FR3096913A1 - Machining head comprising a rotation transmission mechanism, defining a cutting axis parallel to a drive axis - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne une tête d’usinage comprenant :- une prise d’accouplement, configurée pour être accouplée à une broche ou à une électro-broche, la prise d’accouplement comportant un arbre d’entrée d’axe de rotation Z, configuré pour être accouplé à un axe de sortie de la broche ou de l’électro-broche; - un corps rigide, relié à la prise d’accouplement et allongé selon un axe X orthogonal à l’axe Z ;- un mécanisme de transmission de rotation agencé dans le corps rigide et reliant l’arbre d’entrée de la prise d’accouplement d’axe Z à un arbre de sortie de la tête d’usinage d’axe Z1 parallèle à l’axe Z, l’arbre de sortie de la tête d’usinage étant configuré pour supporter à son extrémité libre un outil de coupe. Figure pour l’abrégé : Fig. 4The invention relates to a machining head comprising: - a coupling socket, configured to be coupled to a spindle or to an electro-spindle, the coupling socket comprising an input shaft with an axis of rotation Z, configured to be coupled to an output shaft of the spindle or the electro-spindle; - a rigid body, connected to the coupling socket and elongated along an X axis orthogonal to the Z axis; - a rotation transmission mechanism arranged in the rigid body and connecting the input shaft of the socket. Z axis coupling to an output shaft of the Z1 axis machining head parallel to the Z axis, the output shaft of the machining head being configured to support at its free end a cutting tool . Figure for the abstract: Fig. 4
Description
La présente invention concerne le domaine de l’usinage, en particulier de l’usinage de pièces dont la géométrie contraint fortement l’accès aux parties à usiner. Elle concerne plus particulièrement une tête mécanique dédiée à la mise en œuvre d’un tel usinage.The present invention relates to the field of machining, in particular the machining of parts whose geometry strongly restricts access to the parts to be machined. It relates more particularly to a mechanical head dedicated to the implementation of such machining.
La tête d’usinage selon l’invention est destinée à s’interfacer avec toute machine existante et donc à être montée sur une broche ou une électro-broche en bout de bras de robot, sur une machine-outil à commande numérique ou sur une unité portative de perçage qui peut être déplacée et utilisée manuellement par un opérateur.The machining head according to the invention is intended to interface with any existing machine and therefore to be mounted on a spindle or an electro-spindle at the end of a robot arm, on a numerically controlled machine tool or on a portable drilling unit which can be moved and used manually by an operator.
L’invention vise notamment à améliorer les opérations de perçage de pièces dont les parties à percer sont difficiles d’accès. En effet, les solutions existantes ne donnent pas entière satisfaction, notamment en termes d’état de surface, de géométrie des trous usinés et de respect des tolérances.The invention aims in particular to improve the operations of drilling parts whose parts to be drilled are difficult to access. Indeed, the existing solutions are not entirely satisfactory, particularly in terms of surface condition, geometry of the machined holes and compliance with tolerances.
Les applications industrielles concernées par l’invention sont nombreuses. Parmi celles-ci, dans le domaine automobile, la tête selon l’invention peut servir à usiner un étrier de freins monobloc, dont la partie intérieure est difficile d’accès.The industrial applications concerned by the invention are numerous. Among these, in the automotive field, the head according to the invention can be used to machine a one-piece brake caliper, the inner part of which is difficult to access.
Bien que l’invention soit décrite en référence à cette application, elle peut être mise en œuvre dans tout domaine où un usinage d’au moins une partie d’une pièce d’accès difficile est nécessaire.Although the invention is described with reference to this application, it can be implemented in any field where machining of at least part of a difficult-to-access part is necessary.
Un dispositif de freinage de véhicule automobile comporte classiquement un étrier de frein, dont le rôle est de permettre aux plaquettes de freinage de faire pression sur le disque de frein. Ce sont donc des pièces essentielles qui assurent la solidité et la rigidité du dispositif de freinage.A motor vehicle braking device conventionally comprises a brake caliper, the role of which is to allow the brake pads to put pressure on the brake disc. They are therefore essential parts that ensure the solidity and rigidity of the braking device.
