FR2568501A1 - Boring head - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne la construction des machines-outils et a notamment pour objet une tête à aléser de machine-outil pour opérations multiples. The present invention relates to the construction of machine tools and in particular relates to a machine tool boring head for multiple operations.
L'efficacité de la tête à aléser conforme à l'invention est maximale quand elle est utilisée dans les machines-outils pour opérations multiples à enlèvement de métal à changement d'outils automatique , pour l'usinage des alésages à profil de forme. The efficiency of the boring head according to the invention is maximum when it is used in machine tools for multiple operations with removal of metal with automatic tool change, for the machining of bores with shape profile.
On connaît une tête à aléser de machine-outil pour opérations multiples, comprenant un corps cinématiquement lié à la broche, un chariot placé dans ledit corps et portant un porte-outil, ce chariot ayant trois surfaces inclinées. Une surface inclinée sert à la coopération avec la surface inclinée d'une tige disposée coaxialement dans le corps et liée cinématiquement à un actionneur pour son déplacement dans la direction axiale. Les deux autres surfaces sont disposées symétriquement par rapport à l'axe de rotation de la tête et coopèrent avec des galets dont les axes sont fixés perpendiculairement à l'axe de rotation de la tête aux bouts d'une fourchette serrée élastiquement contre le chariot. La fourchette est placée dans le corps coaxialement.La coopération des galets avec les surfaces inclinées s'effectue suivant des lignes qui sont situées dans un plan passant par l'axe de rotation de la tête à aléser (cf., par exemple, certificat d'auteur d'invention n0665 994, délivré en URSS). La têtequi vient d'être décrite ne permet pas d'obtenir en même temps un déplacement relativement rapide de la tige et un déplacement sans jeu du chariot dans le corps, car la réaction de frottement entre les portées de la fourchette et du corps, due à l'action du serrage élastique de la fourchette contre le corps, fait fléchir la fourchette, ce qui crée des conditions favorables au grippage de la fourchette dans le corps et peut gêner son autopositionnement angulaire par rapport aux deux surfaces inclinées du chariot, d'où un abaissement de la précision d'usinage et du rendement de la machine-outil. A machine tool boring head for multiple operations is known, comprising a body kinematically linked to the spindle, a carriage placed in said body and carrying a tool holder, this carriage having three inclined surfaces. An inclined surface is used for cooperation with the inclined surface of a rod arranged coaxially in the body and kinematically linked to an actuator for its movement in the axial direction. The two other surfaces are arranged symmetrically with respect to the axis of rotation of the head and cooperate with rollers whose axes are fixed perpendicular to the axis of rotation of the head at the ends of a fork tightened elastically against the carriage. The fork is placed in the body coaxially. The co-operation of the rollers with the inclined surfaces takes place along lines which are located in a plane passing through the axis of rotation of the head to be bored (cf., for example, certificate d author of invention n0665 994, issued in the USSR). The head which has just been described does not make it possible at the same time to obtain a relatively rapid displacement of the rod and a displacement without play of the carriage in the body, because the friction reaction between the ranges of the fork and of the body, due to the action of the elastic clamping of the fork against the body, causes the fork to bend, which creates conditions favorable to the binding of the fork in the body and can hinder its angular self-positioning with respect to the two inclined surfaces of the carriage, where a reduction in the precision of machining and the output of the machine tool.
On s'est donc proposé de créer une tête à aléser,#dans laquelle la fourchette et sa coopération avec le corps seraient de conception telle qu'elle permettrait d'accroître la vitesse d'action de la tige, d'assurer le déplacement sans jeu du chariot dans le corps, et, en définitive, d'accroître la précision d'usinage et le rendement de la machine-outil. We therefore proposed to create a boring head, # in which the fork and its cooperation with the body would be of such a design that it would increase the speed of action of the rod, ensuring movement without play of the carriage in the body, and ultimately increase the machining precision and the performance of the machine tool.
