Dispositif pour fraiser des passages circulaires
La présente invention a pour objet un dispositif pour fraiser des passages circulaires pour machine-outil comprenant une table présentant au moins un poste de travail, la table étant montée vers l'outil du dispositif de fraisage pour effectuer une opération de fraisage.
Le dispositif de fraisage s'inscrit dans le cadre d'une réalisation selon laquelle une grande partie des opérations de fraisage effectuées par une machine-outil sont ramenées à des fraisages simples, c'est-à-dire des passages droits et des passages circulaires. Le but recherché est donc d'éviter autant que possible les dispositifs de fraisage à cames, la calculation, l'usinage et le réglage des cames requérant beaucoup de soin, exigeant un personnel très qualifié et étant par conséquent d'un prix de revient élevé.
Le brevet No 425404 décrit un dispositif de fraisage qui peut pivoter de 1800 et permet un usinage à n'importe quel endroit de la pièce et selon n'importe quel angle.
Le but de la présente invention est de réaliser un dispositif de fraisage permettant de fraiser des arcs circulaires de O à 1800 à n'importe quel endroit de la pièce sans utiliser des cames.
Le dispositif pour fraiser des passages circulaires selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un châssis portant, d'une part, un chariot coulissant longitudinal, sur lequel est placé un chariot coulissant transversal portant une poupée supportant une broche de fraisage et, d'autre part, un bloc de commande présentant une tête rotative reliée au chariot coulissant transversal au moyen d'un axe de commande et des moyens pour faire tourner la tête lorsque la table arrive dans sa position de travail et pour ramener la tête dans sa position de départ lorsque la table quitte sa position de travail, l'axe de commande étant fixé sur la tête à l'aide d'une coulisse agencée pour pouvoir être déplacée sur la tête et ainsi choisir le rayon de l'arc de cercle parcouru par l'axe de commande autour de l'axe de rotation de la tête.
Le dessin annexe représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif, objet de l'invention.
La fig. 1 représente une coupe verticale du dispositif de fraisage passant par l'axe du chariot coulissant longitudinal, à travers le chariot coulissant transversal et par l'axe de la broche.
La fig. 2 est une vue de dessus du bloc de commande hydraulique destiné à entraîner les chariots.
La fig. 3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue de côté du bloc de commande hydraulique représenté dans la fig. 2 et 3, et,
la fig. 5 est une coupe selon la ligne V-V de la fig. 4.
Le dispositif de fraisage représenté dans le dessin est monté sur le bâti 1 d'une machine à fraiser présentant d'autres dispositifs de fraisage non représentés répartis autour de la circonférence d'une table 2 montée rotative sur un axe central de pivotement et commandé par un groupe hydraulique non représenté. Les pièces à usiner sont fixées sur la table 2 et passent successivement d'un dispositif de fraisage au suivant à chaque rotation effectuée par la table. Après chaque rotation, la table 2 est bloquée et poussée vers le haut, de sorte que chaque pièce à usiner arrive en contact avec la fraise du dispositif de fraisage correspondant à sa position sur la table 2. Une telle machine à fraiser est décrite en détail dans le brevet suisse No 368363.
Le dispositif de fraisage représenté dans la fig. 1 présente une plaque de base 3 fixée au bâti 1 au moyen d'un axe de pivotement 4 destiné à permettre un réglage radial du dispositif relativement au bâti 1. La plaque de base 4 présente sur sa face supérieure une partie usinée en queue d'aronde dans laquelle la partie complémentaire d'un coulisseau du châssis 5 est ajustée. Le châssis 5 peut être déplacé longitudinalement par rapport à la plaque de base 3 sous la commande d'un vernier 6, dont la tige filetée 7 se visse dans une pièce taraudée 8 placée dans un logement 9 disposé dans la plaque de base 3 et dont la partie fixe 10 est fixée sur une des faces frontales du châssis 5.
