[0001] L'usinage de certains outils cylindriques en matériaux durs, comme des forets de
petit diamètre, plus ou moins longs, doit souvent répondre à des exigences de précision
extrêmement grandes. Or, c'est un domaine de la technique qui évolue vers une diminution
des nombres de pièces des séries ce qui pose le problème d'une réduction des temps
non productifs causés par l'adaptation des outillages aux changements de série. Cette
adaptation doit évidemment être réalisée en garantissant l'extrême qualité du positionnement
et du guidage des pièces usinées, à chaque modification du dispositif de guidage.
[0002] Dans les machines usuelles, le dispositif de guidage comporte généralement une partie
fixe avec deux flancs plans en forme de vé, dans laquelle la pièce à usiner est engagée
et guidée, et une partie mobile, le doigt d'appui qui presse la pièce dans le vé en
garantissant une rotation dont la qualité ne dépend plus alors que de la circularité
de la pièce à usiner elle-même. Lors d'un changement de série, le vé de positionnement
doit être changé puisque le diamètre d'outil de la série nouvelle diffère de celui
de la série précédente, et sa hauteur de positionnement doit être ajustée avec grande
précision pour assurer une position parfaite de l'axe de rotation. Ce travail de réglage
de la position du vé, selon trois degrés de liberté au minimum, est consommateur de
temps et diminue ainsi la productivité de la machine toute entière. Finalement, il
réduit la versatilité du système de production en ne le rendant attractif que pour
de très longues séries.
[0003] La présente invention a pour but de remédier à ce défaut en créant un dispositif
de guidage qui assure le maintien des pièces dans la machine d'usinage, avec une précision
maximale pour tous les diamètres des pièces, et supprime les réglages fastidieux lors
des changements de série de façon à minimiser les temps improductifs. Par conséquent,
le dispositif objet de l'invention permet notamment de gérer dans des conditions concurrentielles
le traitement de séries plus courtes que jusqu'à maintenant.
[0004] Le dispositif selon l'invention est défini par les revendications annexées.
[0005] On décrit ci-après une forme d'exécution du dispositif selon l'invention, donnée
à simple titre d'exemple et illustrée par les dessins annexés, dont :
- la fig. 1 est une vue en perspective d'un ensemble d'appui avec son embase, faisant
partie du dispositif de guidage,
- la fig. 2 est une vue en élévation de face du même ensemble,
- la fig. 3 est une vue en coupe verticale selon A-A de l'ensemble représenté à la fig.
2, et
- la fig. 4 est une vue en perspective d'un organe intermédiaire faisant partie de l'ensemble
de la fig. 1.
[0006] Le dispositif de guidage représenté au dessin fait partie d'une machine d'usinage
de pièces cylindriques telles que des forets en matériau dur dont le profil doit être
meulé ou rectifié avec une extrême précision. Il comporte un ensemble d'appui (fig.
1 et 2) monté sur une base machine 1. L'ensemble d'appui des fig. 1 et 2 est agencé
pour maintenir selon un axe rigidement déterminé des pièces à usiner 2, soit des outils
de forage comme dit plus haut. Il comporte une embase 3 fixée sur la base machine
1 par un lardon de serrage 4 et une vis de blocage 5. Pour cela, la base 1 présente
deux surfaces planes 12 et 13 (fig. 2), rigoureusement planes et perpendiculaires,
sur lesquelles viennent s'appliquer deux faces planes correspondantes usinées à la
partie inférieure de l'embase 3. L'embase 3 présente encore, à sa partie antérieure
et supérieure un logement usiné avec deux flancs plans obliques et symétriques 8 (fig.
2) et un fond vertical également plan 9. Ces surfaces forment un logement de vé fermé
à l'arrière, dans lequel est immobilisé un organe intermédiaire 11 qui sera décrit
plus loin. Les surfaces 8 seront usinées avec grande précision par rapport aux faces
12 et 13 de positionnement de l'embase 3 sur la machine. Elles constituent la référence
de positionnement de l'outil 2 à usiner sur la machine. Quant à la face 9, elle sert
de référence d'appui dans le sens axial pour l'organe intermédiaire 11 et doit donc
être plane et parfaitement perpendiculaire à l'axe défini par le vé 8.
[0007] Comme on le voit encore aux fig. 1 à 3, la pièce 2 est maintenue en appui par rapport
au vé 8 et 9 par un doigt 14 fixé, par l'intermédiaire d'un élément 14', à un étrier
15 pivotant autour d'un axe 16 par rapport à l'embase 3. L'utilisation d'un doigt
d'appui 14 fixé sur un étrier 15 perpendiculairement à la pièce à usiner est connue
en soi dans des machines conventionnelles. On sait que de tels étiers sont souvent
à commande hydraulique ou pneumatique par un piston 6 logé dans une chambre ménagée
dans l'embase et alimentée par des raccords tels que 17, de manière à presser le doigt
14 contre la pièce 2 à l'encontre d'un ressort 18 de dégagement.