La solution consiste en une tête à aléser de machineoutil pour opérations multiples, comprenant un corps lié cinématiquement à la broche, un chariot placé dans ledit corps et portant un porte-outil, une tige disposée coaxialement dans le corps et liée cinématiquement à un actionneur pour son déplacement dans la direction axiale, et une fourchette placée coaxialement dans le corps et serrée élastiquement contre le chariot, lequel comporte trois surfaces inclinées, dont l'une coopère avec une surface inclinée de ladite tige, et dont les deux autres, disposées symétriquement par rapport à l'axe de rotation, coopèrent, suivant des lignes situées dans un plan passant par l'axe de rotation de la tête à aléser, avec des galets dont les axes sont fixés perpendiculairement à l'axe de rotation de la tête à aléser aux bouts de la fourchette mentionnée, tete dans laquelle d'après l'invention, est prévu un balancier dont l'axe d'oscillation est fixé au dit corps du côté faisant face aux deux surfaces inclinées du chariot, parallèlement à l'axe de rotation de la tête à aléser, les bouts de la fourchette portent deux galets supplémentaires qui coopèrent avec le balancier, les axes de rotation de ces galets étant disposés parallèlement aux axes des galets principaux et situés dans un plan passant par la ligne suivant laquelle les galets principaux contactent les surfaces inclinées, et des butées sont fixées aux côtés latéraux extérieurs de la fourchette, dans un plan passant par l'axe de rotation de la tête à aléser, parallèlement aux axes des galets, ces butées contactant le corps. The solution consists of a machine tool boring head for multiple operations, comprising a body kinematically linked to the spindle, a carriage placed in said body and carrying a tool holder, a rod arranged coaxially in the body and kinematically linked to an actuator for its displacement in the axial direction, and a fork placed coaxially in the body and tightened elastically against the carriage, which has three inclined surfaces, one of which cooperates with an inclined surface of said rod, and of which the other two, arranged symmetrically by relative to the axis of rotation, cooperate, along lines located in a plane passing through the axis of rotation of the head to be bored, with rollers whose axes are fixed perpendicular to the axis of rotation of the head to be bored at the ends of the mentioned fork, head in which according to the invention, a pendulum is provided whose axis of oscillation is fixed to said body on the side facing the two surfaces inclined of the carriage, parallel to the axis of rotation of the head to be bored, the ends of the fork carry two additional rollers which cooperate with the balance, the axes of rotation of these rollers being arranged parallel to the axes of the main rollers and located in a plane passing through the line along which the main rollers contact the inclined surfaces, and stops are fixed to the outer lateral sides of the fork, in a plane passing through the axis of rotation of the head to be bored, parallel to the axes of the rollers, these stops contacting the body.
Une telle coopération de la fourchette avec le corps supprime les réactions qui apparaissent, dont celles de frottement sur les portées entre la fourchette et le corps, provoquant la flexion et le grippage de la fourchette dans le corps, et, grâce à la présence du balancier oscillant, un autopositionnement angulaire fiable de la fourchette par rapport aux deux surfaces inclinées du chariot. Les butées de la fourchette permettent de conserver sa disposition symétrique par rapport au chariot. Such cooperation of the fork with the body suppresses the reactions that appear, including those of friction on the surfaces between the fork and the body, causing the fork to flex and seize in the body, and, thanks to the presence of the pendulum oscillating, reliable angular self-positioning of the fork with respect to the two inclined surfaces of the carriage. The stops of the fork make it possible to keep its symmetrical arrangement with respect to the carriage.
La tête à aléser de machine-outil pour opérations multiples réalisée d'après l'invention, tout en étant de conception relativement simple, assure le déplacement sans jeu du chariot dans le corps de la tête à aléser, ce qui accroît notablement la précision et le rendement de l'usinage. La tête à aléser conforme à l'invention est fiable et sa longévité est relativement grande. The boring head of a machine tool for multiple operations produced according to the invention, while being of relatively simple design, ensures the movement without play of the carriage in the body of the boring head, which significantly increases the precision and machining performance. The boring head according to the invention is reliable and has a relatively long service life.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détail et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels
- la figure 1 représente une tête à aléser conforme à l'invention (coupe longitudinale)
- la figure 2 représente la coupe Il-Il de la figure 1;
- la figure 3 représente la coupe III-III de la figure 2;
- la figure 4 représente la coupe IV-IV de la figure 3.The invention will be better understood and other objects, details and advantages thereof will appear more clearly in the light of the explanatory description which follows of an embodiment given solely by way of nonlimiting example, with references to non-limiting drawings appended in which
- Figure 1 shows a boring head according to the invention (longitudinal section)
- Figure 2 shows the section Il-Il of Figure 1;
- Figure 3 shows section III-III of Figure 2;
- Figure 4 shows section IV-IV of Figure 3.
