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EP2752717A1 - Dispositif de fixation par serrage d'une ébauche de pièce à usiner - Google Patents

Dispositif de fixation par serrage d'une ébauche de pièce à usiner Download PDF

Info

Publication number
EP2752717A1
EP2752717A1 EP13150395.5A EP13150395A EP2752717A1 EP 2752717 A1 EP2752717 A1 EP 2752717A1 EP 13150395 A EP13150395 A EP 13150395A EP 2752717 A1 EP2752717 A1 EP 2752717A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base
machining
blank
rotation
jaw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13150395.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Maurice Fracheboud
Cédric Chèvre
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Willemin-Macodel SA
Willemin Macodel SA
Original Assignee
Willemin-Macodel SA
Willemin Macodel SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Willemin-Macodel SA, Willemin Macodel SA filed Critical Willemin-Macodel SA
Priority to EP13150395.5A priority Critical patent/EP2752717A1/fr
Publication of EP2752717A1 publication Critical patent/EP2752717A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D3/00—Watchmakers' or watch-repairers' machines or tools for working materials
    • G04D3/02—Lathes, with one or more supports; Burnishing machines, with one or more supports
    • G04D3/0209—Components
    • G04D3/0218—Jaw-plates, revolving-head nippers

Definitions

  • the present invention relates to a clamping device for clamping a blank of a workpiece.
  • the present invention also relates to a part blank machining machine comprising such a device.
  • the present invention finally relates to a method of machining watch platinum blank.
  • clamping devices of different kinds are used in order to fix the blanks to be machined.
  • Most existing fasteners do not allow machining on both opposite sides of a flat or substantially flat blank without the blank being returned manually by the operator or a manipulator robot and re-attached to inside the device.
  • the machining of the blanks of watch plates is done according to two main stages. First, the upper face of the blank is machined and then the lower face is machined. Between these two machining steps, the platinum blank must be loosened, returned and then tightened again inside the machining machine by means of a fixing device. During this reversal and tightening maneuver, it frequently happens that the lower face is no longer correctly positioned relative to a geometric reference that had been used during the machining of the upper face. However, this shift, even microscopic, is not acceptable since the manufacture of watch plates requires to meet particularly stringent requirements in terms of dimensional tolerances, geometric and surface states.
  • a clamping device for clamping a blank of a workpiece on a base, said blank being flat or substantially flat and having a lower face, an upper face and at least one a lateral face, said base having at least one bearing surface on which the lower face of said blank rests, said device comprising at least one jaw connected to the base and movable in a direction perpendicular to said bearing surface between a loosened position , wherein the blank is movable relative to the base, and a clamped position, in which the jaw plates the blank against the bearing surface, characterized in that the jaw and the base are each provided with at least one a central opening adapted to allow the passage of a machining tool and in that the base is pivotable under the action of displacement means about an axis of rotation pa extends to the support surface so as to position themselves respectively in a first machining position, in which the machining of the upper face of the blank
  • the device of the present invention allows in particular to return the platinum blank from a first position, in which its upper face can be machined, to a second position, in which its lower face can be machined, without the blank is loosened inside the device, thus maintaining the lower and upper faces in precise positioning with respect to the same geometric reference.
  • the present invention also relates to a machining machine according to claims 19 to 21 and to a machining method according to claims 22 to 23.
  • FIG. 1 With reference to the figure 1 , there is shown a machine for machining blanks of workpieces according to the invention.
  • Machining refers to a general process which may include any kind of machining, such as grinding, milling, turning or drilling, for example, alone or in combination.
  • blade is meant platelets of various shapes, preferably square or round, said platelets being flat or substantially flat. These platelets will constitute the unmachined raw support from which will be formed smaller finished parts, such as watch plates. The blank will therefore generally have a larger size than the finished piece to obtain. As explained in detail in the following description, the blank will be caused to be cut or pre-cut to the format of the finished part, once the machining process performed. This cutting or precutting step will thus allow the separation of the portion of the unmachined blank, called remaining blank, the part of the machined blank, called part, finished part or platinum in the particular case of watch parts.
  • the machine tooling machine 10 comprises in particular a clamping device 11 for clamping the blank to be machined and at least one machining tool 12.
  • the machine 10 can advantageously be configured to allow a displacement and a positioning according to at least three degrees of freedom of the fixing device 11 and / or the machining tool 12.
  • the machine 10 and the associated fastener 11 will be described in the following paragraphs only in the configuration shown on the figure 1 in which the axis of rotation XX 'around which the rotation of the blank to be machined takes place is horizontal and the axis ZZ' along which the displacement of the machining tool 12 is carried out is vertical.
  • the machining of the upper and lower faces of the blank could be done simply by combining the movement of the blank in a horizontal plane and the movement of the machining tool along the axis ZZ '.
  • This fixing device 11 is formed of two main parts: a base 21 and a jaw 22 between which is disposed the blank E to be machined.
  • the base 21 is pivotally connected to left vertical support members 32 and right 33 respectively at its left ends 21a and right 21d, said support members 32 and 33 being spaced in the axial direction XX 'and being fixed to or secured to a base 31.
  • the base 31 may in particular be circular and advantageously be provided with a central cavity within which will be positioned in a sliding manner a recovery system 40 provided with a recovery matrix 41, said matrix being able to hold the blank E in position during the operation of trimming the part as described below.
  • the base 21 may in particular pivot about the axis XX 'under the action of an actuator (not shown) acting on a rotary shaft (not shown) received inside an end housing 23a formed in the inside of the end 21a, said shaft being axially aligned with a ball 34c fixed, for example by gluing, to the side wall of the right support member 33 which faces the left support member 32, said ball 34c being disposed partially protruding from said side wall so as to be housed at least partially within a conical cavity 23k formed inside the end 21d.
  • the ball 34c will in particular have a diameter of a few mm, and preferably 4 mm.
  • the base 21 is provided with a central opening 21e, substantially circular, adapted to allow the passage of the machining tool 12 during machining of the underside of the blank E.
  • shape of the opening 21st may vary depending on the shape of the piece to get.
  • the opening 21 is advantageously square.
  • the peripheral zone of the central portion 21c surrounding the central opening 21e defines a bearing surface S on which rests the lower face of the blank E during its machining.
  • said peripheral zone is advantageously provided with three point regions S1, S2 and S3 formed in projection, said point zones being preferably arranged so as to define an equilateral triangle.
  • each of the zones S1, S2 and S3 will advantageously be covered with a surface coating of the PVD type, for example, increasing the coefficient of friction between the base 21 and the blank E.
  • the base 21 may pivot about the axis XX in order to be positioned in at least two different machining positions, and preferably at least three different machining positions, namely a first machining position, shown in the drawings.
  • FIG. Figure 6c in which the lateral face FI of the blank E can be machined by the machining tool 12 through a lateral opening 23e defined between the base 21 and the jaw 22.
  • the machining of the side face allows in particular to form the hole receiving the stem of the winding watch.
  • the base 21 has rotated 180 ° about the axis XX 'and that, during the displacement from the base 21 of its second machining position to its third machining position, the base 21 has rotated 90 ° in the opposite direction of clockwise.
  • These specific angles of rotation are advantageously chosen so as to position the axis ZZ 'defined by the machining tool 12 perpendicular to the face to be machined.
  • other specific angles of rotation different from 180 ° and 90 °, may be considered.
  • the fixing device 11 will preferably comprise indexing means integrated into at least one of the vertical support members 32 or 33.
  • these indexing means consist of two balls 34a aligned in a horizontal plane and two balls 34b aligned in a vertical plane, said balls 34a, 34b being fixed, for example by gluing, to the left support member 32 in such a way forming two hemispherical projections on the side wall 32a of the left support member 32 directed towards the right support member 33, said balls 34a, 34b being housed at least partially inside housings 23i and 23j formed in the side wall left of the base 21 which is disposed adjacent to the side wall 32a when the base 21 is in its first and second machining positions, with respect to the balls 34a, and in its third machining position, in which concerns the balls 34b.
  • the number of indexing balls, as well as the number of corresponding housings, used to define a given machining position may also be limited to one or more than two, and that the indexing balls, and the corresponding housing used to define the first and second machining positions may also be different.
