Machine permettant l'usinage simultané de pièces semblables occupant pour cela plusieurs stations. La présente invention a pour objet une machine permettant l'usinage simultané de pièces semblables occupant pour cela plusieurs stations.
Une telle machine permet d'effectuer suc cessivement divers usinages intéressant une même pièce, par exemple un perçage, un ta raudage, un fraisage, etc. de celle-ci, ces opé rations s'effectuant simultanément sur de telles pièces occupant pour cela chacune une station différente.
Selon la présente invention, ladite machine possède une tourelle porte-broches, à l'arrêt de laquelle chaque broche se trouve en re gard d'au moins un outil destiné à travailler la pièce que sa pince maintient, à l'exception d'une broche qu'un verrou saisit et par la quelle il immobilise la tourelle durant les opé rations d'usinage, cette broche, ainsi que celle de la station la précédant étant soumises à l'influence d'un mécanisme commun fermant la pince de la première et ouvrant celle de la seconde lorsque cette dernière quitte la der nière station de travail pour venir occuper la station de verrouillage et les divers outils, tous interchangeables, possédant chacun au moins un entraînement constitué par un mo teur individuel, tandis qu'ils sont comman dés hydrauliquement quant à leur avance,
à partir d'un poste de commande hydraulique central lié desmodromiquement à la com mande du verrou, au mécanisme ouvrant et fermant les pinces des broches et au disposi tif assurant la rotation de la tourelle entre les opérations d'usinage.
Le dessin annexé montre une forme d'exé cution de l'objet de l'invention, donnée à titre d'exemple, et quelques détails se rappor tant à des outils de la machine représentée.
La fig. 1 est une vue d'ensemble montrant en plan la tourelle avec cinq broches, le ver rou immobilisant l'une d'elles, la disposition des outils, un arbre à cames commandant l'en semble ainsi que la commande hydraulique centrale de tous les outils.
La fig. 2 est une vue de côté, partielle ment en coupe, de la tourelle porte-broches et de ses moyens d'entraînement et d'immobi lisation.
La fig. 3 est une vue partielle du verrou d'immobilisation de la broche n'occupant pas une position de travail.
La fig. 4 est une vue de détail de l'entraî nement de la tourelle porte-broches.
La fig. 5 est une vue en plan partielle, coupée, de la tourelle, de deux broches et des moyens produisant l'ouverture et la ferme ture de leurs pinces, ainsi que l'éjection des pièces usinées.
La fig. 6 est une vue schématisée montrant la fixation des outils à la machine et leur en traînement individuel.
La fig. 7 est une vue en plan d'un outil à tailler des filets, dit appareil à tarauder. La fig. 8 montre un détail de cet appareil. La fig. 9 est une vue en coupe se rappor tant à la commande hydraulique des outils. La fig. 10 est une vue en plan d'une cu lasse de chargement.
La fi,-. 11 en montre une coupe verticale par XI-XI de la fig. 10.
La fig. 12 en montre une coupe verticale partielle par XII-XII de la fig. 10.
La fig. 13 est enfin une coupe horizon tale partielle par XIII-XIII de la fig. 11. La machine représentée en plan à la fig. 1 se compose d'une table 1, au centre de la quelle peut tourner une tourelle 2 portant cinq broches 3 disposées selon un pentagone régulier et en face de quatre desquelles se trouvent des outils 4 très sommairement re présentés. L'un d'eux porte une mèche 5, au moyen de laquelle il peut percer la pièce que lui présente la broche arrêtée en face de lui, c'est-à-dire à la station numérotée II. Les outils situés en regard des stations III, IV, V pourraient semblablement porter des tarauds, filières, fraises et d'une manière générale tous les éléments nécessaires à accomplir l'usi nage auquel toute pièce introduite dans la machine doit être soumise en quatre opéra tions.
Entre la station V et la station I se si tuera l'éjection de cette pièce, et la station I sera celle de chargement, le sens de rotation de la tourelle correspondant à celui indiqué par une flèche.
Un usinage correct des pièces ainsi trans portées de station en station exigeant dans chaque cas une immobilisation de la tourelle dans une position très exactement déterminée, cette précision est assurée en saisissant à cha que arrêt l'extrémité de la broche occupant la station de chargement I au moyen d'un ver rou en forme de fourche dont les branches apparaissent ici en 6 des deux côtés de cette pince.
L'avance des outils eux-mêmes, dont on i erra plus loin que chacun possède au moins un entraînement individuel, est commandée hydrauliquement à partir d'un poste de com mande central 7, en l'occurrence un distribu- teur hydraulique, destiné à opérer les distri butions nécessaires.
Un arbre à cames 8, placé sous la table 1, commande et synchronise toutes les opéra tions. Il est entraîné par le moteur principal non représenté de la machine, actionnant la poulie 9 et le jeu de vis sans fin 10. Son en traînement se fera de préférence par l'inter médiaire d'une goupille de cisaillement.
Une came 11 provoque l'entraînement de la tourelle, afin de lui faire exécuter successi- vementdes cinquièmes de tour.
Une autre came 12 commande l'immobili sation de la tourelle, en particulier par l'in termédiaire du verrou 6.
Une autre came 13 est destinée à ouvrir la pince de la broche quittant la station V et à fermer celle de la broche rechargée, qui s'ap prête à quitter la station I.
Un jeu de cames 14 commande enfin la distribution du fluide par lequel les divers outils sont hydrauliquement déplacés.
Toutes ces commandes sont. schématique ment indiquées à la fig. 1, on en reparlera plus loin plus en détail.
Qu'il soit simplement indiqué que la came 11 arme un ressort 15 par l'intermédiaire d'une chaîne 16 et que la rotation intermit tente de la tourelle est provoquée par ledit ressort, soit donc d'une manière dite sensitive et non forcée.
Passant maintenant à l'examen de la fig. 2, nous y voyons la tourelle en élévation avec demi-coupe par l'axe d'une des broches 3.
Cette demi-coupe montre comment l'ouver ture et la fermeture de la pince de chaque broche est commandée depuis l'extérieur, par l'intermédiaire d'une bague extérieure 17 agis sant par trois tiges carrées 18 sur la bague intérieure 20 de commande de la pince.