Comme visible en figure 1, le dispositif de freinage 1 comprend un étrier 2 qui est installé en périphérie d’un disque de freinage 6. Des canaux intérieurs 3 à l’étrier permettent la circulation du liquide de freinage. Les pistons 4, agencés de part et d’autre du disque 6, contrôlent la position des plaquettes 5. Lorsque ces dernières sont plaquées contre le disque 6, les frottements engendrés freinent la rotation du disque de freinage.As visible in Figure 1, the braking device 1 comprises a caliper 2 which is installed on the periphery of a braking disc 6. Internal channels 3 in the caliper allow the circulation of the brake fluid. The pistons 4, arranged on either side of the disc 6, control the position of the pads 5. When the latter are pressed against the disc 6, the friction generated slows the rotation of the braking disc.
Les dispositifs de freinage haut de gamme conçus pour permettre un freinage fort comportent généralement des étriers de frein de géométries complexes.High-end braking devices designed to allow strong braking generally include brake calipers with complex geometries.
Un exemple d’un tel étrier de frein 2 est illustré en figure 2.An example of such a brake caliper 2 is shown in Figure 2.
De manière classique, ces étriers sont réalisés en deux parties 2a, 2b assemblées par des vis 7.Conventionally, these stirrups are made in two parts 2a, 2b assembled by screws 7.
Or, dans le but d’améliorer la rigidité et la résistance des étriers et de diminuer leur masse, il est envisagé de réaliser les étriers de frein sous une forme monobloc.However, in order to improve the rigidity and the resistance of the calipers and to reduce their mass, it is envisaged to produce the brake calipers in a monobloc form.
Alors que toutes les faces d’un étrier réalisé en deux parties sont aisément accessibles avant que les deux parties ne soient assemblées, les contraintes géométriques d’un étrier de frein monobloc sont telles que l’intérieur de l’étrier est difficile d’accès pour un outil d’usinage.While all the faces of a caliper made in two parts are easily accessible before the two parts are assembled, the geometric constraints of a one-piece brake caliper are such that the inside of the caliper is difficult to access. for a machining tool.
Il est connu d’utiliser des solutions de renvoi d’angle pour usiner des trous excentrés. Comme illustré en figure 3, un renvoi d’angle 8 est un mécanisme qui permet de changer l’axe de rotation entre deux éléments d’une même machine.It is known to use bevel gear solutions to machine eccentric holes. As illustrated in figure 3, a bevel gear 8 is a mechanism which makes it possible to change the axis of rotation between two elements of the same machine.
Un renvoi d’angle comporte essentiellement deux arbres 9 d’orientations différentes, en général orthogonaux entre eux. Les axes des arbres peuvent être ou non concourants.A bevel transmission essentially comprises two shafts 9 of different orientations, generally orthogonal to each other. The axes of the shafts may or may not be concurrent.
Un ces arbres 9 comprend une denture 10 qui engrène avec une denture 10 de l’autre arbre. Différentes configurations de denture sont possibles : elles peuvent notamment être droites, hélicoïdales, hypoïdes, ou encore de type vis sans fin.One of these shafts 9 comprises a toothing 10 which meshes with a toothing 10 of the other shaft. Different configurations of teeth are possible: they can in particular be straight, helical, hypoid, or even of the endless screw type.
Ainsi, un renvoi d’angle permet par exemple de passer d’un système de rotation longitudinal à un système de rotation transversal, et ce sur une même machine.Thus, a bevel gear makes it possible, for example, to switch from a longitudinal rotation system to a transverse rotation system, and this on the same machine.
Ce type de solution est largement utilisé sur les chaînes industrielles de production, par exemple sur les plateformes de levage, les chaînes de manutention ou en complément des outils de fraisage.This type of solution is widely used on industrial production lines, for example on lifting platforms, handling chains or in addition to milling tools.