  • the base 21 is provided with a first recess-shaped housing 23i and a second V-shaped slot 23j, said housings 23i and 23j being arranged substantially symmetrically by compared to the XX 'axis.
  • the housings 23i, 23j provide an isostatic connection between the base 21 and the vertical support elements 32 and 33.
  • the V-shaped groove can facilitate the unlocking of the base 21 when is positioned in one of its machining positions.
  • the housings 23i and 23j may be identical and formed either conical cavities or V-shaped grooves.
  • the fixing device 11 will preferably comprise locking means, and respectively unlocking, able to maintain the or the indexing balls 34a, 34b partially inside the housings 23i, 23j, or respectively able to position the indexing ball or balls 34a, 34b outside the housings 23i, 23j.
  • the locking means consist of a pneumatic piston 35 able to apply an axial force directed to the left on an upper part 33a of the right support member 33. This piston 35 may, however, be replaced by any other actuator capable of applying a force axial directed to the left on the upper part 33a.
  • the upper portion 33a is advantageously movable in the axial direction relative to a lower portion 33b of the support member 33 which is fixed on the base 31 so as to press the base 21, integral in translation with said upper portion 33a by the intermediate ball 34c, against the left support member 32, plating thus the balls 34a, 34b inside their respective housing 23i, 23j.
  • this mobility of the upper part 33a can be obtained in particular by connecting said upper portion 33a to said lower portion 33b by means of two leaf springs 33c parallel and substantially vertical.
  • the upper part 33a can move axially around the equilibrium position represented on the figure 2 wherein the top 33a and bottom 33b are substantially aligned in the vertical direction.
  • two solutions can be envisaged.
  • the unlocking is performed in part by means of the first actuator, mentioned above, which serves to rotate the base 21.
  • the first actuator which serves to rotate the base 21.
  • the first actuator which serves to rotate the base 21.
  • This operation is facilitated if at least one of the housings is a V groove because the inclination of the edges of the groove facilitates the movement of the base 21 to the right. It is clear that such an operation is possible only if the piston 35 applies no axial force to the left on the upper part 33a.
  • a second actuator is used to move the pedestal 21 in the axial direction relative to the left support element 32 so as to move it away from said left support element 32.
  • This operation thus makes it possible to position the balls 34a, 34b outside their respective housing 23i, 23j.
  • the base 21 is pivoted by the first actuator to the desired machining position. As in the previous solution, this operation is only feasible if the piston 35 applies no axial force to the left on the upper part 33a.
  • the first and second actuators are stopped, which allows the balls 34a, 34b to be positioned in their respective housing 23i, 23j and the cylinder 35 then applies an axial force to the left on the upper part 33a so as to lock the base 21 in the desired machining position.
  • the jaw 22 has a peripheral rim surrounding the central opening 22e, said rim defining at least one left peripheral rim 22b and a right peripheral rim 22d, which are disposed vertically respectively of an intermediate portion 21b of the base 21, separating the end portion 21a of the central portion 21c, and the end portion 21d.
  • Said peripheral rims 22b and 22d will advantageously be disposed on either side of a central portion 22c separated vertically from the central portion 21c by the lateral opening 23e.
  • a bearing surface S 'defined by the bottom wall of the central portion 22c presses on the upper face Fs of the blank E, thus pressing the lower face Fi of said blank E against the bearing surface S.
  • This therefore makes it possible to maintain the blank E in a fixed position relative to the base 21.
  • the bearing surface S ' is no longer supported on the upper face Fs.
  • the blank E can thus freely move in the direction ZZ 'perpendicular to the bearing surface S with respect to the base 21. In this loose position, it is therefore possible to remove the blank E from the fastener 11.
  • the transition from the tight position to the loosened position of the jaw 22, or vice versa, is obtained in the configuration represented by pneumatic means.
  • the jaw 22 is slidably connected to the base 21 by means of a plurality of connecting elements 24, preferably by four connecting elements 24, arranged projecting on the lower face of the jaw 22, preferably at the its peripheral flanges 22b and 22d, each of said connecting elements 24 being able to slide inside a bore 21f formed in the base 21, preferably at its intermediate portion 21b or 21d end, between a low position, shown on the figure 5a , in which the connecting element 24 abuts against a shoulder 21g of the base 21, and a high position, represented on the figure 5b in which the connecting element 24 is slightly upwards in the direction ZZ 'with respect to its low position.
  • the shoulder 21g may in particular be defined by the upper face of a lower portion 211 of the base 21 fixed on an upper portion 212 of said base 21, within which the connection elements 24 slide, said lower portion 211 adjacent to said upper part 212 at the open end of the bore 21f.
  • Each of the connecting elements 24 is advantageously formed of an upper cylindrical portion 24a fixed to the jaw 22, by means of a screw 25 for example, and of a lower cylindrical portion 24b having an enlarged diameter with respect to said cylindrical portion upper 24a so as to define a flange 24c against which bears a lower end washer of a stack 27 of spring washers housed in the bore 21f between the bottom 21f 1 of the bore 21f and said lower cylindrical portion 24b.
  • An upper end washer of the stack 27 can bear directly on the bottom 21f 1 of the bore 21f or, in the configuration shown, by means of a washer 26, said washer 26 for adjusting the force axial axis ZZ 'exerted by the stack 27.
  • the stack27 will therefore be advantageously configured to elastically hold the connecting element 24 in its lower position, corresponding to the tight position of the jaw 22.
  • the open end of the 21f bore opens into a cavity 21 h formed inside the lower portion 211 of the base 21, said cavity 21 h being in fluid connection with a pressurized fluid supply system adapted to vary the amount of fluid under pressure delivered.
  • This pressure can be controlled so as to cause the connecting element 24 to move from its low position to its high position, thereby positioning the jaw 22 in its loosened position.
  • the pressure to be applied in the chamber to cause such a displacement may in particular be equal to 5 bar.
  • the fixing device 11 described above may advantageously be used in the machine tool 10.
  • This machine 10 will in particular be able to machine blanks of watch plates.
  • a recovery system 40 provided with an exchangeable recovery matrix 41.
  • this system of recovery 40 may advantageously be positioned inside the base 31 so that the die 41 is substantially aligned with the openings 21e of the base 21 and 22e of the jaw 22 in the first and second positions of machining of the base 21.
  • the recovery system 40 will in particular be configured to allow the rise of the recovery matrix 41 in a direction perpendicular to the support surface S, that is to say in the direction ZZ ', since the low position shown on the figure 6a , in which the matrix 41 is flush with the upper surface of the base 31, to a high position (not shown), in which it bears under the platinum blank E when the base 21 is in its first or second machining position.
  • This rise of the die 41 may in particular occur at the end of the machining process, when only the clipping of the plate remains to be performed. Indeed, in its high position, the recovery matrix 41 will firmly maintain the platinum blank E, thus facilitating the clipping of the plate, and prevent the platen from falling on the ground once the clipping performed.
  • the matrix 41 it will be advantageous to configure the matrix 41 so that it is a negative counter-form of the upper or lower face of the plate if it must be in contact with said upper face, or respectively lower.
  • the holding in position of the plate on the matrix 41 will be ensured by the machining of the matrix 41.
  • Another possible solution possibly complementary to the previous one, could also consist in connecting the die 41 to vacuum or suction means so as to press the plate against the die 41 by suction.
  • the recovery system 40 could lower the die 41 in its lower position so as to facilitate the unloading of the plate. It is clear that such a recovery system 40 would not be useful if the format of the part or platinum to be obtained was identical to that of the blank E. In this case, the unloading of the part or the plate could be done directly after machining, the machined part still resting on the bearing surface S and the jaw 22 being in its loosened position.
  • This recovery system 40 comprises in particular an upper platform 401, substantially cylindrical, sliding inside a central cavity 311 formed inside the base 31.
  • This platform 401 is fixed in its lower part to a plate 402 on the upper surface of which three indexing balls 403 have been fixed, said balls being arranged so as to form an equilateral triangle.
  • the recovery matrix 41 is fixed by clipping to the upper part of the platform 401.
  • the platform 401 integral with the plate 402 can move along the axis ZZ 'under the action of a pneumatic piston (Not shown) whose rod 404 is fixed on the plate 402, preferably by screwing its upper end inside a threaded hole formed inside the plate.