Un trou de broche vide 21 de la tourelle montre les rainures fraisées à l'effet de livrer passage aux tiges 18.
Quant à la tourelle, elle tourne sur un axe vertical fixe 22, dont le sommet apparent est percé pour livrer passage à de l'huile sous pression qui, par les canaux 23 du cou vercle 24, se rend aux broches avant de rem- plir l'espace vide intérieur de la, tourelle. Cette huile chasse ainsi les copeaux adhérant aux pinces des broches.
Sur l'axe 22 est disposée une came 25 sur la. périphérie de laquelle glissent des doigts 26 des broches. Comme on le verra plus loin, cette came repousse à un moment donné ces doigts, ce qui produit l'éjection de la pièce, telle que 27, maintenue par la pince de la broche considérée.
Les doigts 26, qui font butée de profon deur pour l'introduction dies pièces à, usiner dans les pinces des broches, interchangeables selon les diamètres de ces pièces, seront eux- mêmes de longueur réglable.
On pourrait évidemment immobiliser la tourelle à chaque cinquième de tour en agis sant sur cette dernière à proximité de l'axe 22 ou en un point quelconque de son corps. L'exactitude de l'usinage des pièces parcou rant les diverses stations dépendant de l'exactitude de leurs positions respectives, il est mécaniquement évident que la position d'immobilisation sera déterminée avec d'au tant plus de précision, qu'on y procédera en utilisant un point de la tourelle le plus éloi gné de son axe. Or, le plus grand rayon pos sible se trouve au voisinage de l'extrémité des broches, raison pour laquelle le verrou 6 pré cédemment cité agit sur les broches 3, au voi sinage de leur extrémité, comme cela ressort de la figure considérée.
La fig. 3 montre, de face moitié en coupe, comment le verrou 6, fourchu et fendu en 28, saisit et immobilise une broche 3. Pour ce faire, il s'élève, poussé par un ressort, dans une douille 29, portée par la table. Cette fonc tion est donc aussi sensitive.
L'abaissement du verrou 6 est périodique ment provoqué par le levier 30 et la goupille 31, sous l'influence de la came 12 de l'arbre à cames 8.
Autour du corps de la tourelle 2 tourne folle une bague 32 présentant une gorge 33 sur une partie de son pourtour. C'est dans cette gorge que vient se poser la chaîne (ou par exemple aussi un câble) désignée par 16 à la fig. 1 et dont la fonction est représentée plus en détail à la fig. 4.
La came 11, agissant sur le levier 34, com munique un mouvement de balancement à ce dernier, en sorte que la chaîne 16 va et vient selon la loi imposée par le profil de cette came. Un point de la chaîne, dont l'extrémité libre est rappelée par un ressort (voir fig. 1), étant ancré à la bague 32, il en résulte que cette dernière accomplit des rotations d'angle limité, alternativement dans un sens et dans l'autre.
La traction exercée par le levier 34 cor respond à un sens de rappel ou d'armement contraire au sens de rotation de la tourelle 2. Lorsque cette traction est relâchée, le ressort 15, qui pourrait aussi être un contrepoids, fait tourner la bague 32 dans le sens actif, correspondant à celui que l'on veut imposer à la. tourelle.
Pour que celle-ci soit à ce moment entraÎ.- née, la bague porte un levier d'accouplement 35 venant en prise avec des encoches 36 d'un organe solidaire de la tourelle.
Le levier d'accouplement 35, qu'un ressort de rappel non représenté fait tomber et maintient constamment dans l'une des enco- ehes 36, en tout au nombre de cinq, peut être soulevé en position débrayée par une goupille 37 du levier 30, lorsque celui-ci se soulève lui-même dans le but de laisser agir le verrou 6.
Les fonctions se déroulent ainsi de la fa çon suivante: La tourelle étant arrêtée avec une bro- eh e 3 à la station I de chargement, le levier 30 se soulève, le verrou 6 s'élève et ver rouille la tourelle, tandis que cette même manoeuvre débraye le levier 35. A ce mo ment, la came 11 fait osciller le levier 34 dans le sens où il rappelle la chaîne 16. -La bague 32 tourne en sens inverse de la rota tion que l'on veut imposer à la tourelle, le ressort 15 se tend.
Quittant la goupille 37, le levier 35, solli cité par un ressort de rappel non représenté, tombe dans l'encoche 36 précédant (par rap port au sens de rotation de la tourelle) celle qu'il vient de quitter. A ce moment, le verrou 6, qui s'est abaissé, a. libéré la broche qu'il verrouillait et la came 11, parvenant à sa chute 38, abandonne brus- auement la chaîne à l'action du ressort 15. La tourelle 2, accouplée à la bague 32, avance d'un cinquième de tour, déterminé par les di mensions de la came, et les opérations que l'on vient de décrire recommencent.
Pendant l'immobilisation d'une broche par le verrou 6 et le rappel de la chaîne 16 par le levier 34, on aura non seulement introduit une pièce à usiner dans la pince de la broche se trouvant à la station I, mais les pièces maintenues aux autres stations auront toutes subi l'usinage partiel correspondant à chacun des outils, eux-mêmes commandés par les ca mes 14 et le distributeur hydraulique inter calé.
Pour permettre l'introduction d'une pièce à la station I, il est évidemment nécessaire que la pince de la broche soit ouverte à ce moment. De même, l'éjection d'une pièce usinée ne peut se faire qu'à pince ouverte.
La fig. 5 illustre la façon dont ces opéra tions s'accomplissent aux stations V (pièce terminée) et I (introduction d'une pièce).
Cette figure montre les deux broches en plan avec la tourelle 2 découverte et l'arbre 22 coupé à la hauteur de la came d'éjection 25.
A la station V, la pince de la broche re tient une pièce 2T usinée, ce que l'on recon naît au fait qu'elle est filetée et fendue, tan dis qu'à la station I se trouve une pièce 27 cylindrique, non usinée.
