FR2521046A1 - Machine tool mandrel allowing machine on both surfaces - uses chuck open at both ends and supported by two cheeks with external tool carriers accessing ends of workpiece - Google Patents
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Abstract
Description
;'invention a pour objet une machine-outil équipée d'un dispositif avec mandrin, autorisant l'usinage simultané des faces avant et arrière d'une pièce. the invention relates to a machine tool equipped with a device with mandrel, allowing simultaneous machining of the front and rear faces of a part.
Selon la technique actuelle, il est connu d'usiner des pièces disposées sur des machines automatiques de transfert à indexation, dans lesquelles la pièce à usiner se déplace automatiquement de l'un des postes de la machine, au suivant. Dans ce cas, la pièce est déplacée pas à pas, au fur et à mesure de l'avancement des opérations. On prévoit également des bras de prise et de retournement de la pièce pour effectuer les opérations nécessaires sur sa face arrière. Il faut alors sortir la pièce de son mandrin, la retourner, vérifier sa concentricité, puis procéder à l'usinage. Toutes ces opérations sont coûteuses et nécessitent des interventions en manutention et un recentrage parfait de la pièce, après son retournement. According to the current technique, it is known to machine parts placed on automatic indexing transfer machines, in which the workpiece moves automatically from one of the machine stations to the next. In this case, the part is moved step by step, as the operations progress. There are also provided gripping and turning arms for the part to perform the necessary operations on its rear face. It is then necessary to remove the part from its mandrel, turn it over, check its concentricity, then proceed with machining. All these operations are costly and require handling interventions and a perfect refocusing of the part, after it has been turned over.
Il existe également des machines permettant d'effectuer simultanément plusieurs opérations d'usinage d'une pièce, à l'aide d'un porte-outils multi-broches ou de tourelles, mais dans ce cas, le travail ne s'effectue que sur une face de la pièce à usiner. There are also machines allowing several machining operations of a part to be carried out simultaneously, using a multi-spindle tool holder or turrets, but in this case, the work is only carried out on one side of the workpiece.
lie problème posé à l'origine de la présente invention, consistait à rechercher comment on pouvait réduire encore les temps d'usinage d'une pièce, en évitant sa manutention et son retournement. The problem posed at the origin of the present invention consisted in researching how one could further reduce the machining times of a part, by avoiding its handling and its turning.
lia solution au problème posé réside dans un travail simultané des faces avant et arrière de la pièce et exige le maintien nouveau de ladite pièce dans une structure de bâti nouvelle, permettant simultanément l'accès aux outils sur les faces avant et airière de la pièce. The solution to the problem posed lies in simultaneous work of the front and rear faces of the part and requires the new maintenance of said part in a new frame structure, simultaneously allowing access to the tools on the front and air surfaces of the part.
Selon une première caractéristique, la machine-outil est remarquable en ce qu'elle comprend un bâti formant banc, sur lequel est disposé un dispositif constitué d'une structure sandwich aménagée pour recevoir et maintenir un mandrin porte-pièce et ses mécanismes de serrage et d'entraînenent, ladite structure présentant des ouvertures pour permettre l'accès aux faces avant et arrière de la pièce enserrée dans le mandrin ; des chariots indépendants porte-outils, pour l'usinage de la pièce, étant disposés de part et d'autre de la structure sandwich. According to a first characteristic, the machine tool is remarkable in that it comprises a frame forming a bench, on which is disposed a device consisting of a sandwich structure arranged to receive and hold a workpiece chuck and its clamping mechanisms and drive, said structure having openings to allow access to the front and rear faces of the part enclosed in the mandrel; independent tool-carrying carriages, for machining the part, being arranged on either side of the sandwich structure.
Selon une autre caractéristique, la structure sandwich comprend deux flasques de large épaisseur et entretoisés entre eux, pouvant Ftre disposés sur le banc de la machine, lesdits flasques étant aménagés dans leur partie centrale, avec des ouvertures permettant l'accès à la pièce qui est maintenue et guidée par le mandrin disposé entre les flasques. According to another characteristic, the sandwich structure comprises two flanges of large thickness and braced between them, which can be arranged on the machine bench, said flanges being arranged in their central part, with openings allowing access to the part which is held and guided by the mandrel disposed between the flanges.
Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront de la suite de la description. These characteristics and others will emerge from the following description.
Pour fixer l'objet de 11 invention, sans toutefois le limiter, aux figures des dessins où
lia figure 1 est une vue en perspective d'ensemble du dispositif adaptable sur une machine telle que tour
lia figure 2 est une vue en coupe longitudinale du dispositif dans la position de non serrage de la pièce à usiner entre les mors du mandrin ;
lia figure 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne III-III de la figure 2
la figure 4 est une vue semblable à la figure 3, illustrant la position de serrage d'une pièce entre les mors du mandrin, le diamètre de ladite pièce ayant nécessité un rapprochement radial des mors, obtenu par la rotation d'un vérin
la figure 5 est une vue partielle selon la ligne V-V de la figure 4 ;;
lia figure 6 est une vue partielle selon la ligne VI-VI de la figure 5 ;
La figure 7 illustre le schéma hydraulique du dispositif selon une possibilité de réalisation
La figure 8 est une vue en perspective schématique, illustrant la possibilité de montage en ligne de postes de travail formant une machine transfert
lia figure 9 est une vue à caractère schématique illustrant l'utilisation de l'invention pour l'usinage de tubes.To fix the object of the invention, without however limiting it, to the figures of the drawings where
FIG. 1 is an overall perspective view of the device adaptable to a machine such as a lathe
FIG. 2 is a view in longitudinal section of the device in the non-clamping position of the workpiece between the jaws of the mandrel;
Figure 3 is a cross-sectional view along line III-III of Figure 2
Figure 4 is a view similar to Figure 3, illustrating the clamping position of a piece between the jaws of the mandrel, the diameter of said piece having required a radial approximation of the jaws, obtained by the rotation of a jack
Figure 5 is a partial view along the line VV of Figure 4 ;;
Figure 6 is a partial view along the line VI-VI of Figure 5;
Figure 7 illustrates the hydraulic diagram of the device according to a possible embodiment
Figure 8 is a schematic perspective view, illustrating the possibility of online assembly of workstations forming a transfer machine
FIG. 9 is a diagrammatic view illustrating the use of the invention for machining tubes.
Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative en se référant aux exemples de réalisation illustrés aux figures des dessins. In order to make the object of the invention more concrete, it is now described in a nonlimiting manner with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures of the drawings.
lie dispositif selon l'invention comprend deux flasques (1) et (2) en tout matériau approprié, de large épaisseur et entretoisés entre eux par des tirants (3) ou autres moyens analogues, de manière à définir entre eux une structure sandwich disposée et maintenue de manière appropriée sur le banc d'une machine telle, par exemple et non limitativement, un tour (4). Cette structure est centrée sur le banc de manière à pouvoir disposer de part et d'autre de cette dernière, des chariots (5) indépendants, porte outils (6), destinés à effectuer l'usinage de la pièce. A cet effet, les flasques sont aménagés dans leur partie centrale, avec des ouvertures (1) et (21), cylindriques par exemple.L'intervalle entre lesdits flasques est aménagé pour permettre le positionnement des moyens de serrage de la pièce à usiner, par exemple une bride (B), ainsi que la commande d'entraînement de ladite pièce. The device according to the invention comprises two flanges (1) and (2) made of any suitable material, of large thickness and braced between them by tie rods (3) or other similar means, so as to define between them a sandwich structure arranged and maintained appropriately on the bench of a machine such, for example and without limitation, a lathe (4). This structure is centered on the bench so as to be able to have on either side of the latter, independent carriages (5), tool holders (6), intended to perform the machining of the part. For this purpose, the flanges are arranged in their central part, with openings (1) and (21), cylindrical for example. The interval between said flanges is arranged to allow the positioning of the clamping means of the workpiece, for example a flange (B), as well as the drive control of said part.
