Brevet FR2218964A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne les outils utilisés sur les machines à usiner les métaux, plus précisement les fraises femelles à peignes. Ladite invention peut être utilisée d'une façon avantageuse pour l'usinage de pièces à filetage mâle ayant une faible rigidité, de méplats ou de fentes, ainsi qu'en cas d'usinage des pièces à filetage centrable. On connaît des fraises femelles à peignes, comportant un corps muni d'une queue servant à fixer la fraise dans la broche de la machine-outil, et des peignes taillants disposés suivant une circonférence dont le diamètre varie selon le diamètre de la pièce à usiner. Dans cette fraise de conception connue, les peignes sont fixés par des vis directement au corps de la fraise par l'intermédiaire d'une étoile et d'une douille. L'étoile comporte deux couronnes et sert à empêcher le peigne de tourner par rapport au corps, à faire pivoter le peigne d'une valeur correspondant à celle de l'usure, et à ajuster avec précision la fraise suivant le battement des aretes tranchantes des peignes. Par "Valeur de l'usure" on entend la valeur de la partie usée du peigne suivant son diamètre extérieur. Lå hauteur du peigne est choisie en fonction de la longueur du filetage à tailler, tandis que le pas des gorges annulaires de filetage taillées dans les peignes correspond au pas du filetage à tailler sur la pièce. L'ajustage précis de la fraise suivant le battement des aretes tranchantes des peignes par rapport au centre de la fraise s'effectue en faisant pivoter d'un faible angle le peigne rond monté sur le corps, la valeur de cet angle est en fonction inverse du nombre de dents de l'étoile, qui comporte deux couronnes dont l'unea un nombre de dents supérieur d'une unité à celui de l'autre. L'angle de pivotement est égal à la différence de leurs pas angulaires. Lorsque l'une des couronnes de l'étoile est tournée dans la douille d'une dent dans un certain sens, et que le peigne de la seconde couronne de l'étoile est-tournée d'une dent dans le sens opposé, le peigne pivote par rapport au corps de la fraise d'une valeur égale à la différence des angles. C'est en faisant pivoter le peigne (dans le corps) d'un angle aussi faible qu'on réalise un réglage précis du battement radial des arêtes tranchantes des peignes par rapport à l'axe du corps de la fraise. Par un tel réglage on peut obtenir une valeur de 0,02 à 0,03 mn du battement des arêtes tranchantes, à condition que les pièces soient choisies minutieusement et fabriquées avec une haute précision . Si l'on tient compte de la méthode d'ajustage et la précision de la fabrication des étoiles, des peignes et des douilles, on comprend qu'il est presque impossible d'obtenir une telle précision dans la production des pièces en série. Du fait qu'il est impossible de supprimer tous les jeux dans l'assemblage peigne-étoile-douille, le battement des arêtes tranchantes des peignes augmente de 2 à 3 fois immédiatement après l'usinage des premières pièces. Un tel battement conduit à une usure irrégulière des peignes. C'est là l'inconvénient principal de cette conception connue de la fraise. En outre, dans un cas connu, l'affûtage du jeu de peignes d'une fraise se fait sur un mandrin spécial. Quand les peignes sont placés dans le corps de la fraise, chaque peigne s'ajuste spontatément et, de ce fait, il est pratiquement impossible d'obtenir une orientation identique des arrêtes tranchantes des peignes parrappa*àlMxeducps iAafraise L'invention a pour but d'eliminer les inconvénients précités. A cet effet, l'invention vise une fraise femelle à peignes permettant de réduire considérablement les battements radial et axial des arêtes des fraises du type connu décrit ci-dessus, et de diminuer en outre le temps nécessaire à leur ajustage. Ces problèmes sont résolus du fait que dans une fraise femelle à peignes iu type comportant un corps munie d'une queue servant à fixer la fraise dans la broche d'une fraiseuse, et des peignes taillants fixés sur ledit corps dans une perpendiculaire à son aie longitudinal et disposés suivant une circon férence dont le diamètre dépend du diamètre de la pièce à usiner, selon l'invention chaque peigne taillant est monté sur un dé en formant