Cependant, les inventeurs ont analysé que les solutions de renvoi d’angle connues comportent plusieurs inconvénients majeurs.However, the inventors have analyzed that the known angle transmission solutions have several major drawbacks.
D’une part, la précision géométrique des trous obtenus n’est pas satisfaisante : on constate un effet d’«ovalisation », c’est-à-dire que les trous obtenus ont tendance à adopter une section ovale au lieu de la section circulaire recherchée. Cette ovalisation est en partie due au jeu du doigt d’indexage des têtes à renvoie d’angle lors de changements automatiques.On the one hand, the geometric precision of the holes obtained is not satisfactory: an effect of “ovalization” is observed, that is to say that the holes obtained tend to adopt an oval section instead of the section wanted circular. This ovality is partly due to the play of the indexing finger of the angle gear heads during automatic changes.
D’autre part, les outils de perçage souffrent d’une usure rapide : dans l’application principale visée par les inventeurs, il a été constaté que des vibrations liées à une usure accélérée de l’outil de coupe apparaissent après seulement quatre usinages.On the other hand, drilling tools suffer from rapid wear: in the main application targeted by the inventors, it has been observed that vibrations linked to accelerated wear of the cutting tool appear after only four machining operations.
De plus, il a été constaté que la température de l’outil de coupe atteint rapidement 80°C. Enfin, les pièces qui constituent le renvoi d’angle s’usent également rapidement, notamment en raison d’un échauffement important.In addition, it was found that the temperature of the cutting tool quickly reaches 80°C. Finally, the parts that make up the bevel gear also wear out quickly, in particular due to significant overheating.
Les inventeurs pensent que ces inconvénients sont essentiellement causés par des phénomènes vibratoires directement liés à la conception des dispositifs classiques de renvoi d’angle.The inventors believe that these drawbacks are essentially caused by vibratory phenomena directly linked to the design of conventional bevel gear devices.
Or, l’art antérieur ne fournit pas de solutions concrètes pour éliminer ces vibrations, même des travaux d’étude ont été réalisés sur l’identification de ces vibrations ainsi que sur des modélisations mathématiques de configurations simples d’engrenages : voir références [1, 2, 3].However, the prior art does not provide concrete solutions to eliminate these vibrations, even study work has been carried out on the identification of these vibrations as well as on mathematical modeling of simple gear configurations: see references [1 , 2, 3].
Dans une solution classique de renvoi d’angle, l’axe de l’outil de coupe et l’axe de la broche sont orthogonaux et définissent un plan. Les inventeurs pensent que la rotation de ce plan autour de l’axe de la broche est à l’origine de l’ovalisation des trous.In a classic bevel gear solution, the axis of the cutting tool and the axis of the spindle are orthogonal and define a plane. The inventors believe that the rotation of this plane around the spindle axis is the cause of the ovalization of the holes.
Cette déviation du plan peut être en lien avec les vibrations. Elle peut également être liée à un mauvais repositionnement de la tête après un changement automatique, ce qui entraîne un écart de positionnement de l’outil par rapport à sa position attendue, c’est-à-dire en position perpendiculaire à la surface du trou.This deviation from the plane may be related to vibrations. It can also be linked to poor repositioning of the head after an automatic change, which leads to a deviation in the positioning of the tool from its expected position, i.e. in a position perpendicular to the surface of the hole. .
Il existe donc un besoin pour améliorer les procédés d’usinage existants, en vue de réaliser des usinages dans des pièces monoblocs à accès difficile, notamment afin de pallier les inconvénients des mécanismes de renvoi d’angle connus.There is therefore a need to improve the existing machining processes, with a view to performing machining in one-piece parts that are difficult to access, in particular in order to overcome the drawbacks of the known bevel gear mechanisms.
Le but de l’invention est de répondre au moins en partie à ce besoin.The object of the invention is to meet this need at least in part.