Chaque broche porte un manchon 39 non représenté sur les figures précédentes, sur le quel est articulé un levier profilé, porteur d'un galet et susceptible d'occuper avec ce dernier deux positions, une intérieure 40 et une extérieure 40'. Dans la première, un ta lon 40" de ce levier repousse la bague 17 vers la tourelle, ce qui provoque la fermeture de la pince de la broche (voir position 40 de la sta tion I). Dans la seconde, ce talon libère la ba gue 17, ce qui permet à la pince de la broche de s'ouvrir (voir position 40' de la station V).
Chaque broche, porteuse d'une pièce usinée 27' parvient à la station V avec sa pince de broche fermée (position du galet du levier profilé représentée en traits mixtes 40"'), tandis que, selon ce qui va suivre, elle par vient à la station I à pince ouverte (position du galet du levier profilé représentée en traits mixtes 40't).
Un levier 41, pivoté en 42 et qu'un ressort tend à ramener constamment à la position 41' (voir flèche), possède à. chacune de ses extré mités une palette 43, contre laquelle viennent successivement s'appliquer les galets des le viers profilés. La broche parvenant à la sta tion V aura donc le galet de son levier pro filé qui viendra s'appliquer contre la palette 43 dans la position 41' du levier 41 représen tée en traits mixtes.
Juste avant. que la tourelle 2 se remette en marche, ce levier est poussé, momentanément, à la position 41', ce qui amènera le levier profilé de la position intérieure 40 à la posi tion extérieure 40' à la station V, que la bro che 3 quitte donc avec sa pince ouverte. Pas sant à la station I, la came d'éjection 25 re pousse le doigt 26 qui éjecte la pièce travail lée.
Parvenue à la station I, la broche 3 s'y trouve immobilisée par le verrou non repré senté à cette figure, à pince ouverte, donc avec son levier profilé à la position extérieure 40' correspondant à la position 41' du levier 41, le tout comme représenté en traits mixtes.
On introduit alors une pièce non usinée dans la pince.
Puis, avant que la tourelle se remette en mouvement, la came 13 de la fi-. 7. entre en action et exerce une poussée dans le sens de la flèche 44 sur le galet du levier profilé qui est ramené à la position intérieure 40 pour fermer celle-ci et y maintenir la pièce nou vellement introduite.
On voit que c'est à cet instant que le le vier 41 -est basculé momentanément hors de sa position de repos et qu'il ouvre la pince en station V pendant que se ferme celle en sta tion I.
Chaque levier profilé porte une vis de ré glage 45 permettant d'en ajuster la fonction très exactement. La fig. 6 montre une partie de la machine en élévation, avec la table 1, la tourelle 2 et un. outil 4 et permet de se rendre compte com ment celui-ci est fixé et commandé.
On admettra en l'occurrence qu'il s'agisse d'une mèche 46, destinée à percer la pièce 27. Elle reçoit sa force motrice de la poulie 47 entraînée par une courroie 48 à partir du mo teur 49, que l'on supposera pour l'instant fixé d'une manière quelconque au socle de la ta ble 1.
L'avance et le recul de la mèche 46 sont commandés par le cylindre 50, qu'un conduit 51 relie au distributeur hydraulique 7 (voir fig. 1).
L'outil 4 représenté, de même que les autres outils, occupant d'autres stations, est fixé à la table 1 et à son socle au moyen d'une console 52. Les moyens de fixation de ladite console et -de l'outil à cette dernière seront de préférence tels qu'un réglage de la position de l'outil en hauteur, largeur et profondeur soit possible.
Au lieu de fixer le moteur au socle de la machine, on pourrait aussi prolonger la con sole 52, comme figuré -en 52' en traits mixtes, et y fixer le moteur, en sorte qu'il se déplace, s'enlève et se mette en place avec l'outil qu'il entraîne.
De toute façon, chaque outil a son moteur individuel.
Tous les outils représentés jusqu'ici sont à axe horizontal, mais il est évident que toute autre orientation peut être réalisée, en parti culier un outil à axe vertical. Cela ne dépend que de la conformation de ce dernier et de ses moyens de fixation et d'entraînement.
Nous allons maintenant décrire plus en dé tail un outil particulier, représenté en plan à la fig. 7 et dénommé appareil à tarauder. Il sert en réalité à effectuer toute taille de pas de vis, filetage ou taraudage, exigeant un amorçage de l'outil, puis son abandon à l'avance déterminée par son propre travail et enfin son recul par inversion du sens de ro tation.
On admettra dans le cas présent qu'il s'agisse d'une filière 53 portée par la broche 54 que l'embrayage à double cône 55 permet de relier à l'une ou l'autre des poulies 56 ou 57, tournant en sens inverse les unes des autres.
La position du double cône 55 est com- mandée à partir de la tête 58, déplacée par le aevier 59.
Le tout est monté sur un cadre 60, suscep tible d'être adapté à la machine de la manière précédemment décrite.
Dans la position représentée des divers éléments décrits et que l'on va décrire, on sup posera que la filière travaille et que, s'agis sant d'un pas à droite, la poulie 56 tourne dans le sens de la flèche qu'elle porte, la pou lie 57 tournant en sens inverse.
A la broche 54 sont reliés un levier 61 et un porte-butée 62, qui avancent et reculent avec cette dernière sans toutefois être int6res- sés à son mouvement de rotation.
Oscillant autour du pivot 63, le levier 61 porte, à son extrémité opposée à celle condui sant la broche, une tête 64 rencontrée par la vis de réglage 65 du levier 66, également pi voté en 63.
C'est par l'intermédiaire de ce dernier le vier qu'est déclenchée l'opération de filetage, la commande hydraulique l'attaquant en 67 dans la direction de la flèche.
On voit que le levier 66 est ainsi amené à tourner dans le sens antihoraire par rapport à la position dessinée et que, par sa vis .de ré glage 65, il pousse le levier 61 à tourner dans le même sens. Son extrémité en liaison avec la broche poussera celle-ci en avant, dans la direction rapprochant la filière 53 de la pièce à fileter.
En admettant que cette avance s'arrête au moment où l'opération de filetage s'amorce, on voit que même à levier 66 arrêté, la filière 53, entraînant le levier 61 et le porte-butée 62 pourront continuer leur chemin, la vis 65 quittant son appui contre la tête 64 du le vier 61.