  • the recovery system 40 can vertically move the recovery matrix 41 between a low position, in which said die 41 is in contact with the base 31, and a high position, as shown in FIGS. figures 7 and 8 , in which each of indexing balls 403 abuts against a pair of cylindrical pins 405 housed inside a recess 312 formed inside the lower surface of the base 31.
  • the pins 405 of each of the pairs will advantageously be arranged adjacent, the pins having the same radial orientation directed towards the ZZ 'axis.
  • the pins 405 will define a housing for the indexing balls 405, said housing being substantially defined by the arcuate surfaces of the pins 405.
  • the balls 403 when the recovery matrix 41 is in the high position, the balls 403 will be stalled inside their respective homes. In this position, any rotation of the platform 401, and therefore the recovery matrix 41, about the axis ZZ 'will be prevented. Moreover, so as to further improve the plating of the machined part on the recovery matrix 41, it will also be advantageous to equip the recovery system 40 with a suction device (not shown).
  • the platform 401, the plate 402 and the rod 404 are preferably traversed by a fluid circulation channel 406a, 406b and 406c respectively, said channels being in fluid communication with a fluid outlet (not shown).

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Abstract

L'invention concerne un dispositif de fixation (11) par serrage d'une ébauche (E) de pièce à usiner sur un socle (21), ladite ébauche (E) étant plate ou sensiblement plate et possédant une face inférieure (Fi), une face supérieure (Fs) et au moins une face latérale (FI), ledit socle (21) possédant au moins une surface d'appui (S) sur laquelle repose la face inférieure (Fi) de ladite ébauche (E), ledit dispositif (11) comportant au moins une mâchoire (22) reliée au socle (21) et mobile selon une direction (ZZ') perpendiculaire à ladite surface d'appui (S) entre une position desserrée, dans laquelle l'ébauche (E) peut se déplacer par rapport au socle (21), et une position serrée, dans laquelle la mâchoire (22) plaque l'ébauche (E) contre la surface d'appui (S), caractérisé en ce que la mâchoire (22) et le socle (21) sont munis chacun d'au moins une ouverture centrale (21 e, 22e) adaptée pour permettre le passage d'un outil d'usinage (12) et en ce que le socle (21) est apte à pivoter sous l'action de moyens de déplacement autour d'un axe de rotation (XX') parallèle à la surface d'appui (S) de manière à se positionner respectivement selon une première position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face supérieure (Fs) de l'ébauche (E) peut être effectué à travers l'ouverture centrale (22e) de la mâchoire (22), et une seconde position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face inférieure (Fi) de l'ébauche (E) peut être effectué à travers l'ouverture centrale (21 e) du socle (21).

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un dispositif de fixation par serrage d'une ébauche de pièce à usiner.
  • La présente invention concerne également une machine d'usinage d'ébauche de pièce comprenant un tel dispositif.
  • La présente invention concerne finalement un procédé d'usinage d'ébauche de platine horlogère.
    • Etat de la technique
  • Dans les machines d'usinage de pièces, notamment de platines horlogères, on utilise des dispositifs de fixation par serrage de différentes sortes afin de fixer les ébauches à usiner. La plupart des dispositifs de fixation existants ne permettent pas d'effectuer un usinage sur les deux faces opposées d'une ébauche plate ou sensiblement plate sans que ladite ébauche ne soit retournée manuellement par l'opérateur ou par un robot manipulateur et refixée à nouveau à l'intérieur du dispositif.
  • Ainsi, actuellement, l'usinage des ébauches de platines horlogères se fait selon deux étapes principales. D'abord, la face supérieure de l'ébauche est usinée et ensuite, la face inférieure est usinée. Entre ces deux étapes d'usinage, l'ébauche de platine doit être desserrée, retournée puis resserrée à nouveau à l'intérieur de la machine d'usinage au moyen d'un dispositif de fixation. Durant cette manoeuvre de retournement et de resserrage, il arrive fréquemment que la face inférieure ne soit plus correctement positionnée par rapport un référentiel géométrique qui avait servi lors de l'usinage de la face supérieure. Or, ce décalage, même microscopique, n'est pas acceptable étant donné que la fabrication de platines horlogères nécessite de respecter des exigences particulièrement sévères en terme de tolérances dimensionnelles, géométriques et d'états de surface. En particulier, la plupart des usinages réalisés sur les deux faces d'une platine horlogère doivent être parfaitement alignés pour éviter que la platine ne soit jugée comme non-conforme et ne soit mise au rebus. Pour corriger ce décalage, on est donc obligé actuellement de repositionner l'ébauche de platine à l'intérieur du dispositif de fixation, au moyen de goupilles par exemple, avant d'effectuer l'usinage de la face inférieure. Ceci limite donc fortement la productivité du procédé d'usinage dans son ensemble. Par ailleurs, ceci ne permet pas toujours d'obtenir la perfection recherchée.
    • Divulgation de l'invention
  • La présente invention vise donc à fournir une solution simple et efficace au problème susmentionné.
    A cet effet, conformément à l'invention, il est proposé un dispositif de fixation par serrage d'une ébauche de pièce à usiner sur un socle, ladite ébauche étant plate ou sensiblement plate et possédant une face inférieure, une face supérieure et au moins une face latérale, ledit socle possédant au moins une surface d'appui sur laquelle repose la face inférieure de ladite ébauche, ledit dispositif comportant au moins une mâchoire reliée au socle et mobile selon une direction perpendiculaire à ladite surface d'appui entre une position desserrée, dans laquelle l'ébauche peut se déplacer par rapport au socle, et une position serrée, dans laquelle la mâchoire plaque l'ébauche contre la surface d'appui, caractérisé en ce que la mâchoire et le socle sont munis chacun d'au moins une ouverture centrale adaptée pour permettre le passage d'un outil d'usinage et en ce que le socle est apte à pivoter sous l'action de moyens de déplacement autour d'un axe de rotation parallèle à la surface d'appui de manière à se positionner respectivement selon une première position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face supérieure de l'ébauche peut être effectué à travers l'ouverture centrale de la mâchoire, et une seconde position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face inférieure de l'ébauche peut être effectué à travers l'ouverture centrale du socle.
    D'autres configurations possibles de l'invention sont définies dans les revendications 2 à 18.
  • Ainsi configurée, le dispositif de la présente invention permet notamment de retourner l'ébauche de platine depuis une première position, dans laquelle sa face supérieure peut être usinée, jusqu'à une seconde position, dans laquelle sa face inférieure peut être usinée, sans que l'ébauche ne soit desserrée à l'intérieur du dispositif, maintenant ainsi les faces inférieure et supérieure dans un positionnement précis par rapport à un même référentiel géométrique.
  • Par ailleurs, la présente invention porte également sur une machine d'usinage selon les revendications 19 à 21 et sur un procédé d'usinage selon les revendications 22 à 23.
    • Brève description des dessins
  • D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à la lecture d'un mode particulier de réalisation de l'invention et en référence aux dessins dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une machine d'usinage conforme à l'invention ;
    • la figure 2 est une vue frontale en élévation du dispositif de fixation utilisé dans la machine d'usinage de la figure 1, le socle étant dans une première position d'usinage ;
    • la figure 3 est une vue en coupe selon le plan AA du dispositif de fixation représenté sur la figure 2 ;
    • la figure 4 est une vue en perspective du socle et de la mâchoire du dispositif de fixation représenté sur la figure 2 ;
    • la figure 5a est une vue partielle en coupe selon le plan BB du socle et de la mâchoire représentés sur la figure 4, la mâchoire étant dans sa position serrée ;
    • la figure 5b est une vue similaire à la figure 5a, la mâchoire étant dans sa position desserrée ;
    • les figures 6a, 6b et 6c sont des vues latérales en coupe selon le plan CC du dispositif de fixation représenté sur la figure 2, le socle étant respectivement dans sa première, seconde et troisième positions d'usinage ;
    • la figure 7 est une vue frontale en coupe d'un système de reprise utilisable dans la machine d'usinage de la figure 1 ;
    • la figure 8 est une vue de dessous du système de reprise représenté sur la figure 7.