Pour ce faire, l’invention concerne une tête d’usinage comprenant :To do this, the invention relates to a machining head comprising:
- une prise d’accouplement configurée pour être accouplée à une broche ou à une électro-broche portée par une machine-outil, un bras de robot ou une unité de perçage portative, la prise d’accouplement comportant un arbre d’entrée d’axe de rotation Z configuré pour être accouplé à un axe de sortie de la broche ou de l’électro-broche ;- a coupling socket configured to be coupled to a spindle or an electro-spindle carried by a machine tool, a robot arm or a portable drilling unit, the coupling socket comprising an input shaft of rotation axis Z configured to be coupled to an output axis of the spindle or of the electro-spindle;
- un corps rigide relié à la prise d’accouplement et allongé selon un axe X orthogonal à l’axe Z ;- a rigid body connected to the coupling plug and elongated along an X axis orthogonal to the Z axis;
- un mécanisme de transmission de rotation agencé dans le corps rigide et reliant l’arbre d’entrée de la prise d’accouplement d’axe Z à un arbre de sortie de la tête d’usinage d’axe Z1 parallèle à l’axe Z, l’arbre de sortie de la tête d’usinage étant configuré pour supporter à son extrémité libre un outil de coupe destiné à être entraîné en rotation par la broche ou l’électro-broche.- a rotation transmission mechanism arranged in the rigid body and connecting the input shaft of the Z axis coupling socket to an output shaft of the Z1 axis machining head parallel to the axis Z, the output shaft of the machining head being configured to support at its free end a cutting tool intended to be driven in rotation by the spindle or the electro-spindle.
Ainsi, l’invention consiste essentiellement à proposer une tête d’usinage avec un alignement entre l’axe de la broche à laquelle elle est accouplée et l’axe de l’outil de coupe qu’elle supporte, avec les axes distincts et parallèles.Thus, the invention essentially consists in proposing a machining head with an alignment between the axis of the spindle to which it is coupled and the axis of the cutting tool that it supports, with the axes distinct and parallel .
Autrement dit, grâce à l’invention, l’axe de l’outil de coupe est décalé par rapport à l’axe de la broche tout en étant parallèle à celui-ci.In other words, thanks to the invention, the axis of the cutting tool is offset with respect to the axis of the spindle while being parallel to it.
On évite ainsi les inconvénients liés à une configuration orthogonale des axes de la broche et de l’outil de coupe.This avoids the disadvantages associated with an orthogonal configuration of the axes of the spindle and the cutting tool.
En particulier, avec une tête d’usinage selon l’invention, le diamètre du trou usiné ne risque pas d’être ovalisé. Les axes de la broche et de l’outil de coupe étant parallèles, on évite toute rotation du plan formé par les axes orthogonaux de la broche et de l’outil de coupe autour de l’axe de la broche, qui est à l’origine de l’ovalisation des trous.In particular, with a machining head according to the invention, the diameter of the machined hole does not risk becoming oval. The axes of the spindle and of the cutting tool being parallel, any rotation of the plane formed by the orthogonal axes of the spindle and of the cutting tool around the axis of the spindle, which is at the origin of the ovalization of the holes.
De plus, toute incertitude sur le positionnement de la broche après un changement d’outil n’aura d’influence que sur la position de l’alésage sur la pièce à usiner, et non sur l’orientation de l’outil de coupe par rapport à la pièce à usiner et donc sur la qualité de l’usinage du trou.Furthermore, any uncertainty in spindle positioning after a tool change will only influence the position of the bore on the workpiece, not the orientation of the cutting tool by relation to the part to be machined and therefore on the quality of the machining of the hole.
De manière avantageuse, la tête d’usinage selon l’invention permet d’effectuer des usinages dans des configurations qui, avec les dispositifs connus, sont particulièrement difficiles d’accès, et ce sans compromettre la qualité de l’usinage.Advantageously, the machining head according to the invention makes it possible to perform machining in configurations which, with the known devices, are particularly difficult to access, and this without compromising the quality of the machining.
Cela ouvre de nouvelles possibilités aux concepteurs de pièces à usiner, dont la géométrie est souvent limitée par les contraintes d’usinage.This opens up new possibilities for designers of workpieces, whose geometry is often limited by machining constraints.