Mais à l'opération que l'on vient de décrire doivent s'ajouter le retour de la filière et sou changement de sens. Voici comment ces conditions sont rem plies: L'extrémité du levier 66 opposée à la vis de réglage 65 porte un cliquet 68 se dépla çant en face d'une came d'un levier 69 en L, commandant la tête 58 et soumis à l'action d'un ressort de rappel 70.
Abandonné à cette action, ce levier ra- miène le double cône 55 à sa position d'em brayage avec la poulie 57, c'est-à-dire de dé vissage ou de retour de la filière.
Quant à la position initiale de départ du levier 66, elle résulte de la vue partielle de détail de la fig. 8. Dans cette position, le cli- quet 68 se trouve en 68", derrière un talon 71 de la came du levier 69.
D'un autre côté, l'extrémité libre corres pondante de ce levier retient un cran 72, sou mis à l'action d'un ressort 73.
Au moment de se mettre en action, le le vier 66 oscille sous l'influence de la commande hydraulique qui l'attaque en 67 et, le cliquet <B>68</B> agissant à la -façon d'une genouillère re pousse le levier 69 derrière le cran 72 (posi tion de la fig. 7) où il reste pris.
Cette oscillation du levier 69 produit l'ac couplement de la broche 54 avec la poulie 56, la filière tourne dans le sens de la coupe.
Le mouvement du levier 66 continuant, le cliquet 68 occupe successivement la position 68" représentée à la fig. 7, puis la position 68', qui sera éventuellement la position extrême d'une course constante déterminée. Il 3# est parvenu en glissant le long d'une partie légèrement incurvée 74 de la came du levier 69.
On admettra que cette position extrême correspond à l'amorçage de l'opération de file tage, qui se continuera en ce sens que, la fi lière se vissant sur la pièce à fileter, la broche 54 avancera et le levier 61 la suivra, indépen damment des positions du levier 66 qui, pen dant ce temps, pourra librement retourner à sa position de départ de la fig. 8.
En avançant, la broche 54 entraîne avec elle le porte-butée 62 et la vis-butée 75. A un moment donné, cette dernière, rencontrant le levier 97, l'entraînera avec elle jusqu'au mo- ment où le cran retenant l'extrémité du levier 69 libérera ce dernier. Sous l'action du res sort 70, ledit levier reviendra également à sa position de départ, inversant la position du double cône 55 et, par suite, le sens du mou vement de rotation de la filière qui se dévis sera. L'outil décrit est alors prêt à exécuter une nouvelle opération semblable à la précé dente.
On remarquera que les deux poulies 56 et 57 sont de diamètre différent. Ceci permet, dans l'un et l'autre sens de marche, d'avoir rune rotation lente et une rapide, par exemple une vitesse de travail réduite et une vitesse accélérée de retour de l'outil.
La vue en plan de la fig. 7 montre enfin clairement comment, en agissant sur les vis 65 et 75, il est possible de modifier finement la course d'avance provoquant l'amorcage de l'outil et l'instant où doit se produire le re tour de ce dernier.
La coupe verticale de la fig. 9, qui mon tre plus en détail la conformation du poste de commande central 7 de la fig. 1, laisse aper cevoir le bâti 76 d'une boîte dans laquelle coulissent les pistons de commande. Ils sont au nombre de deux, 77 et 78, superposés, pour chaque came 14 agissant sur un outil, auquel il est ainsi possible de communiquer simulta nément deux mouvements, respectivement combiner deux opérations.
La transmission aux cylindres des mouve ments issus de la came est représentée schéma tiquement par un levier coudé 79. L'action est positive et le fluide refoulé s'échappe par les ouvertures 80, auxquelles on fixera les conduits correspondants. Le rappel se fait par un ressort 81. Il en est ainsi en regard de chacune des quatre cames de la fig. 1.
Afin de compenser toute perte d'huile éventuelle dans les conduits reliant les cylin dres des pistons 77 et 78 aux outils, il est prévu une réserve d'huile 82 qui, par les pas sages 82', permettent un nouveau remplis sage desdits conduits à chaque course de re tour :des pistons.
La disposition de la commande hydrauli que décrite et l'interchangeabilité des outils confère à la machine une grande souplesse d'utilisation.
Outre les outils plus ou moins compliqués décrits, la machine -en comportera d'autres généralement plus simples, c'est-à-dire à la portée de tout homme du métier et non sus eeptibles de constituer une nouveauté en soi, car on les rencontre déjà sur d'autres ma chines automatiques.
On pourrait aussi prévoir une culasse de chargement destinée à alimenter les pinces de la tourelle automatiquement ou semi-automa- tiquement.
Une réalisation d'une telle culasse de char gement est représentée aux fig. 10 à 13. Elle est destinée à être placée sur la table 1 (voir fig. 1) en face de la broche qui occupe la sta tion I et sera commandée directement par une came non représentée fixée sur l'arbre cames 8.
Dans la vue en plan de la fig. 10, on voit que cette culasse de chargement comporte une tablette 83 avec un guide 84 déplaçable, ce qui permet d'en adapter la position à la lon- guieur des pièces à travailler, que l'on fera rouler une à une dans la fente 85, d'où un piston 86 la poussera axialement en avant dans la pince de la broche.
La coupe horizontale de la fig. 13 montre une pièce à travailler 87, introduite dans la, pince de la broche 88, dans laquelle la pousse une tige 89 du piston 86.
Cette tige étant filetée et immobilisée par un écrou, il est possible d'en ajuster la lon gueur utile en fonction de la longueur de la pièce 87.
La poussée en avant, dans le sens :d'intro duction précité, résulte de la traction d'un ressort 90 contenu dans une douille coulis sante 91 solidaire du piston 86. Cette fonction est donc sensitive, tandis que le recul de la douille 91, du piston 86 et de sa tige 89 est provoqué par la came non représentée, agis sant directement ou par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs leviers sur le téton 92 de la douille 91.
Une fois la pièce à travailler 87 introduite dans la pince, la rotation de la tourelle de la machine entraîne la broche en direction de la flèche 93.
Or, la pièce 87 restant en partie engagée dans le canal la guidant dans la culasse de chargement, il est nécessaire de pouvoir ouvrir ce dernier latéralement. Ceci est oh- tenu en prévoyant qu'un tronçon de ce canal est ouvert latéralement et que la pièce y est retenue par une butée latérale 94 susceptible de s'élever et de s'abaisser afin soit de main tenir la pièce à travailler, soit de s'effacer lorsque la broche en effectue le transport.