    Description détaillée d'un mode d'exécution de l'invention
  • En référence à la figure 1, il est représenté une machine d'usinage d'ébauches de pièces à usiner conforme à l'invention.
  • Par usinage, on désigne un processus général qui peut comprendre toute sorte d'usinage, tel que le meulage, le fraisage, le tournage ou le perçage, par exemple, seul ou en combinaison. Par ébauche de pièce, on désigne des plaquettes de diverses formes, de préférence carrées ou rondes, lesdites plaquettes étant plates ou sensiblement plates. Ces plaquettes constitueront le support brut non usiné à partir duquel seront formées des pièces finies plus petites, comme par exemple des platines de montre. L'ébauche aura donc généralement une taille plus grande que la pièce finie à obtenir. Comme expliqué en détail dans la suite du descriptif, l'ébauche sera donc amenée à être découpée ou prédécoupée au format de la pièce finie, une fois le processus d'usinage effectué. Cette étape de découpe ou de prédécoupe permettra donc la séparation de la partie de l'ébauche non usinée, dénommée ébauche restante, de la partie de l'ébauche usinée, dénommée pièce, pièce finie ou platine dans le cas particulier des pièces horlogères.
  • Telle que représentée, la machine d'usinage 10, de type machine-outil, comprend notamment un dispositif de fixation par serrage 11 de l'ébauche à usiner et au moins un outil d'usinage 12. La machine 10 pourra avantageusement être configurée pour permettre un déplacement et un positionnement selon au moins trois degrés de liberté du dispositif de fixation 11 et/ou de l'outil d'usinage 12. Toutefois, par souci de simplification, la machine 10 et le dispositif de fixation 11 associé ne seront décrits dans les paragraphes suivants que dans la configuration représentée sur la figure 1, dans laquelle l'axe de rotation XX' autour duquel s'effectue la rotation de l'ébauche à usiner est horizontal et l'axe ZZ' le long duquel s'effectue le déplacement de l'outil d'usinage 12 est vertical. Dans ce cas, l'usinage des faces supérieure et inférieure de l'ébauche pourrait se faire simplement par la combinaison du déplacement de l'ébauche dans un plan horizontal et du déplacement de l'outil d'usinage selon l'axe ZZ'.
  • En référence à la figure 2, il est représenté une vue agrandie du dispositif de fixation 11. Ce dispositif de fixation 11 est formé de deux parties principales : un socle 21 et une mâchoire 22 entre lesquelles est disposée l'ébauche E à usiner. Le socle 21 est relié de manière pivotante à des éléments support verticaux gauche 32 et droit 33 respectivement à ses extrémités gauche 21a et droite 21d, lesdits éléments support 32 et 33 étant espacés dans le sens axial XX' et étant fixés sur ou solidaires d'une embase 31. L'embase 31 pourra notamment être circulaire et être avantageusement munie d'une cavité centrale à l'intérieur de laquelle viendra se positionner de manière coulissante un système de reprise 40 munie d'une matrice de reprise 41, ladite matrice étant apte à maintenir en position l'ébauche E lors de l'opération de détourage de la pièce comme décrit par la suite. Comme représenté sur la figure 3, le socle 21 pourra notamment pivoter autour de l'axe XX' sous l'action d'un actionneur (non représenté) agissant sur un arbre rotatif (non représenté) reçu à l'intérieur d'un logement d'extrémité 23a formé à l'intérieur de l'extrémité 21a, ledit arbre étant aligné axialement avec une bille 34c fixée, par collage par exemple, sur la paroi latérale de l'élément support droit 33 qui fait face à l'élément support gauche 32, ladite bille 34c étant disposée partiellement en saillie par rapport à ladite paroi latérale de telle sorte à venir se loger au moins partiellement à l'intérieur d'un cavité conique 23k formée à l'intérieur de l'extrémité 21d. La bille 34c aura notamment un diamètre de quelques mm, et de préférence de 4 mm. Dans une partie centrale 21c, le socle 21 est munie d'une ouverture centrale 21e, sensiblement circulaire, adaptée pour permettre le passage de l'outil d'usinage 12 lors de l'usinage de la face inférieure de l'ébauche E. La forme de l'ouverture 21e pourra varier en fonction de la forme de la pièce à obtenir. Ainsi, pour une pièce carrée, l'ouverture 21e sera avantageusement carrée. La zone périphérique de la partie centrale 21c entourant l'ouverture centrale 21e définit une surface d'appui S sur lequel repose la face inférieure de l'ébauche E lors de son usinage. A cet effet, ladite zone périphérique est avantageusement munie de trois zones ponctuelles S1, S2 et S3 formées en saillie, lesdites zones ponctuelles étant de préférence disposées de façon à définir un triangle équilatéral. Par ponctuelles, il faut entendre des zones d'une dizaine de mm2 de surface dans le cas de pièce finie d'une dizaine de cm2 de surface, et de préférence des zones circulaires d'un diamètre de 4mm environ dans le cas de pièce finie circulaire d'un diamètre de 40 mm environ. Il est clair que la taille et la répartition des zones ponctuelles pourra varier en fonction de la taille et de la forme de la pièce finie à obtenir. Chacune des zones S1, S2 et S3 sera avantageusement recouverte d'un revêtement de surface, de type PVD par exemple, augmentant le coefficient de frottement entre le socle 21 et l'ébauche E. Le socle 21 pourra pivoter autour de l'axe XX' de manière à se positionner selon au moins deux positions d'usinage différentes, et de préférence au moins trois positions d'usinage différentes, à savoir une première position d'usinage, représentée sur les figures 2 et 6a, dans laquelle la face supérieure Fs de l'ébauche E pourra être usinée par l'outil d'usinage 12 au travers d'une ouverture centrale 22e formée à travers la mâchoire 22, une seconde position d'usinage, représentée sur la figure 6b, dans laquelle la face inférieure Fi de l'ébauche E pourra être usinée par l'outil d'usinage 12 au travers de l'ouverture centrale 21e formée à travers le socle 21, et une troisième position d'usinage, représentée sur la figure 6c, dans laquelle la face latérale FI de l'ébauche E pourra être usinée par l'outil d'usinage 12 au travers d'une ouverture latérale 23e définie entre le socle 21 et la mâchoire 22. Dans le cas particulier représenté, correspondant à l'usinage d'une ébauche de platine horlogère, l'usinage de la face latérale permet notamment de former le trou recevant la tige du remontoir de la montre. On constate donc que, durant le déplacement du socle 21 de sa première position d'usinage à sa seconde position d'usinage, le socle 21 a pivoté de 180° autour de l'axe XX' et que, durant le déplacement du socle 21 de sa seconde position d'usinage à sa troisième position d'usinage, le socle 21 a pivoté de 90° dans le sens contraire des aiguilles d'une montre. Ces angles de rotation spécifiques sont avantageusement choisis de façon à positionner l'axe ZZ' défini par l'outil d'usinage 12 perpendiculairement à la face à usiner. Toutefois, dans d'autres configurations (non représentées) de l'invention, d'autres angles de rotation spécifiques, différents de 180° et 90°, pourront être envisagés.
  • De manière à faciliter le positionnement du socle dans les trois positions d'usinage susmentionnées, le dispositif de fixation 11 comprendra de préférence des moyens d'indexage intégrés à l'un au moins des éléments support verticaux 32 ou 33. Dans la configuration représentée sur les figures 2 et 3, ces moyens d'indexage consistent en deux billes 34a alignées dans un plan horizontal et en deux billes 34b alignées dans un plan vertical, lesdites billes 34a, 34b étant fixées, par collage par exemple, sur l'élément support gauche 32 de telle sorte à former deux saillies hémisphériques sur la paroi latérale 32a de l'élément support gauche 32 dirigée vers l'élément support droit 33, lesdites billes 34a, 34b étant logées au moins partiellement à l'intérieur de logements 23i et 23j formés dans la paroi latérale gauche du socle 21 qui est disposée de manière adjacente à la paroi latérale 32a lorsque le socle 21 est dans ses première et seconde positions d'usinage, en ce qui concerne les billes 34a, et dans sa troisième position d'usinage, en ce qui concerne les billes 34b. Il est clair que le nombre de billes d'indexage, ainsi que le nombre de logements correspondants, utilisées pour définir une position d'usinage donnée pourra également être limité à une seule ou être supérieur à deux, et que les billes d'indexage, ainsi que les logements correspondants, utilisées pour définir les première et seconde positions d'usinage pourront également être différentes.