Ainsi qu'il apparaît figure 2 plus particulièrement, la pièce à usiner est maintenue centrée et serrée par le mandrin, entre des mors concentriques (7), de préférence trois, susceptibles de se déplacer simultanément et radialement, d'une part,pour assurer le serrage de la pièce et son autocentrage, et d'autre part dans un mouvement de rotation, pour assurer l'entrainement correspondant de ladite pièce. Selon une réalisation non limitative, les mors (7) coopèrent avec un organe de liaison et d'entraînement tel une noix (8) présentant facialement une partie (81) en forme de spirale d'archimède. Cet organe (8), cylindrique de préférence, présente sur sa périphérie extérieure, directement ou d'une manière rapportée, deux palettes (9) symétriques et opposées dont la fonction sera exposée ultérieurement. As shown in Figure 2 more particularly, the workpiece is kept centered and clamped by the mandrel, between concentric jaws (7), preferably three, capable of moving simultaneously and radially, on the one hand, to ensure the clamping of the part and its self-centering, and on the other hand in a rotational movement, to ensure the corresponding drive of said part. According to a nonlimiting embodiment, the jaws (7) cooperate with a connecting and driving member such as a nut (8) having a face (81) in the form of an archimedes spiral. This member (8), preferably cylindrical, has on its outer periphery, directly or in an attached manner, two symmetrical and opposite pallets (9) whose function will be explained later.
Les mors sont également montés et guidés par un organe porte-mors (10) fixe, avec une simple liberté de déplacement linéaire radial dans la rainure (101), selon la commande de la spirale d'archimède. lies mors sont ainsi parfaitement guidés et maintenus longitudinalement. Par ailleurs, afin de permettre l'opération de positionnement desdits mors, en vue du serrage de la pièce à usiner, la noix (8) est mise en rotation sur elle-même selon une variation angulaire appropriée, des roulements à aiguilles (il) assurant la liaison entre ladite noix (8) et le porte-mors fixe (10). Ces différents moyens sont disposés entre les flasques (i) et (2) ; des moyens d'étanchéité étant prévus à cet effet. The jaws are also mounted and guided by a fixed jaw-carrying member (10), with a simple freedom of linear radial movement in the groove (101), according to the control of the archimedean spiral. The jaws are thus perfectly guided and held longitudinally. Furthermore, in order to allow the positioning operation of said jaws, with a view to clamping the workpiece, the nut (8) is rotated on itself according to an appropriate angular variation, needle bearings (it) ensuring the connection between said nut (8) and the fixed jaw holder (10). These different means are arranged between the flanges (i) and (2); sealing means being provided for this purpose.
Selon une autre caractéristique de l'invention, la rotation de la noix (8) de liaison et de serrage des mors, est obtenue par un vérin rotatif (12). Selon le montage illustré notamment figures 2 et 3, les palettes (9) sont guidées et tournent dans une chambre (C) circulaire, délimitée respectivement par la périphérie extérieure de la noix (8), la face arrière (102) du mors fixe et la face intérieure (121) du vérin rotatif (12). Par suite de l'utilisation de deux palettes (9) opposées et symétriques, on définit deux chambres opposées (C1) et (C2) dans lesquelles est envoyé un liquide sous pression, de préférence de l'huile, par l'intermédiaire de canaux de distribution appropriés (13) et de canaux d'évacuation (14).Par ailleurs, le vérin rotatif et le porte-mors fixe, sont accouplés entre eux et liés à un moyen d'entraîneent (15), à l'aide de moyens de liaison (16) appropriés. According to another characteristic of the invention, the rotation of the nut (8) for connecting and clamping the jaws is obtained by a rotary actuator (12). According to the assembly illustrated in particular in FIGS. 2 and 3, the pallets (9) are guided and rotate in a circular chamber (C), defined respectively by the external periphery of the nut (8), the rear face (102) of the fixed jaw and the inner face (121) of the rotary actuator (12). As a result of the use of two opposite and symmetrical pallets (9), two opposite chambers (C1) and (C2) are defined in which a pressurized liquid, preferably oil, is sent via channels. appropriate distribution (13) and evacuation channels (14). Furthermore, the rotary actuator and the fixed jaw holder are coupled together and linked to a drive means (15), using appropriate connecting means (16).