Des deux coupes des fig. 11 et 12, menées par XI-XI, respectivement XII-XII de la fig. 10, la seconde laisse voir cette butée et la, coulisse 95, lui permettant de s'élever et de s'abaisser.
Le dessin permet aussi de voir que la pièce à travailler 87 et la tige 89 la poussant cou lissent axialement dans un canon 96, fendu longitudinalement (85) vers le haut pour l'in troduction de la pièce et ouvert latéralement pour en permettre le transport. Cela présente l'avantage de rendre ce canon interchangea ble, afin de pouvoir l'adapter au diamètre de la pièce à travailler. Pour cette même raison, la butée 94 est aussi interchangeable sur la coulisse 95.
Cette coulisse sera enfin élevée et abaissée par une came de l'arbre à cames 8, en syn chronisme avec les mouvements du piston 86.
Par l'adjonction de la culasse de charge ment, la machine peut être transformée en machine complètement automatique. Il suffit dans ce cas de compléter la culasse de char gement d'un dispositif d'approvisionnement étudié spécialement pour une pièce donnée à fabriquer en grande série. Mais la machine est surtout destinée à être utilisée comme ma chine semi-automatique. Le rôle de l'opérateur se borne alors à introduire les pièces dans la culasse de chargement ou sur le porte-pièces qui vient se présenter automatiquement de vant lui.
Il est .à noter que la fabrication peut être faite en cycle continu ou non. Dans ce dernier cas, un taquet disposé à la périphérie d'un plateau .de sécurité que l'on placera à l'extré-- mité de l'arbre à cames opposée à la com mande hydraulique, débraye automatique ment ledit arbre à chaque tour.
Une machine du type décrit permet une cadence de production exceptionnellement éle vée. Dans les cas les plus favorables, cette ma chine atteint et dépasse même quinze mille opérations d'usinage à l'heure sur des pièces comportant sept ou huit reprises différentes; le positionnement de la pièce, son serrage, son déplacement devant les postes d'usinage et l'usinage lui-même, son desserrage et son éjec tion étant automatiques.
La. disposition spéciale du verrou assure une très grande précision.
La machine est universelle, elle nécessite un temps de mise en train très court, de l'or dre d'une demi-heure environ.
Elle est en outre d'une grande simplicité, et son prix de revient relativement réduit, si on le compare à la complexité et au prix d'une machine à plateau tournant à comman des électromécaniques, dont la destination n'est d'ailleurs pas la même.
Du fait: a) de la simultanéité des diverses opéra tions (la totalité de celles-ci étant effectuée clans le seul temps de la plus longue); b) de la réduction des temps improductifs aux temps de révolution de la tourelle (l'ali mentation se faisant sur un des cinq postes pendant que les quatre autres sont en tra vail) ; c)- de la possibilité d'exécuter des perçages et des taraudages à entre-axes très réduits, cetté machine permet d'obtenir, comme in diqué plus haut, des cadences de production très supérieures à celles qui sont atteintes actuellement pour des pièces comportant plu sieurs opérations de reprises. Il va de soi que cette machine, au lieu de comporter cinq pos tes, dont quatre d'usinage et un d'alimenta tion pourrait être établie pour un nombre de postes différent, quatre ou six par exemple.
Machine allowing the simultaneous machining of similar parts occupying for this several stations. The present invention relates to a machine allowing the simultaneous machining of similar parts occupying several stations for this purpose.
Such a machine makes it possible to successively carry out various machining operations involving the same part, for example drilling, tapping, milling, etc. thereof, these operations being carried out simultaneously on such parts each occupying a different station for this.
According to the present invention, said machine has a spindle-holder turret, at the stop of which each spindle is in view of at least one tool intended to work the part which its clamp holds, with the exception of one spindle that a lock grasps and by which it immobilizes the turret during machining operations, this spindle, as well as that of the station preceding it being subjected to the influence of a common mechanism closing the clamp of the first and opening that of the second when the latter leaves the last workstation to occupy the locking station and the various tools, all interchangeable, each having at least one drive consisting of an individual motor, while they are controlled. hydraulically as to their advance,
from a central hydraulic control station linked desmodromically to the latch control, to the mechanism for opening and closing the clamps of the spindles and to the device ensuring the rotation of the turret between machining operations.
The accompanying drawing shows one embodiment of the object of the invention, given by way of example, and some details relating to the tools of the machine shown.
Fig. 1 is a general view showing in plan the turret with five pins, the red worm immobilizing one of them, the arrangement of the tools, a camshaft controlling it as well as the central hydraulic control of all tools.
Fig. 2 is a side view, partially in section, of the spindle-holder turret and of its drive and immobilization means.
Fig. 3 is a partial view of the immobilization lock of the spindle not occupying a working position.
Fig. 4 is a detail view of the drive of the spindle holder turret.
Fig. 5 is a partial plan view, cut away, of the turret, of two pins and of the means producing the opening and closing of their grippers, as well as the ejection of the machined parts.
Fig. 6 is a schematic view showing the attachment of the tools to the machine and their individual dragging.
Fig. 7 is a plan view of a tool for cutting threads, called a tapping device. Fig. 8 shows a detail of this device. Fig. 9 is a sectional view relating both to the hydraulic control of the tools. Fig. 10 is a plan view of a loading vessel.
The fi, -. 11 shows a vertical section through XI-XI of FIG. 10.
Fig. 12 shows a partial vertical section through XII-XII of FIG. 10.
Fig. 13 is finally a partial horizontal section through XIII-XIII of FIG. 11. The machine shown in plan in FIG. 1 consists of a table 1, in the center of which can turn a turret 2 carrying five pins 3 arranged in a regular pentagon and in front of four of which are tools 4 very briefly presented. One of them carries a bit 5, by means of which he can pierce the part presented to him by the pin stopped in front of him, that is to say at the station numbered II. The tools located opposite stations III, IV, V could similarly carry taps, dies, cutters and in general all the elements necessary to accomplish the machining to which any part introduced into the machine must be subjected in four operations. tions.