Une fois amené dans la position dérivée par rapport à la pièce à usiner pressée à son emplacement de travail sur la table 2 par un pressepièce 11 fixé sur la face frontale de la plaque 3, opposée à celle qui sert d'appui au vernier 6, le châssis 5 est bloqué sur la plaque 3 au moyen d'une vis non représentée sur la fig. 1.
Le châssis 5 porte d'une part un bloc de commande hydraulique 12, dont la fonction sera expliquée en détail plus loin et d'autre part un chariot coulissant longitudinal 13 coulissant sur des glissières à roulement 14, 15 fixées sur le support 5 et sur le chariot 13 respectivement à l'aide des vis 16 et 17 respectivement. La course du chariot 13 est limitée par des plaques 18 et 19 fixées aux extrémités du chariot. Sur le chariot 13 est monté, à l'aide des glissières à roulement 20, 21 un chariot coulissant transversal 22. Les rails 20 et 21 sont fixés au chariot coulissant longitudinal 13 et au chariot coulissant transversal 22 au moyen de vis 23 et 24 respectivement et la course du chariot transversal 22 est limitée par deux plaques de butée non représentées semblables à celle du chariot 13.
Les coulisses formées par les glissières à roulement 14, 15 et 20, 21 forment entre elles un angle de 900. Le chariot coulissant transversal 22 comprend un bras 25, dont l'extrémité 26 est munie d'un roulement à bille 27. Un axe de commande 28 du bloc de commande hydraulique 12 est introduit dans le roulement 27. Le chariot transversal 22 présente à son extrémité opposée à celle portant le bras 25 une patte de support 29, dont la face frontale présente une glissière en queue d'aronde 30. Dans la glissière 30 coulisse verticalement une poupée 31, dans laquelle est montée une broche de fraisage 32. La poupée est réglée en profondeur au moyen d'un dispositif de réglage 33, qui comprend un vernier 34, dont la tige filetée 35 se visse dans un écran 36 placé dans un logement 37 que présente la patte de support 29.
La poupée 31 présente encore un premier organe de serrage 38 destiné à bloquer la poupée 31 après que la profondeur de celle-ci a été réglée au moyen du vernier 33 et un second organe de serrage 39 destiné à bloquer la broche de fraisage 32 dans la poupée 31.
Le châssis transversal 22 porte, à sa partie supérieure un châssis 40 servant de support à un moteur réversible 41 entraînant une poulie 42, sur laquelle passe une courroie 43 qui, à son tour, entraîne une poulie 44 appartenant à la broche de fraisage 32.
Le bloc de commande hydraulique 12, représenté en détail dans les fig. 2 à 5, comprend comme déjà mentionné plus haut un axe d'entraînement 28 (fig. 3) introduit dans un roulement à billes 27 placé dans l'extrémité 26 du bras 25. L'axe 28 est fixé sur une coulisse 50 coulissant longitudinalement dans un plateau rotatif 51 d'une tête de commande 52. La coulisse 50 est traversée par une vis de réglage 53 monté sur des butées 54 et 55 fixées au moyen des vis 56 et 57 sur les bords latéraux du plateau rotatif 51 de la tête 52. La tête 52 comprend une plaque inférieure 58 solidaire d'un axe rotatif 59 monté à l'aide des deux roulements à billes 60 et 61 dans un boîtier 62 fixé au châssis 5 du dispositif.
La plaque inférieure 58 présente une rainure en T circulaire 63, dans laquelle sont placés deux écrous 64 et 65 destinés à recevoir des vis 66 et 67 transversant des alésages prévus dans le plateau rotatif 51. Le plateau rotatif 51 peut donc effectuer une rotation de 3600 par rapport à la plaque inférieure 58 et peut par conséquent être bloqué dans n'importe quelle position sur la plaque inférieure 58 à l'aide des deux vis 66 et 67.