La conception de la tête d’usinage selon l’invention permet avantageusement d’obtenir une transmission qui soit rigide et compacte, ainsi qu’un alésage de haute précision et une longue durée de vie des outils de coupe.The design of the machining head according to the invention advantageously makes it possible to obtain a transmission which is rigid and compact, as well as a high-precision bore and a long service life of the cutting tools.
La tête d’usinage selon l’invention ne nécessite en outre pas de raccord rotatif pour le refroidissement : le refroidissement peut en effet être extérieur à la tête d’usinage.The machining head according to the invention also does not require a rotary coupling for the cooling: the cooling can in fact be external to the machining head.
Selon un mode de réalisation avantageux, le corps rigide est étanche à l’air. Cela permet de diminuer les pertes d’énergie par ventilation, c’est-à-dire les pertes dues à la mise en mouvement de l’air à proximité des engrenages des renvois d’angle.According to an advantageous embodiment, the rigid body is airtight. This makes it possible to reduce energy losses by ventilation, i.e. losses due to the movement of air near the gears of the bevel gears.
De manière avantageuse, la prise d’accouplement est compatible avec le standard HSK ou autres attachement ISO et BT, qui permet le changement automatique d’outils montés sur une broche ou une électro-broche.Advantageously, the coupling socket is compatible with the HSK standard or other ISO and BT attachments, which allows the automatic change of tools mounted on a spindle or an electro-spindle.
Dans un mode de réalisation particulier, le mécanisme de transmission de rotation comporte un arbre intermédiaire d’axe X agencé dans le corps rigide, un premier renvoi d’angle reliant l’arbre d’entrée de la prise d’accouplement d’axe Z à l’arbre intermédiaire et un deuxième renvoi d’angle reliant l’arbre intermédiaire à l’arbre de sortie de la tête d’usinage.In a particular embodiment, the rotation transmission mechanism comprises an X-axis intermediate shaft arranged in the rigid body, a first angle transmission connecting the input shaft of the Z-axis coupling to the intermediate shaft and a second angle transmission connecting the intermediate shaft to the output shaft of the machining head.
Dans un mode de réalisation alternatif, le mécanisme de transmission de rotation comporte une pluralité d’engrenages d’axes de rotation parallèles à l’axe Z en engrènement successif les uns avec les autres, l’un des engrenages étant agencé sur l’arbre d’entrée de la prise d’accouplement et un autre des engrenages étant agencé sur l’arbre de sortie de la tête d’usinage.In an alternative embodiment, the rotation transmission mechanism comprises a plurality of gears with rotation axes parallel to the Z axis in successive mesh with each other, one of the gears being arranged on the shaft input of the coupling socket and another of the gears being arranged on the output shaft of the machining head.
L’invention a également pour objet, un procédé d’usinage d’une pièce monobloc à accès difficile, comprenant le fonctionnement d’au moins un cycle d’usinage de la tête telle que décrite précédemment.The invention also relates to a method for machining a one-piece part with difficult access, comprising the operation of at least one machining cycle of the head as described above.
Description détailléedetailed description
Dans la description qui va suivre ainsi que dans l’ensemble de la demande, les termes « avant » et « arrière » sont à comprendre en référence à l’agencement de la tête d’usinage par rapport à un bras de robot, une unité de perçage portative ou une machine-outil sur lequel la tête d’usinage selon l’invention est montée, et donc par rapport à la pièce à percer.In the following description as well as throughout the application, the terms "front" and "rear" are to be understood with reference to the arrangement of the machining head relative to a robot arm, a unit portable drill or a machine tool on which the machining head according to the invention is mounted, and therefore relative to the part to be drilled.
Ainsi, l’extrémité avant de la tête selon l’invention est l’extrémité la plus proche de l’outil de coupe et donc de la pièce à percer tandis que l’extrémité arrière est plus proche du bras de robot, de la machine-outil ou de l’unité de perçage portative.Thus, the front end of the head according to the invention is the end closest to the cutting tool and therefore to the part to be drilled, while the rear end is closer to the robot arm, the machine -tool or portable drilling unit.
