Brevet FR2258939A1 — publié le 19750822

La présente invention a pour objet un nouveau prou dé de découpe, d'ébavurage et de finissage de corps creux en matière diverses, notamment de goulots de rci- pients en matière plastiquez permettant d'obtenir une ini- tion parfaite de l'objet travaillé, dans des limites de tolérances très étroites; elle a gaiement pour objet le dispositif pour la réalisation de ce procédé. Dans le domaine des rciplents en matière plastique par exemple, et notamment des bouteilles en matière plastique, la finition du goulot revêt une grande importance pour l'obtention ultérieure d'une bonne étanchéité du récipient, lors de sa fermeture par une obturation adéquate. Or, les bouteilles en matière plastique moulées par soufflage présentent à leur sortie du moule un goulot comportant des bavures importantes et nécessitent dès lors une opération de finissage en vue d'obtenir un goulot parfaitement régulier. Il existe actuellement un procédé d'ébavurage qui consiste à percer, en un endroit donné, la paroi du goulot à l'aide d'un outil tranchant, et G faire ensuite effectuer à l'outil une rotation de 3600 autour de l'axe de l'objet à travailler.Ce proczdé impose ces contraintes importantes à la matière du récipient, d'autant plus que cette opération de finissage a lieu à la sortie du moule, à un moment où la matière constituant le récipient est encore dans un état physique où elle est susceptible de subir des déformations relativement importantes. En effet, tout d'abord le perçage de la paroi du goulot par ltoutil, et ensuite la découpe de la paroi du goulot sur toute son épaisseur en un seul tour sont autant d'opérations engendrant des contraintes susceptibles d'enbraîner des déformations de la matière et des irrégularités nuisibles C une bonne finItion du goulot.Ce procédé entraîne dès lors un nombre important de pièces de rebut qui doivent être reprises et usinées sur un tour, afin oue le goulot réponde aux conditions de finition exigées pour permettre une obturation satisfaisante. Il est bien évident cue cet usinage supplémentaire pour un nombre important de pinces représente une grande perte de temps et accroît considérablement le prix de revient des obJets ainsi usinés. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé d'avurage et de finissage permettant de réduire les contraintes exercées sur la matière et d'ainsi obtenir une finition d'emblée satisfaisante pour l'obtention ultérieure d'une bonne etaucheité de ltobtu- ration du goulot. Le procédé de découpe, d'ébavurage et de finissage de corps creux en matière plastique suivant l'invention utilise un outil monté excentriquement par rapport à l'axe de l'objet a découper, le dit outil étant animé d'un mouvement de rotation par rapport à l'objet à découper maintenu immobile et se caractérise en ce que, au moins pour ce qui concerne la partie finale de la phase d'approche et la phase de travail, L'avance de outil est commandée pour n'intervenir qu'au cours de la rotation de l'outil autour de la pièce à découper, cette avance étant graduelle au cours de la rotation en vue de faire suivre à l'outil une trajectoire de forme générale spiralée et ainsi réaliser une découpe progressive de l'objet à travailler, l'avance étant également adaptée aux caractéristiques de la matière à travailler, en vue d'éviter des contraintes entraînant des déformations de l'objet terminé. