, il arrive très souvent que le temps nécessaire à l'usinage d'une pièce atteint une valeur inadmissible, simplement de par le fait qu'il n'est pas possible de réduire le temps nécessaire à l'alimentation du porte- pièce en dessous d'un temps minima donné par les caractéristiques de la machine.
Il est clair que cet état de fait est spécia lement désavantageux lorsqu'il s'agit de l'usi nage de pièces sur lesquelles une même opé ration doit être effectuée suivant différents plans radiaux dont l'axe d'intersection forme: ou non un angle avec l'axe de rotation de la pièce (engrenages, fraises, forets, pièces can nelées, etc.).
La présente invention a pour objet une machine-outil automatique, comprenant au moins un porte-pièce, au moins un porte-outil, des cames rotatives et un moteur d'actionné- ment. Cette machine tend à obvier à l'incon vénient cité par le fait qu'elle comporte deux arbres à cames et un dispositif d'inversion provoquant automatiquement et alternative ment l'entraînement de l'un et de l'autre des dits arbres à cames, l'un de ces derniers por tant toutes les cames nécessaires à la com mande de toutes les opérations nécessaires à l'usinage de la pièce à partir d'une ébauche, l'autre portant au moins-les cames nécessaires à la commande des opérations nécessaires à l'alimentation du porte-pièce.
Le dessin annexé montre, schématiquement et à titre d'exemple; une machine à fraiser les fraises dentaires entièrement -automatique et munie de deux arbres à cames indépendants.
La fig. 1 est une vue schématique illus trant les liaisons mécaniques de la machine. La fig. 2 est une vue avec parties arra chées et à plus grande échelle du porte-outil et du porte-pièce.
La fig. 3. est une vue en coupe suivant la ligne III-III de la fig. 2, montrant les or ganes d'actionnement du porte-outil.
La fig. 4 est une vue arrière du porte- outil et des cames provoquant ses déplace ments verticaux, d'une part, et horizontaux en direction de la pièce à usiner, d'autre part.
La fig. 5 est une :coupe du porte-outil. La fig. 6 .est une vue, à plus grande échelle, du dispositif d'inversion.
La fig. 7 est une vue en coupe suivant la ligne VII-VII de la fig. 6. La fig. 8 est une vue de l'un des deux ver rous du dispositif d'inversion.
La fig. 9 est une vue de l'un de ces ver rous en position ouverte.
La fig. 10 est une vue d'une ébauche de- la fraise dentaire. La fig. 11 est une vue d'une fraise den- taire. La machine-outil représentée au dessin est prévue plus spécialement pour l'usinage des fraises dentaires à partir d'une ébauche, mais il est clair que d'autres machines-outils peu vent également être munies de deux arbres à cames indépendants actionnés alternativement.
Selon la fig. 1 du dessin annexé, la ma chine comporte un moteur 111 actionnant, par l'intermédiaire d'un embrayage V et d'une transmission par courroie, un arbre de com mande principal A.
Cette machine comprend un dispositif d'inversion S actionné par un relais mécani que P, un porte-pièce P (décrit en détail dans un brevet connexe) muni d'un dispositif d'ali mentation et d'un dispositif diviseur ou de nombrage de l'ébauche pendant le taillage de celle-ci, et d'un porte-outil 0 comprenant une broche porte-outil portée par un chariot à coulisses croisées. Ce porte-outil est décrit plus bas en référence aux fig. 2 -à 5.
L'arbre A porte une poulie 1 dont la lar geur b est double de celle<B><I>E</I></B> la courroie 2 qu'elle entraîne, et une poulie 3 reliée par une courroie 4 à un arbre d'entraînement 5 du relais P. Ce relais étant décrit en détail dans un brevet connexe ne sera pas décrit plus en détail ici. La courroie 2 relie l'arbre principal A alternativement à un arbre B et à un arbre C.
L'arbre B est relié mécaniquement à un arbre à cames D qui porte toutes les cames 7, 8, 9, 10 nécessaires à la commande des opéra tions d'usinage de la fraise à partir de l'ébau che f. Par contre, l'arbre C est relié mécani quement à un arbre à cames E qui porte toutes les cames 12, 13, 14 nécessaires à la commande des opérations nécessaires à l'alimentation du porte-pièce P. Le dispositif d'inversion (fig. 6 à 9) com porte un support mobile formé de deux barres 20 reliées rigidement l'une à l'autre par des traverses 21. Ces barres 20 coulissent dans des guides 22 solidaires du bâti H de la. machine.