Les termes « avance » et « recul » sont donc à considérer par rapport aux termes avant et arrière précités.The terms “advance” and “retreat” are therefore to be considered in relation to the aforementioned front and rear terms.
Les figures 1 à 3 ont déjà été décrites en préambule et ne seront donc pas commentées ci-après.Figures 1 to 3 have already been described in the preamble and will therefore not be commented on below.
On a illustré en figure 4 une tête d’usinage 20 selon l’invention. La tête 20 est montée sur une broche 30. La broche 30 peut notamment être une broche de machine à commande numérique, mais elle peut aussi être agencée sur une unité de perçage portative ou sur un bras de robot. Un outil de coupe 40 est monté sur la face avant de la tête 20.There is illustrated in Figure 4 a machining head 20 according to the invention. The head 20 is mounted on a spindle 30. The spindle 30 can in particular be a CNC machine spindle, but it can also be arranged on a portable drilling unit or on a robot arm. A cutting tool 40 is mounted on the front face of the head 20.
A titre d’exemple, la tête d’usinage est configurée de manière à ce que l’outil de coupe puisse être mis en rotation à une vitesse allant jusqu’à 5000 tours par minute.For example, the machining head is configured so that the cutting tool can be rotated at a speed of up to 5000 revolutions per minute.
La tête d’usinage comprend sur sa face arrière une prise d’accouplement 21 configurée pour accoupler la tête à une broche ou à une électro-broche, et un corps rigide 24 et allongé dans une direction d’axe X orthogonal à l’axe de rotation Z de la broche ou de l’électro-broche.The machining head comprises on its rear face a coupling socket 21 configured to couple the head to a spindle or to an electro-spindle, and a rigid body 24 and elongated in an axis direction X orthogonal to the axis of rotation Z of the spindle or of the electro-spindle.
La prise 21 comporte un arbre d’entrée 26 configuré pour être relié à l’arbre de sortie de la broche ou de l’électro-broche.Socket 21 has an input shaft 26 configured to be connected to the spindle or electro-spindle output shaft.
Le corps rigide 24 est creux et loge un mécanisme de transmission de rotation 25. Ce mécanisme peut par exemple comporter deux mécanismes de renvoi d’angle 22, 23 et un arbre intermédiaire 29.The rigid body 24 is hollow and houses a rotation transmission mechanism 25. This mechanism may for example comprise two angle transmission mechanisms 22, 23 and an intermediate shaft 29.
Dans ce cas, le renvoi d’angle 22 relie l’arbre d’entrée 26 à une extrémité d’un arbre intermédiaire 29 qui s’étend dans la direction X.In this case, the bevel gear 22 connects the input shaft 26 to one end of an intermediate shaft 29 which extends in the X direction.
A l’autre extrémité de l’arbre 29 se trouve le renvoi d’angle 23, qui relie l’arbre intermédiaire 29 à un arbre de sortie 27 d’axe Z1, parallèle à l’axe Z.At the other end of the shaft 29 is the bevel gear 23, which connects the intermediate shaft 29 to an output shaft 27 of axis Z1, parallel to the axis Z.
L’arbre de sortie 27 est configuré pour supporter l’outil de coupe 40.The output shaft 27 is configured to support the cutting tool 40.
La tête 20 permet ainsi à un outil de coupe 40 d’accéder à des endroits difficiles d’accès, grâce au décalage entre les axes Z et Z1.The head 20 thus allows a cutting tool 40 to access places that are difficult to access, thanks to the offset between the axes Z and Z1.
Les solutions connues qui résolvent cette problématique mettent en œuvre des dispositifs de renvoi d’angle dans lesquels l’axe de la broche Z et l’axe de l’outil de coupe Z1 sont orthogonaux.The known solutions which solve this problem implement angle transmission devices in which the axis of the spindle Z and the axis of the cutting tool Z1 are orthogonal.