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description en meme temps qu'au dessin annexé qui représente, uniquement à titre d'exemple, deux modes de réalisation d'un dispositif suivant l'invention et dans lequel : - la Fig. 1 est une vue en élévation, parti elle- ment en coupe, d'un dispositif suivant l'invention. - la Fig. 2 représente une coupe en plan suivant la ligne II-II de la fig. 1 - la Fig. 3 montre en élévation et partiellement en coupe un autre mode de réalisation d'un dispositif suivant l'invention. Suivant le mode de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le dispositif se compose d'un outil 1, formé d'une lame 2 et d'un support en forme de levier 3, articulé par l'intermédiaire d'un axe de pivotement 4 sur un porteoutil 5. Le porte-outil 5 est monté à l'aide de vis de blocage 6,o' sur un arbre moteur (lon représenté) afin d'effec tuer un mouvement de rotation autour de l'axe de rotation 7. L'axe de pivotement 4 est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rctation 7 et est perpendiculaire dans ce plan au rayon @ abaissé depuis le point de percée de l'axe de rota tlon- 7 jusqu'au milieu du dit axe de pivotement. La masse de toutii 1 I est répartie de manière iné- gale de part et d'autre de l'axe de pivotement 4, de telle manière qu'une partie 8 de l'outil, en deça de l'axe de pivotement, ait une masse moindre qu'une partie@g de l'outil audelà de l'axe de pivotement.Un ressort de rappel 10 tend à constamment ramener l'outil en position de repos telle que représentée en fig. 1, la force de ce ressort étant cependant calibrée pour permettre à l'outil 1 de basculer jusqu'au- dela de oa position de travail sous l'effet du déséquilibre engendré par la force centrifuge lors de la rotation à une vitesse déterminée au porte-outil 5, ce basculement amenant la lame 2 à se rapprocher de l'axe de rotation 7. Le fonctionnement de ce dispositif est le suivant. 6;n place 11 objet å usiner de telle maniere que son axe longitudinal coïncide avec l'axe de rotation du porte-outil, la position en hauteur de ltobjet étant telle que le pivo- tement de l'outil 1 autour de l'axe de pivotement 4 amène la lame 2 à la hauteur voulue pour l'usinage désiré. L'on entraîne alors en rotation le porte-ou@l 5 et, sous l'effet de la force centrifuge, fonction de la vitesse de rotation du porte-outil, l'outil 1 pivoteprogres- sivement G l'encontre de l'action du ressort 10 autour de l'axe 4 pour que la lame, suivant une trajectoire spiralée, vienne au contact de l'objet à usiner et pénètre progressivement dans la matière, jusqu'à parvenir au-belà de la paroi à découper. L'avance de la lame dans la matière est donc progressive au cours de la rotation e ltouWil autour de ltob- jet à usiner, et un r:lae adéquat de la force de pénétra- tion de outil permet d'éviter, dans l'objet en cours dtusi- nage, l'apparition de contraintes susceptibles d'entraîner des déformations ce l'objet usinés ces déformations se présentant sous la forme d'un manque de régularité de la d@coupe. De ce qui précède, il apparaît que divers moyens peuvent etre utilisés pour régler la force de pénétration de l'outil. C'est ainsi que dans le dispositif de fig. 1 et 2 il a été prévu une masse Il solidaire de l'outil 1 et régla- ble en position en vue de modifier le moment dtineri- e du dit outil 1, par rapport à l'axe de pivetement, ce qui permet, pour une vitesse de rotation donnée du porte-outil 5, le réglage de la force de pénétration rosultant de l'application de la force centrifuge o l'outil 1. Dans l'exemple représenté, la masse 11 est constituée pal une vis 12 se vissant dans un alésage taraudé 13 de l'outil 1 et maintenue en position par un écrou de blocage 14. Un second moyen de réglage de la force de pénétration pour un outil 1 ayant un moment d'inertie donné, consiste à régler la vitesse de relation du porte-outil 5 en vue de régler l'importance de la force centrifuge appliquée au dit outil. Des plaquettes de réglage 15, 15' déplaçables en position sur le porte-outil 5, permettent de rébler la position ainsi que le début et la fin de course de l'outil 1. Suivant le mode de réalisation représenté à la fig. 3, un outil 1 composé d'une lame 2 et d'un support en forme de levier 3 est monté par l'intermédiaire åtun axe de pivotement 4 sur un porte-outil , et ce d'une manière similaire à celle du dispositif représenté en fig. 1 et 2. Le porte-outil 5 est monté à l'aide de vis de blo- cage o,' sur un arbre moteur lo. L'outil 1 est