Les traverses 21 sont reliées par une tige 23 portant un pivot 24 sur lequel est articulée l'une des extrémités d'une bielle 25 qui relie le support mobile au relais P.
Le support mobile est muni d'un support 26 qui porte un bras 27 dont la position angu laire est réglable. Un axe 28 portant deux ga lets 29 munis de joues 30 tourne librement dans un palier aménagé dans l'extrémité libre du bras 27. La courroie 2 est engagée entre les joues 30, comme représenté à la fig. 6. La position angulaire du bras 27 étant réglable, celui-ci fait fonction de tendeur pour la. cour roie 2: Les arbres B et C sont situés dans le pro longement l'un de l'autre et tournent libre ment dans des paliers 33 solidaires du bâti H. L'arbre B porte une poulie 34 et l'arbre C une poulie 35.
Ces deux poulies sont de même diamètre et sont situées en regard l'une de l'autre, de manière que la. courroie 2 puisse aisément passèr de l'une à l'autre.
Le support mobile peut occuper deux posi tions extrêmes et il est maintenu dans ces deux positions par des verrous (fig. 7 à 9). Chaque verrou comporte un cliquet 36 pivoté en 38 sur un support 37 solidaire du bâti H. Ce cliquet est soumis à l'action d'un ressort 39 tendant à engager un talon 40 dans une entaille 41 pratiquée dans la tige 23.
Le cliquet 36 est encore pourvu d'un bec 42 destiné à coopérer avec le bec 43 d'un cli- quet auxiliaire 44. Ce dernier est pivoté sur un axe 45 porté par un support 50 dépla- çable angulairement sur un axe 51 solidaire du bâti H.
Un dispositif à pression tend à maintenir le bec 43 du cliquet auxiliaire en prise avec le bec 42 du cliquet. 36. Ce dispositif à pres sion comporte, d'une part, un ressort 46 dis posé dans un logement 47 aménagé dans le cliquet auxiliaire 44 et, d'autre part, une bille 48 engagée partiellement dans le logement 47 et soumise à l'action du ressort 46 qui la maintient en contact avec une surface 49 du support 37.
Le support 50 est encore soumis à l'action d'un ressort 52 qui tend à le maintenir dans la position représentée aux fig. 7 et 8, définie par une butée 58. Enfin, chaque -support 50 est déplacé contre l'action de son ressort de rappel 52 par un câble 53, respectivement 54, dont les déplacements sont commandés par des cames 55 et 56 fixées respectivement sur l'arbre à cames E et sur un arbre à cames auxiliaire d relié mécaniquement à l'arbre à cames D.
Le fonctionnement du dispositif d'inver sion est le suivant Lorsque les organes et éléments de -la ma chine sont situés dans les positions illustrées à la fig. 1, le moteur M entraîne l'arbre à cames Ë par l'intermédiaire de l'arbre C. Les cames 12, 13 et 14, portées par l'arbre E, commandent au cours: d'une révolution com plète de cet arbre:
EMI0003.0005
a) <SEP> l'ouverture <SEP> de <SEP> la <SEP> pince <SEP> du <SEP> porte-pièce,
<tb> b) <SEP> l'éjection <SEP> de <SEP> la <SEP> pièce <SEP> usinée,
<tb> c) <SEP> l'avance <SEP> d'une <SEP> ébâuche <SEP> (fig. <SEP> 10) <SEP> jus qu'en <SEP> position <SEP> d'usinage,
<tb> d) <SEP> le <SEP> serrage <SEP> de <SEP> la <SEP> pince <SEP> du <SEP> porte-pièce.
Ces diverses opérations étant décrites en détail dans un brevet connexe, il est inutile de les décrire à nouveau ici.
Enfin, lorsque l'arbre E atteint à nouveau sa position angulaire de départ, la came 55 actionne le câble 53 et provoque le déplace ment angulaire du support 50 contre l'action de son ressort 52. Le cliquet auxiliaire 44 porté par le support 50 entraîne le cliquet 36 contre l'action du ressort 39, ce qui provoque le dégagement du talon 40.
Le support mobile ainsi libéré est alors actionné vers la droite de la fig. 1 jusque dans la position représen tée à la fig. 6 par la bielle 25 entraînée par le relais F (voir à ce sujet le brevet connexe décrivant en détail le fonctionnement de ce relais.) En fin de course, une butée 57 à position réglable, solidaire de la tige 23, actionne le cliquet auxiliaire 44 contre l'action de son ressort de rappel 46 (fig. 9) et provoque le dégagement des becs 42, 43. Le support mobile est alors maintenu par le verrou de droite dans sa position extrême droite.