Non limitativement, la rotation de l'ensemble est obtenue par l'action sur une roue dentée (17) d'un moteur (18) qui peut être hydraulique pour assurer une certaine souplesse de fonctionnement, à des vitesses variables. En outre, un boîtier de protection fixe (19) est prévu, pour enserrer les différents organes précités, ledit boitier étant muni de canaux (20) (21) de distribution et d'évacuation de huile, destinés à venir en regard des canaux (13) (14) précités. Il en résulte que l'huile de commande du vérin rotatif est transmise par un joint tournant. Des roulements à aiguilles (22) assurent la liaison entre le bâti et le vérin rotatif. Des moyens, non représentés, assurent l'étanchéité de l'ensemble. Without limitation, the rotation of the assembly is obtained by the action on a toothed wheel (17) of a motor (18) which can be hydraulic to ensure a certain flexibility of operation, at variable speeds. In addition, a fixed protective casing (19) is provided, to enclose the various aforementioned members, said casing being provided with channels (20) (21) for distributing and discharging oil, intended to come opposite the channels ( 13) (14) above. As a result, the control oil of the rotary actuator is transmitted through a rotary joint. Needle bearings (22) provide the connection between the frame and the rotary actuator. Means, not shown, seal the assembly.
Le serrage de la pièce s'effectue par la pression de l'huile dans les chambres (C1) (C2), ceci dans le même sens, pour provoquer sous l'effet de poussée, la rotation de la spirale d'archimède entrarnant conséquemment, le déplacement des mors dans une direction radiale de serrage et de desserrage. En pratique et selon la dimension des pièces à usiner, la force de poussée est établie de manière à provoquer le déplacement angulaire d'environ 60 degrés des palettes, de part et d'autre de leur position moyenne d'origine, se traduisant par une course limite des mors appropriée. The tightening of the part is carried out by the pressure of the oil in the chambers (C1) (C2), this in the same direction, to cause under the effect of thrust, the rotation of the spiral of archimedes consequently entarnant , the displacement of the jaws in a radial tightening and loosening direction. In practice and depending on the size of the workpieces, the thrust force is established so as to cause the angular displacement of approximately 60 degrees of the pallets, on either side of their original average position, resulting in a appropriate jaw limit stroke.
Il est à noter que la pression d'huile est coupée automatiquement, dès que le serrage satisfaisant de la pièce est atteint. Pour assurer le desserrage des mors, on envoie une pression d'huile inverse dans les chambres (C1) et (C2), de manière à provoquer la variation angulaire inverse des palettes.It should be noted that the oil pressure is cut off automatically, as soon as the satisfactory tightening of the part is achieved. To ensure loosening of the jaws, reverse oil pressure is sent to the chambers (C1) and (C2), so as to cause the reverse angular variation of the pallets.
Un drain extérieur est prévu pour récupérer les fuites d'huile. A cet effet, un réservoir est placé en-dessous des mandrins, évitant les fuites externes. An external drain is provided to recover oil leaks. For this purpose, a tank is placed below the mandrels, preventing external leaks.
lie circuit hydraulique est le suivant : le mandrin est actionné en rotation par un moteur hydraulique (18) dont l'entrat- nement est assuré par une pompe à débit variable (23). On prévoit notamment, pour compléter le circuit, une pompe de gavage à engrenages (24), des filtres (25), un réfrigérant (26), des soupapes de sûreté (27) et une navette (34). lia commande en fonctionnement s'établit à partir d'un boîtier électronique (28) agissant sur une servovalve (29) et le vérin de commande de cylindrée de la pompe (23). Ce boîtier permet d'indiquer la fonction marche-arrêt de l'ensemble, la fonction serrage-desserrage des mors, la fonction vitesse et le sens de rotation.Lorsque l'on veut passer en position serrage-desserrage, l'opérateur appuie sur la touche ARRET et le débit de la pompe (23) s'arrête automatiquement on appuie ensuite sur la touche serrage/desserrage. A ce moment, le distributeur (30) reçoit son excitation en (31) qui le fait descendre, la pompe étant alors en liaison avec le vérin rotatif (12). Suivant le sens désiré, c'est-à-dire de serrage ou de desserrage des mors, le débit de la pompe est orienté convenablement par le boîtier électronique, la servovalve (29) et un retour électrique (R1). lies palettes (9) sont alors pivotées angulairement dans un sens ou dans l'autre, par suite de l'arrivée d'huile sous pression dans les chambres (C1) - (C2). The hydraulic circuit is as follows: the mandrel is rotated by a hydraulic motor (18), the drive of which is ensured by a variable flow pump (23). In particular, to complete the circuit, a gear feed pump (24), filters (25), a coolant (26), safety valves (27) and a shuttle (34) are provided. The operating control is established from an electronic unit (28) acting on a servovalve (29) and the displacement cylinder of the pump (23). This box is used to indicate the on-off function of the assembly, the clamping-loosening function of the jaws, the speed function and the direction of rotation. When you want to switch to the clamping-loosening position, the operator presses the STOP key and the pump flow (23) stops automatically, then press the tightening / loosening key. At this time, the distributor (30) receives its excitation at (31) which lowers it, the pump then being in connection with the rotary actuator (12). Depending on the desired direction, that is to say tightening or loosening of the jaws, the flow rate of the pump is properly directed by the electronic unit, the servovalve (29) and an electrical return (R1). the pallets (9) are then angularly pivoted in one direction or the other, due to the arrival of pressurized oil in the chambers (C1) - (C2).