avec celui-ci un seul bloc, ledit bloc étant rigidement fixé dans des rainures rectangulaires ménagées dans ledit corps de telle manière que le fond de chacune d'elles se trouve dans un plan parallèle au plan dans lequel sont disposés les peignes. Dans la fraise proposée, les peignes sont ajustés et fixés sur les dés. C'est dans cette position que s'effectue leur affûtage, qui ne modifie nullement l'orientation des peignes par rapport aux dés. Grâce à une telle conception, quand lesdits blocs sont montés dans le corps de la fraise, la valeur du battement des arêtes tranchantes des peignes par rapport à l'axe du corps de la fraise est plus faible que dans les fraises connues. Selon un mode de réalisation de l'invention, la fixation de chaque bloc dans le corps de la fraise s'effectue à l'aide de vis, l'axe de l'une desquelles est parallèle à l'axe du corps de la fraise, tandis que l'axe de l'autre vis est perpendiculaire à celui-ci Ainsi, le dé de chaque peigne stapplique par l'un de ses pans contre le fond de la rainure dans laquelle il est monté, et part un autre pan, contre sa face. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la fixation de chaque bloc parallèlement à l'axe du corps de la fraise s'effectue à l'aide d'une vis qui sert en même temps à fixer le peigne au dé. Selon encore un autre mode de fixation de chaque bloc dans le corps de la fraise parallèlement à l'axe du corps de la fraise, la vis comporte une tête sous forme de queue d'aronde -s'engageant dans une rainure de forme correspondante taillée dans le dé. Ci-après est donnée-la description détaillée de plusieurs modes non limitatifs de réalisation de l'invention. aec références aux dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente une vue d'ensemble, en coupe longitudinale partielle, de la fraise femelle à peignes conforme à l'invention; - la figure 2, une vue suivant la flèche A de la figure t; - la figure 3, un mode de réalisationde l'ensemble de fixation du bloc dans le corps de la fraise; -- la figure 4, un autre mode de réalisation dudit ensemble de fixation; - la figure 5, une vue en coupe suivant V-V de la figure 4;; La fraise femelle à peignes comporte un corps 1 (figure 1) qui est une pièce usinée au tour, constituée par une embase cylindrique 2 et une queue conique 3 réalisée avec celle-ci en une seule pièce. 'la queue conique 3 sert à fixer la fraise dans la broche de la fraiseuse (non représentée). Selon l'invention, sur l'embase 2 du corps 1 de la fraise sont fixés des blocs 4 comportant un peigne 5, une étoile 6 et un dé 7. Les 'les blocs4sontdisposés suivant la circonférence de l'embase, dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du corps 1. Be peigne taillant 5 est une pièce cylindrique sur la surface extérieure de laquelle sont taillées des gorges annulairesde filetage. Dans l'une des faces latérales du peigne 5 est ménagée, suivant son axe, une cavité recevant l'étoile 6 et dont la forme correspond à la forme de cee-ci. L'étoile 6 comporte deux couronnes disposées l'une audessus de l'autre avec un faible espacement entre elles et sert à empêcher le peigne 5 de pivoter autour de son propre axe et à positionnner le peigne 5 lors de son affûtage. Be nombre de dents de l'une des couronnes de l'étoile 6 est supérieur d'une unité à celui de l'autre. Be nombre de dents et les dimensions de 11 étoile 6 sont choisis en fonction de considérations constructives, et aussi de résistance mécanique. Dans le mode de réalisation envisagé, on suppose une étoile 6 dont les couronnes comportent respectivement 21 et 22 dents. La seconde couronne de l'étoile 6 est logée dans le dé 7. Be dé 7, selon l'invention, est en forme de parallèlépipède rectangulaire dans l'un des plans longitwhnaut duquel est tallée une cavité dont la forme correspond à celle de la seconde couronne de l'étoile 6.Concentliquement à la cavité recevant l'étoile 6 est disposé, sur ledit pan, un bourrelet destiné à centrer et fixer le peigne 5 par rapport au dé 7. 