  • Une forme avantageuse de logements utilisables dans le cadre de l'invention a été représentée sur la figure 4. Selon cette configuration avantageuse, le socle 21 est muni d'un premier logement 23i en forme de cavité conique et d'un second logement 23j en forme de rainure en V, lesdits logements 23i et 23j étant disposés de manière sensiblement symétrique par rapport à l'axe XX'. Ainsi configurés, les logements 23i, 23j assurent une liaison isostatique entre le socle 21 et les éléments support verticaux 32 et 33. Par ailleurs, comme expliqué en détail par la suite, la rainure en V pourra faciliter le déverrouillage du socle 21 lorsqu'il est positionné dans l'une de ses positions d'usinage. Il est clair que d'autres formes possibles de logements sont envisageables en lieu et place de la configuration représentée. En particulier, dans une autre configuration possible de l'invention (non représentée), les logements 23i et 23j pourront être identiques et formées soit des cavités coniques, soit des rainures en V.
  • De manière à améliorer encore la liaison isostatique du socle sur les éléments support verticaux, il est également avantageux, comme illustré sur la figure 4, de relier élastiquement la partie d'extrémité 21a au reste du socle 21 au moyen de trois lamelles élastiques 21 i, 21j et 21 k disposées en croix autour d'un plot central 21l, lesdites lamelles permettant une très faible variation de l'intervalle existant entre la partie d'extrémité 21a et le reste du socle 21 autour dudit plot central 21l.
  • De manière à empêcher, et respectivement permettre, le pivotement du socle par rapport à l'embase dans une des positions d'usinage susmentionnées, le dispositif de fixation 11 comprendra de préférence des moyens de verrouillage, et respectivement de déverrouillage, aptes à maintenir la ou les billes d'indexage 34a, 34b partiellement à l'intérieur des logements 23i, 23j, ou respectivement aptes à positionner la ou les billes d'indexage 34a, 34b à l'extérieur des logements 23i, 23j. Dans la configuration représentée sur la figure 2, les moyens de verrouillage consistent en un piston pneumatique 35 aptes à appliquer une force axiale dirigée vers la gauche sur une partie supérieure 33a de l'élément support droit 33. Ce piston 35 pourra toutefois être remplacé par tout autre actionneur apte à appliquer une force axiale dirigée vers la gauche sur la partie supérieure 33a. La partie supérieure 33a sera avantageusement mobile dans le sens axial par rapport à une partie inférieure 33b de l'élément support 33 qui est fixée sur l'embase 31 de manière à presser le socle 21, solidaire en translation de ladite partie supérieure 33a par l'intermédiaire de la bille 34c, contre l'élément support gauche 32, plaquant ainsi les billes 34a, 34b à l'intérieur de leur logement respectif 23i, 23j. Dans la configuration représentée, cette mobilité de la partie supérieure 33a pourra notamment s'obtenir en reliant ladite partie supérieure 33a à ladite partie inférieure 33b au moyen de deux lames ressorts 33c parallèles et sensiblement verticales. Ainsi, la partie supérieure 33a pourra se déplacer axialement autour de la position d'équilibre représentée sur la figure 2, dans laquelle les parties supérieure 33a et inférieure 33b sont sensiblement alignées dans le sens vertical. En ce qui concerne le déverrouillage, deux solutions peuvent être envisagées. Dans une première solution, représentée ici, le déverrouillage s'effectue en partie au moyen du premier actionneur, précédemment mentionné, qui sert à faire tourner le socle 21. En effet, en appliquant un couple suffisamment important sur le socle, il est possible de provoquer un déplacement relatif entre les billes 34a, 34b et leur logement respectif 23i, 23j, permettant ainsi aux billes 34a, 34b d'être positionnées à l'extérieur de leur logement respectif 23i, 23j. Cette opération est facilitée si au moins l'un des logements est une rainure en V du fait que l'inclinaison des bords de la rainure facilite le déplacement du socle 21 vers la droite. Il est clair qu'une telle opération n'est envisageable que si le piston 35 n'applique aucune force axiale vers la gauche sur la partie supérieure 33a. Dans une deuxième solution (non représentée), on utilise un deuxième actionneur pour déplacer dans le sens axial le socle 21 par rapport à l'élément support gauche 32 de manière à l'éloigner dudit élément support gauche 32. Cette opération permet ainsi de positionner les billes 34a, 34b à l'extérieur de leur logement respectif 23i, 23j. Une fois les billes 34a, 34b sorties de leur logement respectif, le socle 21 est pivoté grâce au premier actionneur jusqu'à la position d'usinage désirée. Comme dans la solution précédente, cette opération n'est réalisable que si le piston 35 n'applique aucune force axiale vers la gauche sur la partie supérieure 33a. Une fois la position d'usinage désirée atteinte, le premier et le deuxième actionneurs sont mis à l'arrêt, ce qui permet aux billes 34a, 34b de se positionner dans leur logement respectif 23i, 23j et le vérin 35 applique ensuite une force axiale vers la gauche sur la partie supérieure 33a de manière à verrouiller le socle 21 dans la position d'usinage désirée.
  • En référence aux figures 4, 5a et 5b, il est représenté en détail une configuration préférentielle permettant de relier la mâchoire 22 au socle 21 de telle sorte à ce que ladite mâchoire soit mobile selon une direction perpendiculaire à la surface d'appui S entre une position desserrée, représentée sur la figure 5b, et une position serrée, représentée sur la figure 5a. Dans cette configuration avantageuse, la mâchoire 22 possède un rebord périphérique entourant l'ouverture centrale 22e, ledit rebord définissant au moins un rebord périphérique gauche 22b et un rebord périphérique droit 22d, lesquels sont disposés à l'aplomb respectivement d'une partie intermédiaire 21b du socle 21, séparant la partie d'extrémité 21a de la partie centrale 21c, et de la partie d'extrémité 21d. Lesdits rebords périphériques 22b et 22d seront avantageusement disposés de part et d'autre d'une portion centrale 22c séparée verticalement de la partie centrale 21c par l'ouverture latérale 23e. Comme représenté sur la figure 5a, lorsque la mâchoire 22 est dans sa position serrée, une surface d'appui S' définie par la paroi inférieure de la portion centrale 22c vient appuyer sur la face supérieure Fs de l'ébauche E, plaquant ainsi la face inférieure Fi de ladite ébauche E contre la surface d'appui S. Ceci permet donc de maintenir l'ébauche E en position fixe par rapport au socle 21. Au contraire, lorsque la mâchoire 22 est dans sa position desserrée, représentée sur la figure 5b, la surface d'appui S' n'est plus en appui sur la face supérieure Fs. L'ébauche E peut donc librement se déplacer dans la direction ZZ' perpendiculaire à la surface d'appui S par rapport au socle 21. Dans cette position desserrée, il est donc possible de retirer l'ébauche E du dispositif de fixation 11. Le passage de la position serrée à la position desserrée de la mâchoire 22, ou vice versa, s'obtient dans la configuration représentée par des moyens pneumatiques. En effet, comme représenté sur la figure 5a, la mâchoire 22 est reliée de manière coulissante au socle 21 au moyen d'une pluralité d'éléments de connexion 24, de préférence par quatre éléments de connexion 24, disposés en saillie sur la face inférieure de la mâchoire 22, de préférence au niveau de ses rebords périphériques 22b et 22d, chacun desdits éléments de connexion 24 étant apte à coulisser à l'intérieur d'un alésage 21f ménagé dans le socle 21, de préférence au niveau de sa partie intermédiaire 21b ou d'extrémité 21d, entre une position basse, représentée sur la figure 5a, dans laquelle l'élément de connexion 24 vient en butée contre un épaulement 21g du socle 21, et une position haute, représentée sur la figure 5b, dans laquelle l'élément de connexion 24 est légèrement décalé vers le haut dans la direction ZZ' par rapport à sa position basse. L'épaulement 21g pourra notamment être défini par la face supérieure d'une partie basse 211 du socle 21 fixée sur une partie haute 212 dudit socle 21, à l'intérieur de laquelle coulisse les éléments de connexion 24, ladite partie basse 211 jouxtant ladite partie haute 212 au niveau