L'axe rotatif 59 présente à sa partie inférieure un pignon denté 68, dont les dents coopèrent avec deux crémaillères 69 et 70 (voir fig. 5) pressées contre le pignon denté 68 par deux galets de soutien 71 et 72, placé à l'intérieur du boîtier 62. Chacune des crémaillères 69 et 70 présente à une de ses extrémités un manchon de guidage 73 et 74 respectivement coulissant dans un alésage 75 et 76 respectivement du boîtier 62 et à l'autre extrémité une tige de prolongement 77 et 78 respectivement, guidée par une bague 79 et 80 respectivement, les bagues 79 et 80 étant placées dans des logements 81 et 82 prévus dans une pièce 83 fixée au boîtier 62 à l'aide des vis représentées en pointillé dans la fig. 4.
La pièce 83 présente deux alésages 84 et 85, dans lesquels coulissent des pistons 86 et 87 garnis de manchettes 88 et 89, les pistons 86 et 87 étant montés sur les tiges de prolongement 77 et 78 des crémaillères 69 et 70. Deux plaques frontales 90 et 91, placées à l'extrémité de la pièce 83 opposée à celle appliquée contre le boîtier 62, ferment les alésages 84 et 85 et délimitent avec les alésages et les pistons 86 et 87 des chambres à fluide reliées par l'intermédiaire des pièces de raccordement 92 et 93 (fig. 2, 4 et 5) et de conduite non représentées à un groupe central hydraulique non représenté.
L'extrémité de la crémaillère 70 opposée à celle portant le piston 86 comprend encore une tige 94 (fig. 5) au bout de laquelle se trouve une bague d'arrêt 95 venant en prise avec un collet 96 d'une douille filetée 97 se vissant à l'intérieur d'une pièce de support cylindrique 98 fixée au boîtier 62. La douille filetée 97 comprend un bouton moleté 99 permettant de dévisser la douille filetée 97 et ainsi de limiter la course du piston 86 et l'angle de rotation de l'axe 59. La course des pistons 86 et 87 est choisie de manière que l'axe 59 effectue une rotation de 1800. En dévissant la douille 97, on diminue la course des pistons 86 et 87 et par conséquent l'angle de rotation de l'axe 59.
Lorsque la douille 97 est entièrement dévissée, les crémaillères 69 et 70 et les pistons 86 et 87 sont entièrement bloqués par consé quent, l'axe 59 ne peut plus tourner. Il est donc possible de choisir à l'aide de la douille 97 un angle de rotation compris entre 0 et 1800.
Le dispositif décrit permet d'effectuer le fraisage d'arcs d'un rayon de 0 à 15 mm et d'un déplacement angulaire de 0 à 1800 à n'importe quel endroit de la pièce. Pour régler l'unité, il suffit d'amener la fraise à effectuer une course en partant d'un point A marqué sur une pièce à fraiser, en passant par un point B et en arrivant à un point C, B et C étant également marqués sur la pièce à fraiser et représentant avec A l'arc de cercle à fraiser. Pour effectuer ce réglage, on met le groupe hydraulique non représenté en marche et on le règle de façon à pouvoir placer la table 2 (fig. 1) dans une position désirée et la maintenir dans cette position, et à pouvoir commander à la main le bloc de commande hydraulique 12.
On remplace ensuite la broche 32 avec la poulie 44 par une lunette microscopique, on place la pièce, sur laquelle le rayon à fraiser est indiqué au moyen des 3 points A, B et C, sur la table 2 et l'on fait monter la table. On choisit un rayon approxi matif au moyen de la vis 53 (fig. 2 et 4). Il est évident que lorsque l'on fait tourner la tête 52, l'axe 28 effectue un déplacement circulaire autour de l'axe 59. Le déplacement selon un arc de cercle est transmis, par l'intermédiaire du bras 26 (fig. 1), au chariot transversal 22 et à la poupée 31 fixée au chariot. En tournant la vis 53, on règle donc la distance entre l'axe 59 et l'axe 28 c'est-à-dire le rayon de l'arc de cercle parcouru par la fraise.