'la largeur et la hauteur du dé 7 sont choisies en fonction des dimensions de l'étoile 6 et du peigne 5 et des conditions permettant de fixer le peigne 5 sur le dé 7, et le dé 7 dans le corps 1 de la fraise. La longueur du dé 7 est choisie en fonction du diamètre du filetage à tailler et dés dimensions du corps 1. Une fraise conçue conformément à l'invention permet d'usiner des pièces de différents diamètres. On modifie le diamètre de la circonférence suivant lequel sont disposés les peignes 5 en fonction du diamètre de la piece à usiner, en-se servant d'un dé 7 assurant la distance 1 appropriée. La distance 1 est mesurée entre le centre du bourrelet annulaire prévu sur le dé 7 et la face d'appui du dé 7. 'le peigne 5, l'étoile 6 et le dé 7 sont reliés entre eux par une vis 8. A cet effet, ces pièces sont percées d'orifices suivant leur axe. Pour monter les blocs 4 dans le corps I de la fraise, on réalise dans le corps I des rainures rectangulaires disposées radialement et dont les dimensions correspondent exactement aux dimensions des dés 7 qui y sont logés. 'la hauteur de chaque rainure est quelque peu inférieure à celle du dé 7. les facteurs principaux caractérisant la qualité de fabrication de la fraise sont les valeurs des battements axial et radial des arêtes tranchantes des peignes 5. Be battement axial des arêtes tranchantes des peignes 5 dépend de la précision de leur fabrication, notamment de la valeur de la dimension entre la face en bout du peigne 5 et la première gorge de filetage, de même que de laprécision de fabrication des dés 7 et dtusi nage des rainures pour leur fixation dans le corps. Be battement radial est caractérisé par la différence des distances entre les arêtes tranchantes des peignes 5 (figure 2) et'axe du corps 1 de la fraise. Afin d'obtenir une productivité maximale, il est désirable de disposer sur le corps 1 de la fraise le plus grand nombre possible de peignes 5. le nombre de peignes 5 dépend du diamètre de la pièce à usiner et du diamètre des peignes 5 eux-mêmes. Lors de la construction de la fraise; il faut veiller à ce que le diamètre de la circonférence suivant laquelle sont disposées les arêtes tranchantes des peignes 5 de la fraise soit quelque peu supérieur à celui de la pièce à usiner. Irais lorsqu'on choisit une différence trop grande desdits diamètres la productivité baisse. Dans l'exemple de réalisation envisagée, le corps 1 de la fraise porte six blocs 4 à peignes 5. Be fond de la rainure est réalisé strictement perpendiculaire à l'axe du corps 1 de la fraise, tandis que ses flancs sont strictement parallèles l'un à l'autre. Pour fixer les blocs 4 dans le sens radial, l'embase 2 du corps 1 de la fraise est entourée par une bague 9 à laquelle sont adjacents les dés 7 par l'une de leurs faces en bout. 'les blocs 4 sont fixés relativement à l'embase 2 par des vis 10, et sont serrés à la bague 9 par des vis 11. 'les arêtes tranchantes des peignes 5 sont refroidies, au cours du fonctionnement, par un liquide. Pour le passage dudit liquide le corps 1 est percé d'un orifice axial à la sortie duquel est montée une douille 12 dirigeant directement le liquide vers chaque peigne 5. Sur la figure 3 est représenté un mode de fixation du peigne 5 au dé 7 et du dé 7 au corps 1 au moyen d'une meule vis 13. Du côté du corps 1, le bloc 4 est serré par un écrou 14 avec une rondelle 15. les figures 4 et 5 représentent un autre mode de fixation du dé 16, au moyen d'une vis 17 dont la tête est réalisée sous forme de queue d'aronde. Dans ce cas, le dé 16 a une rainure de forme appropriée pour recevoir la tête de la vis 17. Pour affecter les arêtes tranchantes des peignes 5-, les blocs 4 sont logés dans un dispositif approprié. 'les peignes 5 sont au préalables fixés rigidement par rapport aux dés 7, et leur position relative ne change pas au cours de l'affttage et du montage des blocs 4 dans le corps 1 de la fraise. Pour monter les blocs 4.dans le dispositif d'affûtage, on a prévu des rainures dont la forme correspond exactement à celle des rainures ménagées dans le corps 1. Avant de monter les blocs 4 dans le dispose if d'affhtage, on fait pivoter les peignes 5 par rapport aux dés 7 d'une valeur correspondant à celle de l'usure. La valeur nécessaire de cette rotation est obtenue à laide de l'étoile 6. Une telle conception de la fraise, combinée au procédé décrit d'affûtage de ses peignes 5, permet d'obtenir, après le montage des blocs dans le corps 1 de la fraise, un