de l'extrémité ouverte de l'alésage 21f. Chacun des éléments de connexion 24 sera avantageusement formé d'une partie cylindrique supérieure 24a fixée à la mâchoire 22, au moyen d'une vis 25 par exemple, et d'une partie cylindrique inférieure 24b possédant un diamètre élargie par rapport à ladite partie cylindrique supérieure 24a de manière à définir une collerette 24c contre laquelle prend appui une rondelle d'extrémité inférieure d'un empilement 27 de rondelles ressort logé dans l'alésage 21f entre le fond 21f1 de l'alésage 21f et ladite partie cylindrique inférieure 24b. Une rondelle d'extrémité supérieure de l'empilement 27 peut prendre appui directement sur le fond 21f1 de l'alésage 21f ou, dans la configuration représentée, par l'intermédiaire d'une rondelle 26, ladite rondelle 26 permettant de régler la force axiale selon la direction ZZ' exercée par l'empilement 27. L'empilement27 sera donc avantageusement configuré pour maintenir élastiquement l'élément de connexion 24 dans sa position basse, correspondant à la position serrée de la mâchoire 22. L'extrémité ouverte de l'alésage 21f débouche dans une cavité 21 h formée à l'intérieur de la partie basse 211 du socle 21, ladite cavité 21 h étant en connexion fluidique avec un système d'alimentation de fluide sous pression apte à faire varier la quantité de fluide sous pression délivrée. Ainsi, il est possible de faire varier la pression existant à l'intérieur d'une chambre hermétiquement fermée définie respectivement par la cavité 21 h, la paroi inférieure de la partie cylindrique inférieure 24b et la portion d'extrémité de l'alésage 21f s'étendant entre l'épaulement 21g et un joint d'étanchéité 28 logé entre la partie cylindrique inférieure 24b et ledit alésage 21f. Cette pression pourra notamment être contrôlée de façon à provoquer le déplacement de l'élément de connexion 24 de sa position basse à sa position haute, positionnant ainsi la mâchoire 22 dans sa position desserrée. Dans le cas particulier de l'usinage d'ébauches de pièces horlogères, la pression à appliquer dans la chambre pour provoquer un tel déplacement pourra notamment être égale à 5 bar.
  • Le dispositif de fixation 11 décrit précédemment pourra avantageusement être utilisé dans la machine d'usinage 10. Cette machine 10 sera notamment susceptible d'usiner des ébauches de platines horlogères. Dans ce cas, il sera envisageable d'équiper la machine 10 d'un système de reprise 40 munie d'une matrice de reprise 41 interchangeable. Tel que représenté sur les figures 2 et 6a, ce système de reprise 40 pourra avantageusement se positionner à l'intérieur de l'embase 31 de telle sorte que la matrice 41 soit sensiblement alignée avec les ouvertures 21e du socle 21 et 22e de la mâchoire 22 dans les première et seconde positions d'usinage du socle 21. Le système de reprise 40 sera notamment configuré pour permettre la montée de la matrice de reprise 41 selon une direction perpendiculaire à la surface d'appui S, c'est-à-dire selon la direction ZZ', depuis la position basse représentée sur la figure 6a, dans laquelle la matrice 41 affleure à la surface supérieure de l'embase 31, jusqu'à une position haute (non représentée), dans laquelle elle est en appui sous l'ébauche de platine E lorsque le socle 21 est dans sa première ou seconde position d'usinage. Cette montée de la matrice 41 pourra notamment se produire à la fin du procédé d'usinage, lorsque seul le détourage de la platine reste à effectuer. En effet, dans sa position haute, la matrice de reprise 41 maintiendra fermement l'ébauche de platine E, facilitant ainsi le détourage de la platine, et évitera que la platine ne tombe sur le sol une fois le détourage effectué. A cette fin, il sera avantageux de configurer la matrice 41 de façon à ce qu'elle soit une contre-forme en négatif de la face supérieure, ou respectivement inférieure, de la platine si elle doit être en contact avec ladite face supérieure, ou respectivement inférieure. Dans cette configuration avantageuse, le maintien en position de la platine sur la matrice 41 sera assuré par les usinages de la matrice 41. Une autre solution envisageable, éventuellement complémentaire de la précédente, pourrait également consister à relier la matrice 41 à des moyens de mise sous vide ou d'aspiration de manière à plaquer la platine contre la matrice 41 par aspiration. Une fois le détourage effectué, le système de reprise 40 pourrait faire redescendre la matrice 41 dans sa position basse de façon à faciliter le déchargement de la platine. Il est clair qu'un tel système de reprise 40 ne serait pas utile si le format de la pièce ou de la platine à obtenir était identique à celui de l'ébauche E. Dans ce cas, le déchargement de la pièce ou de la platine pourrait se faire directement après l'usinage, la pièce usinée reposant encore sur la surface d'appui S et la mâchoire 22 étant dans sa position desserrée.
  • La machine d'usinage 10 munie du dispositif de fixation 11 pourra avantageusement être utilisée lors d'un procédé plus général d'usinage d'ébauche de platine horlogère. Ce procédé comprendra notamment les étapes initiales a) à k) suivantes :
    1. a) placement d'une ébauche de platine sur une surface d'appui d'un socle muni d'une ouverture centrale ;
    2. b) serrage de l'ébauche entre le socle et une mâchoire munie d'une ouverture centrale ;
    3. c) rotation du socle autour d'un axe de rotation XX' parallèle à la surface d'appui de façon à positionner le socle dans une première position d'usinage ;
    4. d) verrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX' dans la première position d'usinage ;
    5. e) usinage au moyen d'un outil d'usinage de la face supérieure de l'ébauche de platine à travers l'ouverture centrale de la mâchoire ;
    6. f) déverrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX';
    7. g) rotation du socle autour de l'axe de rotation XX' de façon à positionner le socle dans une seconde position d'usinage ;
    8. h) verrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX' dans la seconde position d'usinage ;
    9. i) usinage au moyen de l'outil d'usinage de la face inférieure de l'ébauche de platine à travers l'ouverture centrale du socle ;
    10. j) déverrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX';
    11. k) répétition éventuelle des étapes c) à j).
    A la fin de l'étape k), l'ébauche E sera en principe totalement usinée sur ces faces inférieure Fi et supérieure Fs. L'étape k) sera éventuellement suivie des étapes additionnelles l) à o) suivantes dans le cas où la platine devra également être usinée sur sa face latérale FI :
    • l) rotation du socle autour de l'axe de rotation XX' de façon à positionner le socle dans une troisième position d'usinage ;
    • m) verrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX' dans la troisième position d'usinage ;
    • n) usinage au moyen de l'outil d'usinage de la face latérale de l'ébauche de platine à travers une ouverture latérale formée entre le socle et la mâchoire ;
    • o) déverrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX'. A la fin de l'étape o), l'ébauche E sera en principe totalement usinée.
    Dans le cas où aucun détourage ne devra être effectué, elle sera uniquement suivie de l'étape finale w) suivante :
    • w) desserrage et déchargement de la platine.
    En revanche, dans le cas où un détourage devra encore être effectué, elle sera suivie des étapes additionnelles p) à v) suivantes :
    • p) rotation du socle autour de l'axe de rotation XX' de façon à positionner le socle dans la première, ou respectivement la seconde, position d'usinage ;
    • q) verrouillage en rotation du socle selon l'axe de rotation XX' dans la première, ou respectivement la seconde, position d'usinage ;
    • r) déplacement d'une matrice de reprise au moyen d'un système de reprise de manière à la positionner en appui sous la face inférieure, ou respectivement supérieure, de l'ébauche de platine;
    • s) plaquage optionnel de l'ébauche de platine sur la matrice de reprise, de préférence au moyen d'une aspiration ;
    • t) détourage de la platine ;
    • u) déplacement de la matrice de reprise au moyen du système de reprise de manière à la positionner dans une position de déchargement ;
    • v) arrêt éventuel du plaquage de l'étape s).