La courroie 2, engagée entre les joues 30, a été entraînée dans le déplacement du support mobile, de sorte qu'elle entraîne maintenant la poulie 34 fixée sur l'arbre B.
Ainsi l'arbre à cames E reste maintenant immobile, tandis que l'arbre à cames D et l'arbre auxiliaire d sont entraînés en rotation. Les cames 7, 8, 9, 10 portées par l'arbre D commandent, au cours de plusieurs révolu tions de cet arbre, le taillage de la fraise den taire en deux passes. Le rapport de transmis sion entre les arbres<I>D</I> et<I>d</I> est un nombre entier, l'arbre d effectuant une seule révolu tion complète pendant que l'arbre D effectue le nombre de révolutions nécessaires à la com mande du taillage de la fraise dentaire.
Lorsque l'opération de taille est terminée, la came 56 exerce une traction sur le câble 54 et provoque le déclenchement du verrou de droite. Le relais F actionne alors le support mobile vers la gauche jusque dans sa position primitive: Lorsque l'entaille 41 vient en regard du talon 40, le ressort 39 provoque l'engage ment des deux parties 40, 41 du verrou de gauche.
Dans la forme d'exécution représentée au dessin, la machine est prévue plus spéciale ment pour le taillage des fraises dentaires sphériques (fig. 11) à partir d'une ébauche (fig. 10).
L'outil de taille t est constitué par une fraise portée par une broche 59 actionnée en rotation par un moteur 60. Cette broche 59 tourne excentriquement dans une douille 61 rendue solidaire d'un canon 62. La douille 61 est engagée excentriquement dans le canon 62 qui tourne dans un logement pratiqué dans une coulisse horizontale 63. Le canon 62 porte une roue dentée 64 engrenant avec une cré maillère 65 qui coulisse dans un logement 66 pratiqué dans la coulisse 63. Le canon 62 porte encore une roue à gorge 67 sur laquelle s'enroule un ressort 68 dont l'une des extré mités est fixée à ladite coulisse 63.
Ce ressort tend à maintenir le canon 62 dans une posi tion angulaire définie par le profil de la came 10. La coulisse 63 est portée par une autre coulisse verticale 70 déplaçable le long d'un support 71 solidaire du bâti H.
Ainsi, lorsque l'arbre à cames D est en traîné en rotation, les opérations suivantes sont commandées automatiquement: a) Avance de l'outil de taille t jusque dans la. position avancée d'usinage. Ce dépla cement est commandé par la came 8 qui pro voque les déplacements horizontaux de la cou lisse 63.
b) Abaissement de l'outil de taille t pour obtenir la profondeur de taille désirée. Ce dé placement est commandé par la came 9 qui provoque les déplacements de la doulisse ver ticale 70.
c) Un déplacement de l'outil de taille t suivant un arc de cercle. Ce déplacement est commandé par la came 10 qui actionne la cré maillère 65 contre l'action du ressort de rap pel 68. Le rayon de cet arc de cercle est défini par la position angulaire de la. douille 61 dans le canon 62.
d) Après la taille d'une dent de la fraise dentaire la came 7 provoque le nombrage de l'ébauche f, c'est-à-dire son déplacement angu laire d'une valeur donnée. Le fonctionnement chi dispositif diviseur ou de nombrage de l'ébauche f étant décrit en détail dans un bre vet connexe, ne sera pas décrit plus en détail ici.
e) Avant le nombrage de l'ébauche, l'outil de taille t est: soulevé par la came 9 pour le dégager de l'ébauche f, puis après ou pendant le nombrage de celle-ci, l'outil de taille t est ramené par le ressort 68 dans sa position pri mitive et enfin abaissé à nouveau jusque dans sa position de taille.
f) La came 10 actionne à nouveau la cré maillère 65 et l'outil de taille t taille une nouvelle dent dans l'ébauche f.
La taille de la fraise dentaire représentée à la fig. 11 peut donc être effectuée au cours de deux révolutions de l'arbre à cames D puis que cette fraise dentaire présente un plan de symétrie passant par l'arête de la dent a. Au cours de deux autres révolutions de cet arbre à cames, les dents de la fraise dentaire sont repassées et, à la fin de la quatrième révolution de cet arbre D, la. came 56 portée par l'arbre d provoque, par l'intermédiaire du câble 54, le déclenchement du verrou corres pondant du support mobile. Ce support, actionné par le relais P, transporte la cour roie 2 sur la poulie 35 et le cycle complet des opérations décrites recommence.