Between station V and station I, the ejection of this part will kill, and station I will be the loading station, the direction of rotation of the turret corresponding to that indicated by an arrow.
Correct machining of the parts thus transported from station to station requiring in each case immobilization of the turret in a very precisely determined position, this precision is ensured by gripping the end of the spindle occupying the loading station I at each stop. by means of a fork-shaped red worm whose branches appear here at 6 on both sides of this clamp.
The advance of the tools themselves, which we will later see that each has at least one individual drive, is controlled hydraulically from a central control station 7, in this case a hydraulic distributor, intended for to make the necessary distributions.
A camshaft 8, placed under the table 1, controls and synchronizes all the operations. It is driven by the main motor, not shown, of the machine, actuating the pulley 9 and the worm 10 set. Its dragging will preferably take place through the intermediary of a shear pin.
A cam 11 causes the turret to be driven, in order to make it perform successively fifths of a turn.
Another cam 12 controls the immobilization of the turret, in particular by means of the lock 6.
Another cam 13 is intended to open the clamp of the spindle leaving station V and to close that of the reloaded spindle, which is ready to leave station I.
A set of cams 14 finally controls the distribution of the fluid by which the various tools are hydraulically moved.
All of these commands are. schematically indicated in fig. 1, we will come back to this in more detail later.
That it is simply indicated that the cam 11 arms a spring 15 by means of a chain 16 and that the intermittent rotation of the turret is caused by said spring, ie in a so-called sensitive and non-forced manner.
Turning now to the examination of fig. 2, we see there the turret in elevation with half-section through the axis of one of the pins 3.
This half-section shows how the opening and closing of the clamp of each spindle is controlled from the outside, by means of an outer ring 17 acting by three square rods 18 on the inner control ring 20. of the clamp.
An empty spindle hole 21 in the turret shows the grooves milled to provide passage for the rods 18.
As for the turret, it rotates on a fixed vertical axis 22, the visible top of which is pierced to provide passage for pressurized oil which, through the channels 23 of the cover 24, goes to the pins before filling. the empty space inside the turret. This oil thus drives out the chips adhering to the clamps of the spindles.
On the axis 22 is disposed a cam 25 on the. periphery of which slide fingers 26 of the pins. As will be seen later, this cam pushes back these fingers at a given moment, which produces the ejection of the part, such as 27, held by the clamp of the spindle in question.
The fingers 26, which act as a depth stop for the introduction of parts to be machined in the clamps of the spindles, interchangeable according to the diameters of these parts, will themselves be of adjustable length.
The turret could obviously be immobilized every fifth of a turn by acting on the latter near the axis 22 or at any point on its body. The accuracy of the machining of the parts passing through the various stations depending on the accuracy of their respective positions, it is mechanically obvious that the immobilized position will be determined with all the more precision, that it will be done. using a point on the turret farthest from its axis. However, the greatest possible radius is located in the vicinity of the end of the pins, which is why the previously cited lock 6 acts on the pins 3, in the vicinity of their end, as emerges from the figure considered.
Fig. 3 shows, from the front half in section, how the bolt 6, forked and split at 28, grasps and immobilizes a pin 3. To do this, it rises, pushed by a spring, into a socket 29, carried by the table . This function is therefore also sensitive.
The lowering of the lock 6 is periodically caused by the lever 30 and the pin 31, under the influence of the cam 12 of the camshaft 8.
Around the body of the turret 2 rotates a ring 32 with a groove 33 on part of its periphery. It is in this groove that the chain (or for example also a cable), designated by 16 in FIG. 1 and whose function is shown in more detail in FIG. 4.
The cam 11, acting on the lever 34, communicates a rocking movement to the latter, so that the chain 16 comes and goes according to the law imposed by the profile of this cam. A point of the chain, the free end of which is biased by a spring (see fig. 1), being anchored to the ring 32, it follows that the latter performs rotations of limited angle, alternately in one direction and in the other.
The traction exerted by the lever 34 corresponds to a return or cocking direction opposite to the direction of rotation of the turret 2. When this traction is released, the spring 15, which could also be a counterweight, turns the ring 32. in the active sense, corresponding to that which one wants to impose on the. turret.
In order for the latter to be driven at this time, the ring carries a coupling lever 35 which engages notches 36 of a member integral with the turret.
The coupling lever 35, which a return spring, not shown, drops and constantly maintains in one of the notches 36, in all five in number, can be lifted into the disengaged position by a pin 37 of the lever 30. , when the latter lifts itself in order to let the lock 6 act.
The functions are thus carried out as follows: The turret being stopped with a pin 3 at the loading station I, the lever 30 rises, the bolt 6 rises and locks the turret, while this same operation disengages the lever 35. At this moment, the cam 11 causes the lever 34 to oscillate in the direction in which it recalls the chain 16. The ring 32 turns in the opposite direction of the rotation which one wishes to impose on the turret, the spring 15 is tightened.
Leaving the pin 37, the lever 35, biased by a not shown return spring, falls into the notch 36 preceding (with respect to the direction of rotation of the turret) that which it has just left. At this time, the lock 6, which has lowered, a. released the spindle which it was locking and the cam 11, reaching its fall 38, abruptly abandons the chain to the action of the spring 15. The turret 2, coupled to the ring 32, advances a fifth of a turn, determined by the dimensions of the cam, and the operations just described begin again.
During the immobilization of a spindle by the lock 6 and the return of the chain 16 by the lever 34, not only will a part to be machined be introduced into the clamp of the spindle located at station I, but the parts held the other stations will all have undergone the partial machining corresponding to each of the tools, themselves controlled by the cams 14 and the interlocked hydraulic distributor.
To allow the introduction of a part at station I, it is obviously necessary that the spindle clamp is open at this time. Likewise, the ejection of a machined part can only be done with an open clamp.
Fig. 5 illustrates the way in which these operations are accomplished at stations V (finished part) and I (introduction of a part).
This figure shows the two pins in plan with the turret 2 uncovered and the shaft 22 cut at the height of the ejection cam 25.
At station V, the spindle clamp holds a machined 2T part, which can be recognized by the fact that it is threaded and slotted, tan say that at station I there is a cylindrical part 27, no machined.