battement radial maximal de 0,02 à 0,03 mm des arêtes tranchantes des peignes 5 par rapport à l'axe du corps 1 de la fraise. La fraise femelle à peignes conforme à l'invention fonctionne de la manière suivante. Selon le type de machine-outil concerné, la fraise peut être montée soit horizontalement, soit verticalement. Dans l'exemple considéré, la fraise est disposée horizontalement. La queue 3 du corps 1 est placée et fixée dans le mandrin de la broche de la fraiseuse (non représentée). la pièce à usiner est serrée dans le mandrin de la fraiseuse coaxialement à la fraise. Au début du cycle du fonctionnement de la machine-outil, la fraise est rapprochée de la pièce à usiner d'abord rapidement et puis lentement. Be déplacement de la fraise s'opère jusqu'à ce que la pièce s'engage dans l'espace entre les arêtes tranchantes des peignes 5 sur une distance égale à la longueur du filetage à tailler. Ensuite, la fraise commence à se déplacer perpendiculairement à l'axe de la pièce, sur une distance égale à l-a valeur du jeu entre les arêtes tranchantes des peignes 5 et la pièce à usiner, et ensuite à la hauteur du profil du filetage à tailler. Au cours du taillage du filetage à la hauteur totale du profil, la fraise ne se déplace que parallèlement à la pièce sur une distance égale à la valeur du pas du filetage. A la fin du filetage, la fraise est retirée de la zone de taillage et ramenée en position-initiale. Pendant le filetage,la pièce tourne relativement lentement, à une vitesse correspondante à la vitesse d'avancement, tandis que la fraise tourne à la vitesse de taillage. L'usinage complet de la pièce s'opère en 1,26 tour de celle-ci. La vitesse de rotation de la fraise et, par conséquent la vitesse de coupe sont en règle générale supérieures de deux ordres à la vitesse de rotation de la pièce. il est possible-d'utiliser la même fraise pour tailler -des gorges circulaires sur une pièce, à condition que la fraise ne se déplace pas le long de son axe au cours de l'usinage. La fraise conforme à l'invention est caractérisée par des valeurs considérablement réduites des battements radial et axial des arêtes tranchantes des peignes 5 par rapport à l'axe du corps 1. Cet avantage est obtenu par le fait que tous les jeux sont supprimés dans le bloc 4 entre l'étoile 6, le peigne 5 et le dé 7 au cours même du processus d'affûtage des blocs 4, ceuxci étant retirés du corps 1 de la fraise. La fraise -ainsi conçue permet de réduire le temps nécessaire à son ajustage et de diminuer notablement les valeurs des battements radial et axial, ce qui permet de doubler presque la durée de service de la fraise sans affttage. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVEND I GAT TO NS 1. Fraise femelle à peignes du type comportant un corps muni d'une queue servant à fixer la fraise dans la broche d'une fraiseuse, et des peignes de taillage fixés audit corps dans un plan perpendiculaire à son axe longitudinal et disposés suivant une circonférence dont le diamètre dépend du diamètre de la pièce à usiner, caractérisée en ce que chaque peigne de taillage est monté sur un dé en formant avec celui-ci un bloc, lesdits blocs étant fixés rigidement dans des rainures rectangulaires ménagées dans ledit corps de telle- manière, que le fond de chacune d'elles se trouve dans un plan parallèle au plan dans lequel sont disposés les peignes. 2. Fraise femelle à peignes selon la revendication 1, caractérisée en ce que la fixation de chaque- bloc dans le corps de la fraise s'effectue-à l'aide de- vis, l'axe de l'une desquelles est parallèle à l'axe du corps de la fraise, tandis que l'axe de l'autre vis est perpendiculaire à celui-ci. 7. Fraise femelle à peignes selon l'une de revendications, 1 et 2, caractérisée en ce que la fixation de chaque bloc parallèlement à l'axe du corps dela fraise s'effectue à l'aide d'une vis qui sert en même temps à fixer le peigne au dé. 4. Fraise femelle à peigne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la fixation de chaque bloc dans le corps de la fraise parallèlement à l'axe du corps de celui ci s'effectue à l'àide d'une vis dont la tête est réalisée sous forme de queue dtaronde s'engageant dans une rainure de forme correspondante taillée dans le dé.