De ce qui précède, on voit que les cames 8 et 9 par exemple ne comportent qu'un nom bre de montées égal à la moitié du nombre de dents que comporte la fraise dentaire et que ces montées sont réparties régulièrement sur son pourtour.
Par contre, dans une machine-outil ne com portant qu'un seul arbre à cames, les cames 8 et 9 devraient comporter un nombre de mon tées égal au double du nombre de dents de la fraise dentaire et, de plus, ces montées se raient réparties sur une partie du pourtour de ces cames.
Il est inutile de s'étendre sur les avan tages que représente cette particularité de la machine-outil décrite, tout homme du métier pouvant, par ce qui précède, comprendre ce que celle-ci permet.
Dans une variante de construction, l'outil t pourrait être entraîné par le moteur 1L Dans une variante de construction de la machine-outil décrite, chaque arbre à cames D et E peut présenter plusieurs jeux de cames 7, 8, 9 et 12, 13,14 actionnant chacun un porte- outil et un porte-pièce. Il est ainsi possible de réaliser une machine à fraiser les fraises den taires comportant un nombre de postes d'usi nage quelconque dont toutes les crémaillères 65 sont disposées bout à. bout, de sorte qu'une seule came 10 peut commander simultanément toutes les crémaillères 65.
En outre, la machine décrite peut, être adaptée aux divers types de fraises dentaires à tailler. Ainsi, par exemple, lorsque des fraises dentaires cylindriques doivent être taillées, le porte-outil 0 peut être posé sur un banc muni de glissières le long desquelles il . peut être déplacé par la came 10. En outre, le porte-outil peut être muni de deux fraises de taille, l'une destinée à la taille des dents longitudinales et l'autre destinée à la taille des dents frontales d'une fraise cylindrique.
De même, pour l'usinage de fraises coni ques, le porte-outil 0 déplaçable le long de glissières peut porter un appareil à copier provoquant les déplacements transversaux de la broche portant l'outil de taille t, en fonc tion de ses déplacements axiaux.
Une telle machine pourrait aussi être adap tée pour effectuer le taillage à l'aide d'une meule. Dans le cas de fraises dentaires, un tel procédé d'usinage permettrait de tailler la fraise dans une ébauche trempée.
Enfin, de multiples variantes d'exécution adaptées à chaque cas particulier peuvent être prévues. Des machines-outils munies de deux arbres à cames mis 'en action alternative ment sont spécialement avantageuses pour le taillage de tous genres de fraises. Enfin, on pourrait aussi prévoir une machine-outil auto matique du genre de celle décrite, dans la quelle le porte-pièce serait alimenté, non plus en ébauches, c'est-à-dire en pièces brutes, mais en barres. Dans ce cas, le porte-pièce serait. muni d'un dispositif avance-barre de type connu, commandé par une came fixée sur l'arbre à cames E. De plus, avant de procéder à la taille de la fraise, la barre devrait être usinée pour former l'ébauche.
Pour cela, des porte-burins actionnés par des cames portées par l'arbre E devraient être prévus et, de plus, la broche porte-pièce devrait être entraî née en rotation pendant le tournage de l'ébau che, par un moteur individuel dont l'alimen tation serait commandée par une came portée par l'arbre E.
Ainsi, cet arbre E porterait les cames né cessaires: a) à la mise en marche et à l'arrêt du mo teur actionnant la broche porte-pièce; b) à la commande du tronçonnage de la fraise terminée; c) à la commande du dispositif avance-barre; d) à la commande de l'usinage de l'ébauche; e) à la commande du déverrouillage du dispositif d'inversion. Par contre, l'arbre à cames 13 porterait les cames nécessaires: cc) à la commande du taillage de la den ture de la fraise; b) à la commande du dispositif diviseur; c) à la commande du déverrouillage du dispositif d'inversion.
Il est clair que l'entraînement des arbres à cames peut être effectué au moyen de trans missions par courroie, comme décrit en réfé rence au dessin annexé, mais pourrait égale ment être effectué au moyen de trains d'en grenages. Dans ce dernier cas, le dispositif d'inversion comporterait un support mobile déplaçant par exemple axialement la partie mobile d'un accouplement double de type connu.