Each spindle carries a sleeve 39, not shown in the preceding figures, on which is articulated a profiled lever, carrying a roller and capable of occupying with the latter two positions, an interior 40 and an exterior 40 '. In the first, a 40 "tab of this lever pushes the ring 17 towards the turret, causing the spindle clamp to close (see position 40 of station I). In the second, this heel releases the ba gue 17, which allows the spindle clamp to open (see position 40 'of station V).
Each spindle, carrying a machined part 27 'arrives at station V with its closed spindle clamp (position of the profiled lever roller shown in phantom lines 40 "'), while, according to what follows, it comes at station I with open clamp (position of the profiled lever roller shown in phantom lines 40't).
A lever 41, pivoted at 42 and which a spring tends to constantly return to position 41 '(see arrow), has at. each of its ends a pallet 43, against which come successively apply the rollers of the profiled viers. The spindle arriving at station V will therefore have the roller of its profiled lever which will come to rest against the pallet 43 in the position 41 'of the lever 41 shown in phantom.
Just before. as turret 2 starts up again, this lever is momentarily pushed to position 41 ', which will bring the profiled lever from inner position 40 to outer position 40' at station V, that pin 3 therefore quits with his clamp open. Not sant at station I, the ejection cam 25 pushes the finger 26 which ejects the lifted workpiece.
On reaching station I, the pin 3 is immobilized there by the lock not shown in this figure, with the clamp open, therefore with its profiled lever at the external position 40 'corresponding to the position 41' of the lever 41, the everything as shown in phantom.
An unmachined part is then introduced into the clamp.
Then, before the turret starts moving again, the cam 13 of the fi. 7. comes into action and exerts a thrust in the direction of arrow 44 on the roller of the profiled lever which is returned to the internal position 40 to close the latter and hold there the newly introduced part.
It is seen that it is at this instant that the lever 41 is momentarily tilted out of its rest position and that it opens the clamp in station V while the one in station I.
Each profiled lever carries an adjusting screw 45 making it possible to adjust its function very exactly. Fig. 6 shows part of the machine in elevation, with table 1, turret 2 and a. tool 4 and makes it possible to see how it is fixed and controlled.
In this case, it will be assumed that this is a bit 46, intended to pierce the part 27. It receives its driving force from the pulley 47 driven by a belt 48 from the motor 49, which is will assume for the moment fixed in some way to the base of table 1.
The advance and retreat of the wick 46 are controlled by the cylinder 50, which a conduit 51 connects to the hydraulic distributor 7 (see FIG. 1).
The tool 4 shown, as well as the other tools, occupying other stations, is fixed to the table 1 and to its base by means of a console 52. The means for fixing said console and -of the tool to the latter will preferably be such that an adjustment of the position of the tool in height, width and depth is possible.
Instead of fixing the motor to the base of the machine, we could also extend the console 52, as shown in 52 'in phantom, and fix the motor there, so that it moves, comes out and goes. put in place with the tool it drives.
Either way, each tool has its individual motor.
All the tools shown so far have a horizontal axis, but it is obvious that any other orientation can be achieved, in particular a tool with a vertical axis. It only depends on the conformation of the latter and its means of attachment and drive.
We will now describe in more detail a particular tool, shown in plan in FIG. 7 and referred to as the tapping device. It is in fact used to carry out any size of thread, thread or tapping, requiring a priming of the tool, then its abandonment in advance determined by its own work and finally its retreat by reversing the direction of rotation.
In the present case, it will be assumed that this is a die 53 carried by the spindle 54 that the double cone clutch 55 makes it possible to connect to one or the other of the pulleys 56 or 57, rotating in the direction inverse of each other.
The position of the double cone 55 is controlled from the head 58, moved by the lever 59.
The whole is mounted on a frame 60, capable of being adapted to the machine in the manner previously described.
In the position shown of the various elements described and which will be described, it will be assumed that the die is working and that, being a step to the right, the pulley 56 rotates in the direction of the arrow it door, the pou lie 57 rotating in the opposite direction.
To the spindle 54 are connected a lever 61 and a stop holder 62, which move forward and backward with the latter without, however, being interested in its rotational movement.
Oscillating around the pivot 63, the lever 61 carries, at its end opposite to that driving the spindle, a head 64 encountered by the adjusting screw 65 of the lever 66, also voted as 63.
It is through the latter the screw that the threading operation is triggered, the hydraulic control attacking it at 67 in the direction of the arrow.
It can be seen that the lever 66 is thus caused to turn counterclockwise with respect to the drawn position and that, by its adjusting screw 65, it pushes the lever 61 to turn in the same direction. Its end in connection with the spindle will push the latter forward, in the direction bringing the die 53 closer to the piece to be threaded.
Assuming that this advance stops when the threading operation begins, we see that even with lever 66 stopped, the die 53, driving the lever 61 and the stop holder 62 can continue their way, the screw 65 leaving its support against the head 64 of the vier 61.
But to the operation which we have just described must be added the return of the sector and its change of direction. Here is how these conditions are met: The end of the lever 66 opposite the adjustment screw 65 carries a pawl 68 moving in front of a cam of an L-lever 69, controlling the head 58 and subjected to the action of a return spring 70.
Abandoned to this action, this lever returns the double cone 55 to its engagement position with the pulley 57, that is to say for unscrewing or returning the die.
As for the initial starting position of the lever 66, it results from the partial detail view of FIG. 8. In this position, the pawl 68 is located at 68 ", behind a heel 71 of the lever cam 69.
On the other hand, the corresponding free end of this lever retains a notch 72, subjected to the action of a spring 73.
At the moment of putting itself into action, the lever 66 oscillates under the influence of the hydraulic control which attacks it at 67 and, the pawl <B> 68 </B> acting like a toggle switch pushes again. the lever 69 behind the notch 72 (position in fig. 7) where it remains caught.
This oscillation of the lever 69 produces the coupling of the spindle 54 with the pulley 56, the die rotates in the direction of the cut.
The movement of the lever 66 continuing, the pawl 68 successively occupies the position 68 "shown in fig. 7, then the position 68 ', which will eventually be the extreme position of a determined constant stroke. It 3 # is reached by sliding the along a slightly curved portion 74 of the lever cam 69.