La tête à aléser de machine-outil pour opérations multiples a un corps 1 (figure 1) constitué par un flasque 2, un taquet 3 et un mandrin 4, rigidement assemblés entre eux. Le mandrin 4 est cinématiquement lié à la broche 5 pour la rotation de la tête. Dans l'enceinte du corps 1, un chariot 7 portant un porte-outil 7a avec un outil coupant 7b, peut se déplacer sur des patins 6 à roulement. The machine tool boring head for multiple operations has a body 1 (Figure 1) consisting of a flange 2, a cleat 3 and a mandrel 4, rigidly assembled together. The mandrel 4 is kinematically linked to the spindle 5 for the rotation of the head. In the enclosure of the body 1, a carriage 7 carrying a tool holder 7a with a cutting tool 7b, can move on roller pads 6.
Un grain cylindrique 8, sur lequel est réalisé un méplat 9, est monté dans le chariot 7 pour constituer une surface inclinée. Dans le corps 1 est disposée coaxialement une tige 10 qui est liée cinématiquement à un actionneur (non représenté) pour son déplacement dans la direction axiale, et a une surface inclinée 11 pour la coopération avec le méplat 9 du grain 8 du chariot 7, assurant le déplacement radial du chariot 7. Dans le corps 1, entre lui et la tige 10, est placée coaxialement une fourchette 12 réalisée creuse et serrée élastiquement contre le corps 1 et le chariot 7 par un ressort 13. Le ressort 13 bute d'un côté contre le corps 1, et de l'autre, contre un épaulement 14 prévu sur la fourchette 12. Sur les bouts de la fourchette 12 des axes 15 (figure 2) disposés perpendiculairement à l'axe a (figure 1) de rotation de la tête, sont fixés symétriquement des galets 16 (figures 2, 3) qui coopèrent avec les surfaces inclinées 17 (figures 3, 4) du chariot 7. Ces surfaces inclinées 17 (figure 4) sont disposées symétriquement par rapport à 1 axe "a" de rotation de la tête. La coopération des galets 16 avec les surfaces inclinées 17 s'effectue suivant des lignes situées dans un plan passant par l'axe a de rotation de la tête. A cylindrical grain 8, on which a flat 9 is produced, is mounted in the carriage 7 to form an inclined surface. In the body 1 is arranged coaxially a rod 10 which is kinematically linked to an actuator (not shown) for its movement in the axial direction, and has an inclined surface 11 for cooperation with the flat 9 of the grain 8 of the carriage 7, ensuring the radial displacement of the carriage 7. In the body 1, between it and the rod 10, is coaxially placed a fork 12 made hollow and tightened elastically against the body 1 and the carriage 7 by a spring 13. The spring 13 abuts a side against the body 1, and on the other, against a shoulder 14 provided on the fork 12. On the ends of the fork 12 axes 15 (Figure 2) arranged perpendicular to the axis a (Figure 1) of rotation of the head are symmetrically fixed rollers 16 (Figures 2, 3) which cooperate with the inclined surfaces 17 (Figures 3, 4) of the carriage 7. These inclined surfaces 17 (Figure 4) are arranged symmetrically with respect to 1 axis "a "of head rotation. The cooperation of the rollers 16 with the inclined surfaces 17 takes place along lines situated in a plane passing through the axis a of rotation of the head.
Dans le corps 1 est placé un balancier 18 dont l'axe 19 (figure 1) d'oscillation est fixé dans le mandrin 4 parallèlement à l'axe "a" de rotation de la tête, du côté faisant face aux surfaces inclinées 17 (figure 4) du chariot 7. Le balancier 18 coopère à l'aide de ses bras avec des galets supplémentaires 20 montés sur les bouts de la fourchette 12. Les axes 21 de rotation des galets supplémentaires 20 sont disposés parallèlement aux axes 15 des galets 16 et sont situés dans un plan passant par la ligne suivant laquelle les galets 16 contactent la surface inclinée 17 du chariot 7. Pour assurer la disposition symétrique de la fourchette 12 par rapport au chariot 7, la fourchette 12 porte sur sa surface extérieure des butées 22. In the body 1 is placed a balance 18 whose axis 19 (FIG. 1) of oscillation is fixed in the mandrel 4 parallel to the axis "a" of rotation of the head, on the side facing the inclined surfaces 17 ( Figure 4) of the carriage 7. The balance 18 cooperates with its arms with additional rollers 20 mounted on the ends of the fork 12. The axes 21 of rotation of the additional rollers 20 are arranged parallel to the axes 15 of the rollers 16 and are located in a plane passing through the line along which the rollers 16 contact the inclined surface 17 of the carriage 7. To ensure the symmetrical arrangement of the fork 12 relative to the carriage 7, the fork 12 carries on its outer surface stops 22 .