Or, grâce à l’invention, les axes Z et Z1 sont parallèles. On évite ainsi les vibrations dues à la rotation du plan formé par les axes orthogonaux de l’outil de coupe et de la broche autour de l’axe de la broche, qui est à l’origine d’une perte de qualité de l’usinage caractérisée par une ovalisation des trous obtenus.However, thanks to the invention, the axes Z and Z1 are parallel. This avoids vibrations due to the rotation of the plane formed by the orthogonal axes of the cutting tool and the spindle around the axis of the spindle, which is the cause of a loss of quality of the machining characterized by an ovalization of the holes obtained.
De manière avantageuse, la conception de la tête 20 autorise une transmission rigide et compacte.Advantageously, the design of the head 20 allows a rigid and compact transmission.
La figure 5 illustre une tête 20 selon l’invention, montée sur une broche 30 et comportant un outil de coupe 40.Figure 5 illustrates a head 20 according to the invention, mounted on a spindle 30 and comprising a cutting tool 40.
La figure 6 est une vue en coupe d’une tête d’usinage 20 selon l’invention, dans laquelle le mécanisme de transmission de rotation 25 est constitué par six engrenages 28 en engrènement successif. L’un des engrenages est agencé sur l’arbre d’entrée d’axe Z, un autre des engrenages est agencé sur l’arbre de sortie d’axe Z1 : la mise en série des engrenages 28 permet de transmettre la rotation de l’arbre d’entrée à l’arbre de sortie.Figure 6 is a sectional view of a machining head 20 according to the invention, in which the rotation transmission mechanism 25 consists of six gears 28 in successive mesh. One of the gears is arranged on the Z axis input shaft, another of the gears is arranged on the Z1 axis output shaft: the series connection of the gears 28 makes it possible to transmit the rotation of the input shaft to the output shaft.
On note que, par opposition à un dispositif selon l’état de l’art dans lequel l’axe de la broche et l’axe de l’outil de coupe sont orthogonaux, c’est une avance parallèle à l’axe de la broche qui pousse l’outil de coupe dans la direction de coupe. En effet, dans un dispositif selon l’état de l’art, c’est une avance perpendiculaire à l’axe de la broche qui réalise cette fonction. Cela est illustré de manière schématique par les figures 7 et 8, qui représentent la direction d’avance de la broche par rapport à l’axe de la broche respectivement dans un dispositif selon l’état de l’art et selon l’invention.It is noted that, as opposed to a device according to the state of the art in which the axis of the spindle and the axis of the cutting tool are orthogonal, it is a feed parallel to the axis of the pin that pushes the cutting tool in the cutting direction. Indeed, in a device according to the state of the art, it is a feed perpendicular to the axis of the spindle which performs this function. This is illustrated schematically by Figures 7 and 8, which represent the direction of advance of the spindle with respect to the axis of the spindle respectively in a device according to the state of the art and according to the invention.
D’autres variantes et améliorations peuvent être prévues sans pour autant sortir du cadre de l’invention.Other variants and improvements may be provided without departing from the scope of the invention.
[1] Mohamed Nizar Bettaieb, «Modélisation du comportement mécanique d'engrenages : couplages entre engrènements et éléments de structures flexibles», mémoire de thèse, 2006[1] Mohamed Nizar Bettaieb, “ Modeling of the mechanical behavior of gears: couplings between gears and elements of flexible structures ”, thesis dissertation, 2006
[2] Emmanuel Rigaud, Jean Sabot, Joël Perret-Liaudet. «Approche globale pour l’analyse de la réponse vibratoire d’une transmission par engrenages», 2000, Hermes Science Publications, pp.315-330, 2000[2] Emmanuel Rigaud, Jean Sabot, Joel Perret-Liaudet. " Global approach for the analysis of the vibration response of a gear transmission ", 2000, Hermes Science Publications, pp.315-330, 2000
[3] Mohamed El Badaoui, «Contribution au diagnostic vibratoire des réducteurs complexes à engrenages par l'analyse spectrale», mémoire de thèse, 1999[3] Mohamed El Badaoui, “ Contribution to the vibration diagnosis of complex gear reducers by spectral analysis ”, thesis dissertation, 1999
Claims (6)
- une prise d’accouplement (21), configurée pour être accouplée à une broche ou à une électro-broche (30) portée par une machine-outil, un bras de robot ou une unité de perçage portative, la prise d’accouplement comportant un arbre d’entrée (26) d’axe de rotation Z, configuré pour être accouplé à un axe de sortie de la broche ou de l’électro-broche ;
- un corps (24) rigide, relié à la prise d’accouplement et allongé selon un axe X orthogonal à l’axe Z ;
- un mécanisme de transmission de rotation (25) agencé dans le corps rigide et reliant l’arbre d’entrée (26) de la prise d’accouplement d’axe Z à un arbre de sortie (27) de la tête d’usinage d’axe Z1 parallèle à l’axe Z, l’arbre de sortie de la tête d’usinage étant configuré pour supporter à son extrémité libre un outil de coupe (40) destiné à être entraîné en rotation par la broche ou l’électro-broche.