It will be admitted that this extreme position corresponds to the initiation of the threading operation, which will continue in the sense that, the die is screwed on the piece to be threaded, the spindle 54 will advance and the lever 61 will follow it, independently. notably of the positions of the lever 66 which, during this time, will be able to return freely to its starting position of FIG. 8.
While advancing, the spindle 54 carries with it the stop holder 62 and the stop screw 75. At a given moment, the latter, meeting the lever 97, will drag it with it until the moment when the notch retaining l 'end of lever 69 will release the latter. Under the action of the res out 70, said lever will also return to its starting position, reversing the position of the double cone 55 and, consequently, the direction of the rotational movement of the die which unscrews will be. The tool described is then ready to perform a new operation similar to the previous one.
It will be noted that the two pulleys 56 and 57 are of different diameter. This makes it possible, in either direction of travel, to have slow and fast rotation, for example a reduced working speed and an accelerated return speed of the tool.
The plan view of FIG. 7 finally shows clearly how, by acting on the screws 65 and 75, it is possible to finely modify the advance stroke causing the tool to be started and the instant at which the latter must be turned back.
The vertical section in fig. 9, which shows in more detail the conformation of the central control station 7 of FIG. 1, lets see the frame 76 of a box in which the control pistons slide. There are two of them, 77 and 78, superimposed, for each cam 14 acting on a tool, to which it is thus possible to simultaneously communicate two movements, respectively combine two operations.
The transmission to the cylinders of the movements coming from the cam is shown diagrammatically by an elbow lever 79. The action is positive and the pumped fluid escapes through the openings 80, to which the corresponding conduits will be fixed. The return is effected by a spring 81. This is the case opposite each of the four cams in FIG. 1.
In order to compensate for any possible loss of oil in the ducts connecting the cylinders of the pistons 77 and 78 to the tools, an oil reserve 82 is provided which, by the wise steps 82 ', allow a wise new filling of said ducts to each back stroke: pistons.
The arrangement of the hydraulic control described and the interchangeability of the tools gives the machine great flexibility of use.
In addition to the more or less complicated tools described, the machine will include others that are generally simpler, that is to say within the reach of any person skilled in the art and not capable of constituting a novelty in themselves, because they are already met on other automatic machines.
It would also be possible to provide a loading yoke intended to feed the clamps of the turret automatically or semi-automatically.
One embodiment of such a loading yoke is shown in FIGS. 10 to 13. It is intended to be placed on table 1 (see fig. 1) in front of the spindle which occupies station I and will be controlled directly by a cam (not shown) fixed to the camshaft 8.
In the plan view of FIG. 10, it can be seen that this loading breech comprises a shelf 83 with a movable guide 84, which makes it possible to adapt its position to the length of the pieces to be worked, which will be rolled one by one in the slot. 85, hence a piston 86 will push it axially forward into the spindle clamp.
The horizontal section in fig. 13 shows a workpiece 87, introduced into the clamp of the spindle 88, into which it pushes a rod 89 of the piston 86.
This rod being threaded and immobilized by a nut, it is possible to adjust the useful length thereof according to the length of the part 87.
The forward thrust, in the direction: of introduction mentioned above, results from the pulling of a spring 90 contained in a sliding sleeve 91 integral with the piston 86. This function is therefore sensitive, while the retraction of the sleeve 91 , piston 86 and its rod 89 is caused by the cam, not shown, acting directly or by means of one or more levers on the stud 92 of the sleeve 91.
Once the workpiece 87 has been introduced into the clamp, the rotation of the machine turret drives the spindle in the direction of arrow 93.
Now, the part 87 remaining partly engaged in the channel guiding it in the loading breech, it is necessary to be able to open the latter laterally. This is done by providing that a section of this channel is open laterally and that the workpiece is held there by a lateral stop 94 capable of raising and lowering in order either to hold the workpiece in hand, or to be erased when the spindle carries it out.
Of the two sections in fig. 11 and 12, carried out by XI-XI, respectively XII-XII of fig. 10, the second shows this stopper and the slide 95, allowing it to rise and fall.
The drawing also shows that the workpiece 87 and the rod 89 pushing it run axially smooth in a barrel 96, split longitudinally (85) upwards for the introduction of the workpiece and open laterally to allow transport. . This has the advantage of making this barrel interchangeable, in order to be able to adapt it to the diameter of the workpiece. For this same reason, the stop 94 is also interchangeable on the slide 95.
This slide will finally be raised and lowered by a cam of the camshaft 8, in sync with the movements of the piston 86.
By adding the load yoke, the machine can be transformed into a fully automatic machine. In this case, it suffices to complete the loading yoke with a supply device specially designed for a given part to be mass-produced. But the machine is mostly intended to be used as my semi-automatic china. The operator's role is then limited to inserting the parts into the loading breech or onto the part holder which comes automatically before him.
It should be noted that the production can be done in a continuous cycle or not. In the latter case, a cleat disposed at the periphery of a safety plate which will be placed at the end of the camshaft opposite to the hydraulic control, automatically disengages said shaft each time. tower.
A machine of the type described allows an exceptionally high production rate. In the most favorable cases, this machine reaches and even exceeds fifteen thousand machining operations per hour on parts comprising seven or eight different times; the positioning of the part, its clamping, its movement in front of the machining stations and the machining itself, its loosening and its ejection being automatic.
The special arrangement of the lock ensures very high precision.
The machine is universal, it requires a very short set-up time, around half an hour.
It is also very simple, and its relatively low cost price, if we compare it to the complexity and the price of a machine with a rotating plate with electromechanical controls, the destination of which is not, moreover, the same.
Because of: (a) the simultaneity of the various operations (all of these being carried out in the single time of the longest); b) reduction of non-productive times to times of revolution of the turret (the power is supplied to one of the five stations while the other four are working); c) - the possibility of carrying out drilling and tapping with very reduced center-to-center distances, this machine makes it possible to obtain, as indicated above, production rates much higher than those currently achieved for parts comprising several recovery operations. It goes without saying that this machine, instead of having five stations, including four for machining and one for feeding, could be set up for a different number of stations, four or six for example.