Ces butées sont situées dans un plan passant par l'axe "a" de rotation de la tête à aléser, parallèlement aux axes 15 des galets 16, et elles contactent le corps 1. L'enceinte du corps 1, dans laquelle se trouve le chariot 7, est fermée par un boîtier 23 (figure 1), ainsi que, du côté du flasque 2, par une contre-plaque 24 montée sur le chariot 7.These stops are located in a plane passing through the axis "a" of rotation of the head to be bored, parallel to the axes 15 of the rollers 16, and they contact the body 1. The enclosure of the body 1, in which the carriage 7, is closed by a housing 23 (FIG. 1), as well as, on the side of the flange 2, by a counter-plate 24 mounted on the carriage 7.
La tête à aléser de machine-outil pour opérations multiples fonctionne de la façon suivante. The machine tool boring head for multiple operations works as follows.
Pour l'usinage d'une pièce, l'outil coupant 7b est fixé dans le porte-outil 7a de la tête à aléser, laquelle est solidaire en rotations de la broche 5. La tige 10 est en position gauche (sur le dessin) extrême. Quand la tête tourne, la tige 10 se déplace à partir de sa position gauche extrême vers la droite (sur le dessin). Le ressort 13 fait déplacer la fourchette 12 vers la gauche. Celle-ci, en butant par ses galets supplémentaires 20 contre le balancier 18, et par ses galets 161 contre les surfaces inclinées 17 du chariot 7, fait déplacer le chariot 7 et, par conséquent, le porte-outil 7a qui lui est fixé, conjointement avec l'outil 7b, vers l'axe "a" de rotation de la tête.Lors de ces déplacements, l'effort du ressort 13, transmis aux surfaces inclinées 17, assure le rattrapage simultané des jeux entre le chariot 7, le grain cylindrique 8, la tige 10 et le taquet 3, ainsi qu'entre le chariot 7, les patins 6 à roulement et le flasque 2, ce qui permet d'obtenir une précision d'usinage élevée. En même temps, selon la position des galets 16, les galets supplémentaires 20 agissent sur les bras du balancier 18, lequel tourne sur l'axe 19 en rattrapant les jeux entre les galets supplémentaires 20, le balancier 18 et l'axe 19 fixé dans le corps 1, ce qui rend l'ensemble rigide. Les butées 22 de la fourchette 12 limitent le déplacement de la fourchette 12 dans la direction perpendiculaire à la direction de déplacement du chariot 7 et à l'axe "a" de rotation de la tête, en maintenant ainsi la fourchette 12 dans une position symétrique par rapport au chariot 7. For machining a workpiece, the cutting tool 7b is fixed in the tool holder 7a of the boring head, which is integral in rotation with the spindle 5. The rod 10 is in the left position (in the drawing) extreme. When the head rotates, the rod 10 moves from its extreme left position to the right (in the drawing). The spring 13 causes the fork 12 to move to the left. This, by abutting by its additional rollers 20 against the balance 18, and by its rollers 161 against the inclined surfaces 17 of the carriage 7, causes the carriage 7 to move and, consequently, the tool holder 7a which is fixed to it, together with the tool 7b, towards the axis "a" of rotation of the head. During these displacements, the force of the spring 13, transmitted to the inclined surfaces 17, ensures the simultaneous take-up of the clearances between the carriage 7, the cylindrical grain 8, the rod 10 and the stopper 3, as well as between the carriage 7, the bearing pads 6 and the flange 2, which allows high machining precision to be obtained. At the same time, depending on the position of the rollers 16, the additional rollers 20 act on the arms of the balance 18, which rotates on the axis 19 by taking up the clearances between the additional rollers 20, the balance 18 and the axis 19 fixed in the body 1, which makes the assembly rigid. The stops 22 of the fork 12 limit the movement of the fork 12 in the direction perpendicular to the direction of movement of the carriage 7 and to the axis "a" of rotation of the head, thereby maintaining the fork 12 in a symmetrical position relative to the carriage 7.