lorsque le mouvement est obtenu, la pression s'élève dans le capteur de pression (32) correspondant et le signal de retour (R2) ou (R3) arrête le mouvement en annulant le débit de la pompe. when the movement is obtained, the pressure rises in the corresponding pressure sensor (32) and the return signal (R2) or (R3) stops the movement by canceling the flow of the pump.
Pour la mise en marche en rotation du mandrin, on vérifie l'affichage de la vitesse puis on appuie sur le contact "MARCHE" le distributeur (30) reçoit son excitation en (33) et l'on revient dans la position initiale illustrée. To start the mandrel in rotation, the speed display is checked, then the "ON" contact is pressed. The distributor (30) receives its excitation at (33) and one returns to the initial position illustrated.
les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne l'intérêt de la structure sandwich et de son mandrin particulier, permettant à l'opérateur d'effectuer simultanément les opérations d'usinage sur les faces avant et arrière d'une même pièce. En outre, des opérations d'usinage de diverses natures peuvent être exécutées, la pièce pouvant être mise en rotation ou être en position fixe. the advantages emerge clearly from the description, in particular the advantage of the sandwich structure and of its particular mandrel is emphasized, allowing the operator to simultaneously carry out the machining operations on the front and rear faces of the same part . In addition, machining operations of various kinds can be performed, the part can be rotated or be in a fixed position.
On évite ainsi de procéder à des opérations d'enlèvement, de retournement et de positionnement à nouveau de la pièce. Selon l'inventior la concentricité des opérations effectuées des deux cotés de la pièce, est parfaite et n'exige aucune précaution particulière. Les temps de manutention sont notablement réduits.This avoids carrying out operations for removing, turning and positioning the part again. According to the invention, the concentricity of the operations carried out on both sides of the part is perfect and does not require any particular precaution. Handling times are significantly reduced.
A partir du principe exposé et de la mise en oeuvre particulière de la structure sandwich et de son mandrin, on a illustré figure 8, une ligne de transfert de la pièce usinée puis dégagée de son poste I vers un poste Il, et ainsi de suite. From the principle explained and the particular implementation of the sandwich structure and its mandrel, FIG. 8 illustrates a line for transferring the workpiece then released from its station I to a station Il, and so on. .
Selon la figure 9, on prévoit pour l'usinage des tubes, un tour fixe (36) et un tour mobile (37) permettant l'usinage simultané des extrémités des tubes. According to Figure 9, there is provided for machining the tubes, a fixed lathe (36) and a movable lathe (37) allowing the simultaneous machining of the ends of the tubes.
L'invention ne se limite aucunement au mode de réalisation précité. D'autres réalisations équivalentes peuvent être prévues, notamment pour le serrage, desserrage de la pièce à usiner ainsi que pour l'entraSnement du mandrin. The invention is in no way limited to the aforementioned embodiment. Other equivalent embodiments can be provided, in particular for clamping, loosening the workpiece as well as for driving the mandrel.
L'invention ne se limite aucunement à celui de ces modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ces diverses parties ayant plus spécialement été indiqués ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. The invention is in no way limited to that of these modes of application, nor to those of the embodiments of these various parts which have been more particularly indicated; on the contrary, it embraces all its variants.
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Legal Events
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TP | Transmission of property | ||
ST | Notification of lapse |