- a coupling socket (21), configured to be coupled to a spindle or an electro-spindle (30) carried by a machine tool, a robot arm or a portable drilling unit, the coupling socket comprising a input shaft (26) with axis of rotation Z, configured to be coupled to an output shaft of the spindle or of the electro-spindle;
- a rigid body (24), connected to the coupling socket and elongated along an X axis orthogonal to the Z axis;
- a rotation transmission mechanism (25) arranged in the rigid body and connecting the input shaft (26) of the Z axis coupling to an output shaft (27) of the machining head d Z1 axis parallel to the Z axis, the output shaft of the machining head being configured to support at its free end a cutting tool (40) intended to be driven in rotation by the spindle or the electro- pin.
Method of machining a one-piece part with difficult access, comprising the operation of at least one machining cycle of the head according to one of the preceding claims.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4160042A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-05 | Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (UK) Limited | A machine tool head |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2777340A (en) * | 1955-09-28 | 1957-01-15 | Leonard J Hettwer | Offset drilling attachment |
| DE1923272A1 (en) * | 1968-05-23 | 1969-12-11 | Francisco Escobedo | Multipurpose milling head |
| US3518901A (en) * | 1968-07-22 | 1970-07-07 | Howald C Wright | Portable heavy duty offset drilling attachment |
| EP0180915A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-05-14 | Hans Dr. Wiederkehr | Cutter head and milling machine for milling channels or other grooves |
| JPH0711209U (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-21 | 達孝 内島 | Machining hole back side cutting tool |
-
2019
- 2019-06-07 FR FR1906103A patent/FR3096913B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2777340A (en) * | 1955-09-28 | 1957-01-15 | Leonard J Hettwer | Offset drilling attachment |
| DE1923272A1 (en) * | 1968-05-23 | 1969-12-11 | Francisco Escobedo | Multipurpose milling head |
| US3518901A (en) * | 1968-07-22 | 1970-07-07 | Howald C Wright | Portable heavy duty offset drilling attachment |
| EP0180915A1 (en) * | 1984-11-07 | 1986-05-14 | Hans Dr. Wiederkehr | Cutter head and milling machine for milling channels or other grooves |
| JPH0711209U (en) * | 1993-08-02 | 1995-02-21 | 達孝 内島 | Machining hole back side cutting tool |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| EMMANUEL RIGAUDJEAN SABOTJOËL PERRET-LIAUDET: "Approche globale pour l'analyse de la réponse vibratoire d'une transmission par engrenages", 2000, HERMES SCIENCE PUBLICATIONS, pages: 315 - 330 |
| MOHAMED EL BADAOUI: "Contribution au diagnostic vibratoire des réducteurs complexes à engrenages par l'analyse spectrale", MÉMOIRE DE THÈSE, 1999 |
| MOHAMED NIZAR BETTAIEB: "Modélisation du comportement mécanique d'engrenages : couplages entre engrènements et éléments de structures flexibles", MÉMOIRE DE THÈSE, 2006 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4160042A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-05 | Meritor Heavy Vehicle Braking Systems (UK) Limited | A machine tool head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3096913B1 (en) | 2021-07-02 |
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