Brevet FR2131876A1 — publié le 19721117

L'invention est relative à un procédé d'usinage concentrique à un alésage cylindrique, et plus particulièrement de pièces de grande longueur, et son application aux guides d'ondes. Lorsqutune pièce comporte un alésage cylindrique et que lton veut effectuer sur cette pièce un usinage concentrique a cet alésage, il est connu soit de monter cette pièce entre les pointes d'un tour, si des appuis convenables peuvent être pris sur cet alésage, soit de monter cet alésage sur un mandrin expansible porté par le plateau d'entraînement du tour, soit encore de prendre directement en serrage une surface appropriée de la pièce entre les mors du plateau d'entraînement. De toute manière, la pièce à usiner est entraînée par l'intermédiaire du plateau d'entrainement monté sur la poupée fixe du tour, tandis que l'usinage est obtenu par déplacement du chariot porte-outil. Un tel procédé d'usinage est général, mais son application s'avère malaisée lorsqu'on se trouve en présence de pièces de grande longueur ; il faut alors disposer de tours d'une capacité entre pointes au moins égale à cette grande longueur, même pour le seul usinage des extrémités de ces pièces C'est en particulier le cas, lorsqu'on désire obtenir l'usinage concentrique des extrémités de tubes longs soigneusement calibrés, en vue de procéder ensuite à une jonction manchonnée de précision, conférant à l'assemblage une coaxialité aussi rigoureuse que possible. Ce cas se présente notamment lors de la réalisation de lignes de guides d'ondes ; on sait que ces lignes sont constituées par des tronçons tubulaires dont la partie intérieure est parfaitement catibrén, et dont les jonctions d'assemblage bout à bout requièrent une précision d'alignement axial n'excèdant pas le millième de radian, ou encore un décalage axial n'excèdant pas le centième de millimètre. Les difficultés d'usinage concentrique à l'alésage des extrémités de ces tronçons de guides d'ondes ont conduit jusqu ici à la limitation de leur longueur à environ trois mètres, alors que la construction de lignes de guides d'ondes à grande distance nécessiterait l'utilisation de tronçons d'une dizaine de mètres de longueur. L'invention a pour but un procédé et un dispositif permettant assez aisément l'usinage concentrique à l'alésage des extrémités de pièces de grande longueur, telles qu'un tronçon de guides d'ondes pouvant présenter une longueur d'une dizaine de mètres. L'invention a pour objet un procédé d'usinage concentrique à l'alésage d'une extrémité de pièce, notamment de grande longueur, au moyen d'un mandrin expansible radialement, et du plateau d'entraînement d'un tour et de son chariot, caractérisé par le fait que la pièce est fixée sur le chariot, tandis que l'alésage de l'extrémité à usiner est monté sur la tête d'un mandrin expansible, ledit mandrin étant lui-même centre sur l'axe du tour et déplacé parallèlement à cet axe, par translation du chariot, en même temps que la pièce dont l'extrémité à usiner est au contact d'un outil en rotation entraîné par le plateau d'entre nement. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé caractérisé par le fait qutil est constitué par un mandrin expansible comportant une queue cylindrique coulissant dans l'alésage concentrique d'un manchon dont l'extrémité en regard du mandrin est munie de moyens porte-outils, et l'autre extrémité est concentrique audit alésage dudit manchon. Selon une caractéristique, l'alésage concentrique du manchon porte-outil est muni d'au moins une bague auto-lubrifiante. Selon une autre caractéristique, l'alésage concentrique du manchon porteoutil est muni de roulements de précision. Selon une autre caractéristique, l'alésage du manchon porte-outil est muni d'un joint d'étanchéité à l'huile. Selon une autre caractéristique, le mandrin expansible est muni d'un joint de protection contre les copeaux. Selon une autre caractéristique, la pièce à usiner est un tronçon de guides d'ondes. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple et illustré dans le dessin annexé. La figure unique représente une vue schématique de mise en oeuvre du procédé. Dans la figure, on a représenté par 1, un tronçon de guide d'ondes dont ltextrémité 11 est à usiner concentriquement à son alésage 12 ~- on a désigné respectivement par 2 et 3 le chariot et le plateau d'entraînement d'un tour non représenté, par 4 un mandrin expansible, et par 5 un manchon porte-outil. Le mandrin expansible 4 comporte une tête 41 expansible radialement, un dispositif de serrage 42, et une queue cylindrique rectifiée 43 polie miroir. La partie intérieure du manchon 5 comporte un alésage cylindrique 51, che- misé par une bague auto-lubrifiante 52 protégée par un joint étanche à l'huile 53, et un évidement 54. La partie extérieure du manchon 5 comporte une extrémité porte-outil 55 qui porte un outil 56, et une extrémité rectifiée 57, concentrique à l'alésage 51. Le plateau d'entrainement 3 est muni d'un jeu de mors tel que 31. On procède de la manière suivante L'extrémité rectifiée 57 du manchon 5 est montée et centrée dans les mors 31 du tour ; la queue 43 du mandrin est introduite dans la bague 52 du manchon. L'alésage de l'extrémité il du guide d'ondes est introduit et centré sur la tête expansible 41 qui est bloquEe à l'aide du dispositif de serrage 42 du man- drin 4, et le guide d'ondes I est convenablement fixé sur le chariot 2 du tour. On positionne outil 56 on fonction de l'usinage que l'on désire réaliser, et on commande la rotation du tour et son plateau d'entraînement 3 ; celui-ci entraîne alors en rotation le manchon porte-outil 5, et par voie de conséquence l'outil 56. Tout en tournant, la bague 52 du manchon 5 sert de guidage à la queue rectifiée 43 du mandrin expansible 4, qui peut coulisser dans cette bague, tandis que l'évidement 54 pratiqué dans le manchon 5 autorise un libre passage du dispositif de serrage 42. Le mouvement de coulissement est obtenu par translation du chariot 2 qui est transmise au mandrin 4 par I'intcrmediaire du tronçon de guide d'ondes 1. Dans ce mouvement de translation, l'extrémité 11 à usiner du guide d'ondes défile sous outil 56 en rotation ; la conjugaison de ces deux mouvements réalise l'usinage de l'extrémité 11. Un joint souple 44 est avantageusement disposé sur le mandrin 4 entre ce mandrin et l'Eviden.ent 54 du manchon 5, de manière à préserver la queue 43 des projections éventuelles de copeaux. Naturellement, le procédé qui vient d'être décrit pour l'usinage d'une extrémité de tronçon de guide d'ondes est applicable à une pièce alésée de grande longueur telle qu'un tube. Les avantages de ce procédé sont évidentes. Il est possible d'utiliser n'importe quel tour, même de petite capacité ; le déplacement longitudinal de la pièce qui ne tourne pas peut être assuré par le chariot du tour, et le montage se prête aisément à des opérations de serie. En particulier, l'extrémité porte-outil 55 peut comporter plusieurs outils, et l'usinage être exécuté en une seule passe. De plus, ce procédé permet d'obtenir un usinage très précis inférieur au de millimètre sur le diamètre. Il est d'autre part évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vivent d'être décrit, et que sans sortir du cadre de l'inven- tion on peut modifier certaines dispositions. REVENDICATIONS 1/ Procédé d'usinage concentrique a l'alésage dune extrémité de pièce, notamment de grande longueur, au moyen de mandrin expansible radialement, et du plateau d'entraînément d'ua tour et de son chariot, caractérisé par le fait que la pièce (1) est fixée sur le chariot (2) tandis que l'alésage (12) de l'extrémité à usiner (11) est monté sur la tête (41) d'un mandrin (4) expansible, ledit mandrin étant lui-même centré sur l'axe du tour et déplacé parallèlement ê cet axe, par translation du chariot (2), en même temps que la pièce (1) dont l'extrémité (11) à usiner est au contact d'un outil (56) en rotation entraîné par le plateau d'entraînement (3). 2/ Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend un mandrin expansible (4) comportant une queue cylindrique (43) coulissant dans l'alésage concentrique (51) d'un manchon (5) dont l'extrémité (55) en regard du mandrin (4) est munie de moyens porteoutils, et l'autre extrémité (57) est concentrique audit alésage (51) dudit manchon (5). 3/ Dispositif d'usinage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'alésage cylindrique (5j) du manchon porte-outil est muni d'une bague (52) auto-lubrifiante. 4/ Dispositif d'usinage selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'alésage cylindrique (51) du manchon (5) porte-outil est muni de roulements de précision. 5/ Dispositif d'usinage selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que l'alésage (51) du manchon porte-outil est muni d'un joint d'étanchéité à l'huile (53). 6/ Dispositif d'usinage selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé par le fait qu'un écran (44) de protection contre les copeaux est disposé entre le mandrin (4) expansible et le manchon (5) porte-outil. 7/ Pièce usinée selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la pièce à usiner (1) est un tronçon de guide d'ondes.