    L'étape v) sera alors suivie des étapes finales w) à y) suivantes :
    • w) déchargement de la platine ;
    • x) desserrage de l'ébauche restante ;
    • y) déchargement de l'ébauche restante.
    Il sera également avantageux de prévoir les étapes préliminaires a1) à a4) suivantes, dans le cas où la matrice de reprise doit être configurée comme une contre-forme en négatif de la face inférieure, ou respectivement supérieure, de la platine:
    • a1) installation de la matrice de reprise, de préférence par clipsage, sur le système de reprise ;
    • a2) montée de la matrice de reprise au moyen du système de reprise dans une position haute dans laquelle elle peut être usinée par l'outil d'usinage;
    • a3) usinage au moyen de l'outil d'usinage de la matrice de reprise de façon à la configurer comme une contre-forme en négatif de la face inférieure, ou respectivement supérieure, de la platine;
    • a4) descente de la matrice de reprise au moyen du système de reprise dans une position basse dans laquelle elle ne gêne pas la rotation du socle.
  • En référence aux figures 7 et 8, il est représenté une configuration possible d'un système de reprise utilisable dans le cadre de la machine d'usinage de la présente invention.
  • Ce système de reprise 40 comporte notamment une plate-forme supérieure 401, sensiblement cylindrique, coulissant à l'intérieur d'une cavité centrale 311 formée à l'intérieur de l'embase 31. Cette plate-forme 401 est fixée dans sa partie basse à un plateau 402 à la surface supérieure duquel ont été fixées trois billes d'indexage 403, lesdites billes étant disposées de manière à former un triangle équilatéral. La matrice de reprise 41 est quant à elle fixée par clipsage à la partie haute de la plate-forme 401. La plate-forme 401 solidaire du plateau 402 pourra se déplacer selon l'axe ZZ' sous l'action d'un piston pneumatique (non représenté) dont la tige 404 est fixée sur le plateau 402, avantageusement par vissage de son extrémité supérieure à l'intérieur d'un trou fileté formé à l'intérieur du plateau. Ainsi, le système de reprise 40 pourra déplacer verticalement la matrice de reprise 41 entre une position basse, dans laquelle ladite matrice 41 est en contact avec l'embase 31, et une position haute, telle que représentée sur les figures 7 et 8, dans laquelle chacune des billes d'indexage 403 vient en butée contre une paire de goupilles cylindriques 405 logées à l'intérieur d'un creux 312 formé à l'intérieur de la surface inférieure de l'embase 31. Les goupilles 405 de chacune des paires seront avantageusement disposées de manière adjacente, les goupilles possédant la même orientation radiale dirigées vers l'axe ZZ'. Ainsi disposées, les goupilles 405 définiront un logement pour les billes d'indexage 405, ledit logement étant sensiblement défini par les surfaces en arc de cercle des goupilles 405. Ainsi, lorsque la matrice de reprise 41 sera en position haute, les billes 403 seront calées à l'intérieur de leur logement respectif. Dans cette position, toute rotation de la plate-forme 401, et par conséquent de la matrice de reprise 41, autour de l'axe ZZ' sera empêchée. Par ailleurs, de manière à améliorer encore le plaquage de la pièce usinée sur la matrice de reprise 41, il sera également avantageux d'équiper le système de reprise 40 d'un dispositif d'aspiration (non représenté). A cet effet, la plate-forme 401, le plateau 402 et la tige 404 sont avantageusement traversées par un canal de circulation de fluide 406a, 406b et 406c respectivement, lesdits canaux étant en communication fluidique avec une sortie de fluide (non représentée).

Claims (23)

  1. Dispositif de fixation (11) par serrage d'une ébauche (E) de pièce à usiner sur un socle (21), ladite ébauche (E) étant plate ou sensiblement plate et possédant une face inférieure (Fi), une face supérieure (Fs) et au moins une face latérale (FI), ledit socle (21) possédant au moins une surface d'appui (S) sur laquelle repose la face inférieure (Fi) de ladite ébauche (E), ledit dispositif (11) comportant au moins une mâchoire (22) reliée au socle (21) et mobile selon une direction (ZZ') perpendiculaire à ladite surface d'appui (S) entre une position desserrée, dans laquelle l'ébauche (E) peut se déplacer par rapport au socle (21), et une position serrée, dans laquelle la mâchoire (22) plaque l'ébauche (E) contre la surface d'appui (S), caractérisé en ce que la mâchoire (22) et le socle (21) sont munis chacun d'au moins une ouverture centrale (21e, 22e) adaptée pour permettre le passage d'un outil d'usinage (12) et en ce que le socle (21) est apte à pivoter sous l'action de moyens de déplacement autour d'un axe de rotation (XX') parallèle à la surface d'appui (S) de manière à se positionner respectivement selon une première position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face supérieure (Fs) de l'ébauche (E) peut être effectué à travers l'ouverture centrale (22e) de la mâchoire (22), et une seconde position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face inférieure (Fi) de l'ébauche (E) peut être effectué à travers l'ouverture centrale (21 e) du socle (21).
  2. Dispositif (11) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mâchoire (22) et le socle (21) sont configurés pour définir ensemble une ouverture latérale (23e) lorsque la mâchoire (22) est dans sa position serrée, ladite ouverture latérale (23e) étant adaptée pour permettre le passage d'un outil d'usinage (12) et en ce que le socle (21) est apte à pivoter sous l'action desdits moyens de déplacement autour dudit axe de rotation (XX') de manière à se positionner selon une troisième position d'usinage, dans laquelle l'usinage de la face latérale (FI) de l'ébauche (E) peut être effectué à travers ladite ouverture latérale (23e).
  3. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'indexage (34a, 34b) aptes à faciliter le positionnement précis du socle (21) selon la première, la seconde et/ou la troisième position d'usinage.
  4. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comprend une embase (31) horizontale et au moins deux éléments support verticaux, respectivement un élément support gauche (32) et un élément support droit (33), espacés dans le sens axial et fixés sur ou solidaires de ladite embase (31), lesdits éléments support (32, 33) étant configurés pour permettre la connexion pivotante du socle (21) sur l'embase (31).
  5. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens d'indexage sont une ou plusieurs billes d'indexage (34a, 34b) fixées sur l'élément support gauche (32) de telle sorte à former une ou plusieurs saillies hémisphériques sur la paroi latérale (32a) dudit élément support gauche (32) dirigée vers l'élément support droit (33), la ou lesdites billes (34a, 34b) étant logées au moins partiellement à l'intérieur de logements (23i, 23j) formés dans une partie d'extrémité (21a) du socle (21) disposée de manière adjacente à ladite paroi latérale (32a) dudit élément support gauche (32) lorsque le socle (21) est dans sa première, seconde et/ou troisième position d'usinage.
  6. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de verrouillage (35) aptes à maintenir la ou les billes d'indexage (34a, 34b) partiellement à l'intérieur desdits logements (23i, 23j), empêchant ainsi le pivotement du socle par rapport à l'embase, et des moyens de déverrouillage aptes à positionner la ou les billes d'indexage (34a, 34b) à l'extérieur desdits logements (23i, 23j), permettant ainsi le pivotement du socle par rapport à l'embase.
  7. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de verrouillage comprennent un premier actionneur (35) apte à déplacer dans le sens axial une partie mobile (33a) de l'élément support droit (33) par rapport à une partie fixe (33b) dudit élément support droit (33) de telle sorte à presser le socle (21), solidaire en translation de ladite partie mobile (33a), contre l'élément support gauche (32), plaquant ainsi la ou les billes d'indexage (34a, 34b) à l'intérieur de leur logement respectif (23i, 23j).
  8. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier actionneur est un piston pneumatique (35) apte à appliquer une force axiale dirigée vers la gauche sur ladite partie mobile (33a).
  9. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite partie mobile (33a) est reliée à ladite partie fixe (33b) au moyen de deux lames ressorts (33c) parallèles et sensiblement verticales de telle sorte que ladite partie mobile (33a) est apte à se déplacer axialement autour d'une position d'équilibre dans laquelle lesdites parties fixe (33b) et mobile (33a) sont sensiblement alignées dans le sens vertical (ZZ').