Après avoir choisi le rayon approximatif au moyen de la vis 53, on positionne l'unité relativement à la pièce à l'aide du vernier 6 (déplacement longitudinal vers le centre de la table) et du pivot représenté en pointillé sur la fig. 1 (déplacement radial autour de l'axe 4 du support 1) en tournant à la main la tête 52 du bloc de commande hydraulique 12 jusqu'à ce que la croix du réticule de la lunette passe par les points A et C de la pièce. On corrige ensuite le rayon au moyen de la vis 53 et l'on règle à nouveau la position de l'unité au moyen du vernier 6 et du pivot du support 1 jusqu'à ce qu'en actionnant la tête 52 à la main, la croix du réticule de la lunette passe par les points A, B et C.
Le rayon est ainsi réglé. Il reste maintenant à régler le déplacement angulaire de l'unité, c'est-à-dire à amener la fraise à effectuer son déplacement du point A au point C. On débloque dans ce but les deux vis 66 et 67 (fig. 2 et 3), l'on fait tourner le plateau rotatif 51 de manière à amener la croix du réticule de la lunette sur le point de départ A et l'on bloque à nouveau le plateau 51 à l'aide des deux vis 66 et 67. On règle ensuite l'angle de rotation à l'aide du bouton moleté 99 en dévissant la douille 97 jusqu'au moment où la croix du réticule coïncide avec le point C. L'unité est ainsi centrée.
Il reste à régler la profondeur du fraisage à l'aide du vernier 34 (fig. 1), à choisir le sens de l'avance (déplacement de A à C ou de C à A) à l'aide de moyens prévus dans le groupe hydraulique central non représenté et à régler la hauteur du presse-pièce 11.
Au moment où tous les dispositifs répartis autour de la table 2 sont réglés, le groupe central hydraulique est placé sur la position, marche automatique et les pièces à usiner sont chargées sur la table. Lorsqu'une pièce arrive en face du dispositif décrit, la table monte et la pièce est serrée par le presse-pièce 11 dans une position bien déterminée. Le groupe hydraulique envoie de la pression dans la chambre délimitée par l'alésage 85 (fig. 5), le piston 82 et la crémaillère se déplacent vers la droite et l'axe 59 effectue sa rotation jusqu'au moment où la crémailière 70 se déplaçant de droite à gauche est retenue par le collet 96 de la douille 97. Le bloc de commande hydraulique est représenté dans la fig. 5 à la fin du mouvement d'avance de la fraise.
Au moment où ce mouvement d'avance est terminé, la table 2 (fig. 1) remonte et le groupe central hydraulique envoie de la pression dans la chambre délimitée par l'alésage 84, les pistons 86 et 87 reprennent leur position de départ et l'unité est prête à fraiser une nouvelle pièce.
Un point important dans le fonctionnement du bloc de commande hydraulique représenté dans les fig. 2 à 5 réside dans le fait que l'huile contenue dans les chambres délimitées par les alésages 84 et 85 (fig. 5) est toujours sous pression. Au début du mouvement de rotation de l'axe 59, la pression dans la chambre délimitée par l'alésage 85 sera plus grande que la pression dans la chambre délimitée par l'alésage 84. La rotation de l'axe 59 s'effectuera alors sous l'action de la force appliquée à la crémaillère 69 contre une force de freinage appliquée à la crémaillère 70 dans le sens inverse à celui de son déplacement, ce qui permet, étant donné que les crémaillères 69 et 70 sont appuyées contre les galets de soutien 71 et 72, de supprimer le jeu des dents des crémaillères 69 et 70 et du pignon 68 de l'axe 59.
Il ressort de ce qui précède que le dispositif de fraisage permet de fraiser des passages circulaires d'un rayon de 0 à 15 mm et d'un déplacement angulaire de 0 à 1800 à n'importe quel endroit de la pièce et dans n'importe quel sens, sans l'aide d'aucune came.