[0008] Pour éliminer les manoeuvres d'ajustage et de réglage au moment d'un changement de
série de pièces à usiner on associe à l'ensemble d'appui des fig. 1 et 2 un jeu d'organes
intermédiaires 11 (figs 1, 2 et 4) interchangeables, correspondant chacun à un diamètre
de pièce à usiner particulier. Ainsi, pour adapter l'ensemble d'appui à une série
de pièces à usiner d'un diamètre donné, un organe 11 correspondant à ce diamètre est
monté entre le doigt d'appui 14 et les faces 8 et 9 du vé. Il est maintenu par une
plaquette de positionnement 19 fixée à l'embase par une vis 20 et deux goupilles 21.
[0009] L'organe intermédiaire 11, en un matériau de haute résistance, a la forme d'un secteur
de couronne cylindrique avec un évidement 22 en arc de cylindre concave qui détermine
l'axe correspondant au diamètre de la pièce à usiner pour laquelle l'organe est conçu
(fig. 4). Pour réaliser le meilleur guidage possible, la surface 22 est dégagée et
seules quatre facettes cylindriques concaves 23 sont maintenues dans des positions
symétriques rigoureusement contenues dans une même surface cylindrique. L'organe 11
comporte en outre une bride radiale 24 limitée par une portion de surface cylindrique
convexe 25 destinée à s'appuyer contre les faces 8 du vé. La pièce 11 étant un secteur
de couronne, sa réalisation peut être faite avec la plus grande précision par des
opérations de rectification cylindrique intérieure et extérieure. C'est le diamètre
de la pièce à usiner 2 qui détermine le diamètre de la surface 23, donc le choix de
l'organe intermédiaire 11, et par conséquent la position de l'axe commun des surfaces
23 et 25 dans le vé 8, cette position étant invariable.
[0010] On voit à la fig. 1 que la plaquette 19 est pressée par la vis 20 contre la face
antérieure de la bride 24, laquelle est par conséquent pressée contre la face 9 du
logement formant le vé 8.
[0011] Un changement de série implique le changement de la pièce 11 tenue par la plaquette
19. La vis 20 assure le blocage de l'ensemble et les goupilles 21 servent en plus
à reprendre le couple de frottement en rotation lors du serrage de la vis 20, lequel
aurait, sinon la tendance à faire tourner la pièce 11.
[0012] L'ensemble d'appui décrit ci-dessus maintient donc les pièces à usiner dans une position
telle que l'axe de la pièce est rigoureusement déterminé par rapport à l'embase, et
donc par rapport à la base machine 1. Pour que l'usinage des pièces puisse être réalisé
avec la précision voulue, il faut encore que l'entraînement de la pièce se fasse de
telle manière que cette dernière tourne effectivement autour de l'axe défini par l'ensemble
d'appui. La machine d'usinage sera pourvue d'une poupée ayant une broche dans laquelle
la pièce à usiner sera fixée et par laquelle elle sera entraînée. Le cas échéant,
cette poupée pourra être d'un type à broche flottante.
[0013] L'homme du métier comprendra aisément que le vé 8 de l'ensemble d'appui du dispositif
de guidage de la présente invention, comportant deux flancs plans obliques et symétriques,
peut bien entendu être constitué ou remplacé par une paire de surfaces courbes, concaves
ou convexes, et par exemple par deux goupilles. Par conséquent, dans le cadre de la
présente invention, le terme "vé" désigne toute paire de surfaces agencées pour servir
d'appui selon deux génératrices rectilignes à une pièce cylindrique, que lesdites
surfaces soient planes ou courbes.
1. Dispositif de guidage de précision dans une machine d'usinage de pièces cylindriques,
caractérisé en ce qu'il comporte un ensemble d'appui (8, 9, 11, 14, 15, 17) définissant un axe fixe pour
lesdites pièces (2), et comprenant un vé (8) solidaire d'une embase (3), un jeu d'organes
intermédiaires interchangeables (11) adaptés au vé et correspondant chacun à un diamètre
déterminé d'une série desdites pièces cylindriques et un doigt d'appui (14), pressant
la pièce à usiner contre l'organe intermédiaire dans le vé.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour permettre des changements de séries instantanés, chaque organe intermédiaire
interchangeable (11) a la forme d'un secteur de couronne ajusté au diamètre des pièces
d'une série des pièces à usiner et agencé extérieurement pour être monté dans le vé
(8), entre ce dernier et la pièce cylindrique (2) à usiner.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun desdits organes intermédiaires présente, dans une surface concave cylindrique
qui correspond au diamètre de la pièce, des facettes d'appui (23) ajustées avec précision
pour recevoir les pièces (2) de la série auquel cet organe est destiné, et une portion
de surface cylindrique convexe (25) exactement coaxiale auxdites facettes d'appui
concaves (23) et destinée à être appuyée contre les flancs (8) du vé.
4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que dans chaque organe intermédiaire (11), ladite portion de surface cylindrique convexe
(25) est une face extérieure formant la tranche d'une bride radiale (24) de l'organe
intermédiaire et en ce que ce dernier est fixé à l'embase dans le vé par une plaquette (19) munie d'un trou
pour une vis de fixation (20) à l'embase et de deux trous pour des goupilles de positionnement
(21) de la plaquette, ces goupilles étant engagées dans l'embase en dehors du vé.
5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le doigt d'appui (14) est fixé sur un étrier (15) pivotant sur l'embase, autour d'un
axe (16) exactement perpendiculaire à celui défini par les plans internes (8) du vé,
et est pressé contre la pièce (2) à usiner.