  10. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de déverrouillage comprennent un second actionneur apte à déplacer dans le sens axial le socle (21) par rapport à l'élément support gauche (32) de telle sorte à éloigner ledit socle (21) dudit élément support gauche (32), permettant ainsi à la ou aux billes d'indexage (34a, 34b) d'être positionnées à l'extérieur de leur logement respectif (23i, 23j).
  11. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de déverrouillage consistent en les moyens de déplacement permettant le pivotement du socle (21) autour de l'axe de rotation (XX'), lesdits moyens de déplacement étant aptes à appliquer un couple suffisant sur le socle (21) de telle sorte à permettre le positionnement de la ou des billes d'indexage (34a, 34b) hors de leur logement respectif (23i, 23j).
  12. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'au moins l'un des logements est une rainure en V (23j) de manière à faciliter le déplacement de la bille (34a, 34b) associée hors dudit logement.
  13. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications 5 à 12, caractérisé en ce qu'au moins l'un des logements est une cavité conique (23i).
  14. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la partie d'extrémité (21a) du socle (21) possède deux logements (23i, 23j) disposés de manière sensiblement symétrique par rapport à l'axe de rotation (XX'), l'un des logements (23j) étant une rainure en V et l'autre logement (23i) étant une cavité conique, lesdits logements (23i, 23j) assurant ainsi une liaison isostatique entre le socle (21) et les éléments support verticaux (32, 33).
  15. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications 5 à 14, caractérisé en ce que l'élément support gauche (32) comporte au moins deux billes (34a) alignées dans le plan défini par la surface d'appui (S) ou dans un plan parallèle à ce dernier, lesdites billes (34a) permettant de positionner le socle (21) dans sa première et seconde position d'usinage, et/ou au moins deux billes (34b) alignées dans un plan perpendiculaire au plan défini par la surface d'appui (S), lesdites billes (34b) permettant de positionner le socle (21) dans sa troisième position d'usinage.
  16. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une pluralité d'éléments de connexion (24) est disposée en saillie sur la face inférieure de la mâchoire (22), chacun desdits éléments de connexion (24) possédant une partie cylindrique supérieure (24a) fixée à ladite mâchoire (22) et une partie cylindrique inférieure (24b) à diamètre élargie, ladite partie cylindrique inférieure (24b) coulissant à l'intérieur d'un alésage (21f) ménagé dans le socle (21) entre une position basse correspondant à la position serrée de la mâchoire (22) et une position haute correspondant à la position desserrée de la mâchoire (22), un empilement (27) de rondelles ressort prenant appui contre le fond (21f1) dudit alésage (21f) et sur la paroi supérieure (24c) de ladite partie cylindrique inférieure (24b) étant configuré pour maintenir élastiquement ladite partie cylindrique inférieure (24b) dans sa position basse.
  17. Dispositif (11) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte dudit alésage (21f) débouche dans une cavité (21 h) formée à l'intérieur du socle (21), ladite cavité (21 h) définissant avec ledit alésage (21f) et la paroi inférieure de ladite partie cylindrique inférieure (24b) une chambre hermétiquement fermée, la pression à l'intérieur de ladite chambre étant contrôlable au moyen d'un système pneumatique de façon à permettre le déplacement de ladite partie cylindrique inférieure (24b) de sa position basse à sa position haute.
  18. Dispositif (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface d'appui (S) est définie par trois zones ponctuelles (S1, S2, S3) formées en saillie sur une partie centrale (21c) du socle (21) entourant son ouverture centrale (21 e), lesdites zones ponctuelles (S1, S2, S3) étant de préférence disposées de façon à définir un triangle équilatéral.
  19. Machine d'usinage (10) d'ébauche (E) de pièce comprenant un dispositif de fixation par serrage (11) selon l'une quelconque des revendications précédentes, ladite machine (10) comprenant également un système de reprise (40), ledit système de reprise (40) comprenant au moins une matrice de reprise (41) apte à venir en appui sous l'ébauche (E) de pièce lorsque le socle (21) est dans sa première ou seconde position d'usinage de manière à faciliter le détourage de la pièce.
  20. Machine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la matrice de reprise (41) est une contre-forme en négatif de la face supérieure ou inférieure de la pièce, le maintien en position de la pièce étant ainsi assuré par les usinages de la matrice (41).
  21. Machine (10) selon la revendication 19 ou 20, caractérisée en ce que la matrice de reprise (41) est reliée à des moyens de mise sous vide ou d'aspiration de manière à plaquer la pièce contre la matrice (41) par aspiration.
  22. Procédé d'usinage d'ébauche (E) de platine horlogère comportant les étapes initiales a) à k) suivantes :
    a) placement d'une ébauche (E) de platine sur une surface d'appui (S) d'un socle (21) muni d'une ouverture centrale (21e) ;
    b) serrage de l'ébauche (E) entre le socle (21) et une mâchoire (22) munie d'une ouverture centrale (22e) ;
    c) rotation du socle (21) autour d'un axe de rotation (XX') parallèle à la surface d'appui (S) de façon à positionner le socle (21) dans une première position d'usinage ;
    d) verrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') dans la première position d'usinage ;
    e) usinage au moyen d'un outil d'usinage (12) de la face supérieure (Fs) de l'ébauche (E) de platine à travers l'ouverture centrale (22e) de la mâchoire (22) ;
    f) déverrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') ;
    g) rotation du socle (21) autour de l'axe de rotation (XX') de façon à positionner le socle (21) dans une seconde position d'usinage ;
    h) verrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') dans la seconde position d'usinage ;
    i) usinage au moyen de l'outil d'usinage (12) de la face inférieure (Fi) de l'ébauche (E) de platine à travers l'ouverture centrale (21 e) du socle (21) ;
    j) déverrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') ;
    k) répétition éventuelle des étapes c) à j) ;
    et, de préférence, les étapes additionnelles l) à o) suivantes :
    l) rotation du socle (21) autour de l'axe de rotation (XX') de façon à positionner le socle (21) dans une troisième position d'usinage ;
    m) verrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') dans la troisième position d'usinage ;
    n) usinage au moyen de l'outil d'usinage (12) de la face latérale (FI) de l'ébauche (E) de platine à travers une ouverture latérale (23e) formée entre le socle (21) et la mâchoire (22);
    o) déverrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') ;
    et, de préférence, les étapes additionnelles p) à v) suivantes :
    p) rotation du socle (21) autour de l'axe de rotation (XX') de façon à positionner le socle (21) dans la première, ou respectivement la seconde, position d'usinage ;
    q) verrouillage en rotation du socle (21) selon l'axe de rotation (XX') dans la première, ou respectivement la seconde, position d'usinage ;
    r) déplacement d'une matrice de reprise (41) au moyen d'un système de reprise (40) de manière à la positionner en appui sous la face inférieure (Fi), ou respectivement supérieure (Fs), de l'ébauche (E) de platine;
    s) plaquage optionnel de l'ébauche (E) de platine sur la matrice de reprise (41), de préférence au moyen d'une aspiration ;
    t) détourage de la platine ;
    u) déplacement de la matrice de reprise (41) au moyen du système de reprise (40) de manière à la positionner dans une position de déchargement ;
    v) arrêt éventuel du plaquage de l'étape s);
    et l'étape finale w) suivante :
    w) desserrage éventuel et déchargement de la platine ;
    et, de préférence, les étapes finales x) et y) suivantes :
    x) desserrage de l'ébauche restante ;
    y) déchargement de l'ébauche restante.
  23. Procédé selon la revendication 22, comportant les étapes préliminaires suivantes :
    a1) installation de la matrice de reprise (41), de préférence par clipsage, sur le système de reprise (40);
    a2) montée de la matrice de reprise (41) au moyen du système de reprise (40) dans une position haute dans laquelle elle peut être usinée par l'outil d'usinage (12) ;
    a3) usinage au moyen de l'outil d'usinage (12) de la matrice de reprise (41) de façon à la configurer comme une contre-forme en négatif de la face inférieure, ou respectivement supérieure, de la platine;
    a4) descente de la matrice de reprise (41) au moyen du système de reprise (40) dans une position basse dans laquelle elle ne gêne pas la rotation du socle (21).
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