Quand la tige 10 se déplace vers la gauche (sur le dessin), le chariot 7 agit par ses surfaces inclinées 17 sur les galets 16 et fait déplacer la fourchette 12 à droite en surmontant l'effort du ressort 13. Le fonctionnement des galets supplémentaires 20, du balancier 18 et des butées 22 de limitation est analogue à celui décrit plus haut. When the rod 10 moves to the left (in the drawing), the carriage 7 acts by its inclined surfaces 17 on the rollers 16 and causes the fork 12 to move to the right by overcoming the force of the spring 13. The operation of the additional rollers 20, of the pendulum 18 and of the limiting stops 22 is similar to that described above.
La présence, dans la tête à aléser de conception conforme à l'invention, d'un balancier 18 et des galets supplémentaires 20 coopérant avec lui, assure un auto positionnement fiable de la fourchette 12 et le maintien d'un bon contact, sans grippages, entre les galets 16 qu'elle porte et les surfaces inclinées 17 du chariot 7; de plus, les butées 22 prévues sur la fourchette li la maintiennenten position centrée dans le corps. The presence, in the boring head of design according to the invention, of a balance 18 and additional rollers 20 cooperating with it, ensures reliable self positioning of the fork 12 and the maintenance of good contact, without seizures , between the rollers 16 which it carries and the inclined surfaces 17 of the carriage 7; in addition, the stops 22 provided on the fork li hold it in a centered position in the body.
La position relative décrite plus haut du balancier 18, des galets supplémentaires 20 et des butées 22 de limitation permet de diminuer les déformations de la fourchette 12. The relative position described above of the balance 18, additional rollers 20 and limiting stops 22 makes it possible to reduce the deformations of the fork 12.
La supprésion du risque de grippage de la tige 10, de la fourchette 12 et du chariot 7, ainsi que la diminution de leurs déformations,créent des conditions favorables à l'élévation de la précision de fonctionnement de la tête à aléser et rend possible l'accroissement du rendement de l'usinage, grâce à l'augmentation de la vitesse d'action. The elimination of the risk of seizure of the rod 10, the fork 12 and the carriage 7, as well as the reduction in their deformations, create conditions favorable to the increase in the operating precision of the head to be bored and makes possible l '' increased machining efficiency, thanks to the increased speed of action.
Les calculs préliminaires montrent que la tête à aléser conforme à l'invention assure un accroissement du rendement de 15 à 20% et l'obtention, avec une grande stabilite1d'alésages selon la 2e classe de précision.Preliminary calculations show that the boring head according to the invention provides an increase in efficiency of 15 to 20% and the obtaining, with high stability of bores according to the 2nd class of precision.
Il convient aussi de noter la simplicité de la tête à aléser faisant l'objet de l'invention, ainsi que son prix de revient relativement bas. Ainsi, le prix de revient de la fabrication d'un prototype est de 10 à 15% plus bas que le prix des têtes à aléser connues pour usages similaires. It should also be noted the simplicity of the boring head forming the subject of the invention, as well as its relatively low cost price. Thus, the cost of manufacturing a prototype is 10 to 15% lower than the price of boring heads known for similar uses.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8412259A FR2568501B1 (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | BORING HEAD. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8412259A FR2568501B1 (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | BORING HEAD. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2568501A1 true FR2568501A1 (en) | 1986-02-07 |
| FR2568501B1 FR2568501B1 (en) | 1987-12-04 |
Family
ID=9306741
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8412259A Expired FR2568501B1 (en) | 1984-08-02 | 1984-08-02 | BORING HEAD. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2568501B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9849518B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-12-26 | Kennametal Inc. | Autobalancing system for boring tool and boring tool incorporating same |
| US9868158B2 (en) | 2014-10-03 | 2018-01-16 | Kennametal Inc. | Automatic balancing device for boring heads |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2593124A (en) * | 1948-09-23 | 1952-04-15 | Taylor & Fenn Co | Wedge facing machine |
| SU665994A1 (en) * | 1976-02-20 | 1979-06-05 | Предприятие П/Я М-5671 | Boring head |
-
1984
- 1984-08-02 FR FR8412259A patent/FR2568501B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2593124A (en) * | 1948-09-23 | 1952-04-15 | Taylor & Fenn Co | Wedge facing machine |
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| US9868158B2 (en) | 2014-10-03 | 2018-01-16 | Kennametal Inc. | Automatic balancing device for boring heads |
| US9849518B2 (en) | 2014-10-21 | 2017-12-26 | Kennametal Inc. | Autobalancing system for boring tool and boring tool incorporating same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2568501B1 (en) | 1987-12-04 |
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