muni à son extrémité 17 opposée à la lame 2 d'un galet de roulement 18 agencé pour se déplacer sur une surface de guidage 16, et maintenu au contact de cette surface par l'action d'un ressort de rappel 10. Dans le mode de réalisation représenté, la surface de guidage 19 est constituée par la surface extérieure tronconique d'un manchon 2C monté coulissant axialement sur un guide tubulaire 21, solidaire d'une bride 22 fixée au moteur 23, et dans lequel tourillonne l'arbre moteur l@ par l'inter médlaire d'un palier à billes 24. Le déplacement axial du manchon 20 est commandé par l'intermédiaire d'un plateau 2j dont le dit manchon 20 est solidaire. outil 1 est positionné. par @apport a la pince a usiner de la même manière que dans le dispositif représenté aux fig. 1 et 2, et le fonctisnnement du dispositif est alors le suivant. un entraîne en rotation le porte-outil 5 à de l'arbre mote-ar 1t, et l'outil tourne autour du manchon 20 en roulant sur la surface de guidage par l'intermédiare du galet 1d. On provoque alors le déplacement axial du manchon 20 sur le guide tubulaire 21 car un abaissement du plateau 25. Ce déplacement du manchon 2 oblique le galet 19 à remonter sur la surface de guidage en s'écartant de l'axe de rotation 7. L'écartement de l'extrémité 17 de outil de l'axe de rotation amène le pivotement de l'outil autour de l'axe 4 et le rappro chement de la lame 2 de 'axe de rotation 7. Ce rapprochement de la lame 2 de l'axe de rotation 7 s'opèrant au cours de la rotation de l'outil autour du dit axe confère a l'outil une trajectoire spiralée. La vitesse de rapprochement de l'outil à une vitesse de rotation donnée, ou avance de l'outil, sera réglée pour que la pénétration de l'outil dans la matière s'effectue progressivement en évitant d'engendrer dans l'objet en cours d'usinage des contraintes entraînant des déformations de lfobjet usíné, ces déformations se traduisant par un manque de régularité du bord usiné du goulot. Cette vitesse de pénétration une vitesse de rotation donnée sera réglée d'une part par le profil de la surface de guidage et d'autre part par la vitesse de déplacement axial du manchon présentant cette surface de guidage. Dans les deux modes de réalisation représentés il a été prévu une mase 26 sur le porte-outil 5, en vue de compenser le déséquilibre créé par l'outil 1. Etant donné que > tant pour des raisons d'encombre- ment que pour deS raisons de simplicité de construction il est sounaitable que les pièces à usiner puissent être amenées en position d'usinage par un mouvement de translation latérale, il faut, afin que outil ne constitue pas un obstacle a la pénétration de la pièce dans la machine, que l'outil à se se retrouve toujours en dehors de la trajectoire suivie par la pièce à usiner. Pour ce motif, il est prévu un dispo sitif permettant l'arrêt du porte-outil de telle manière que l'outil- occupe constamment la même position angulaire. Dans ce but on peut utiliser tout dispositif convenable et, par exemple, un moyen de rappel classique agissant excentriquement sur l'arbre moteur, de manière @ provoquer l'arrêt de celuici toujours dans la même position angulaire. L'invention a é décriteet illustrée uniquement à titre d'exemple nullement limitatif et il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à sa réalisation sans s'écarter de son esprit. V E E D I C A T I C N S 1. Procédé de découpe, d'ébavurage et de finissage de corps creux en matieres diverses, utilisant un outil nionté excentriquement par rapport à l'axe de l'objet à découper, le dit outil étant animé d'un mouvement de rotation par rapport à l'objet à découper maintenu immobile, caractérisé en ce que, au moins pour ce qui concerne la partie finale de la phase d'approche et la phase de travail, l'avance de l'outil est commandée pour n'intervenii- qu'au cours de la rotation de outil autour de la pièce à découper, cette avance étant Graduelle au cours de la rotation en vue de faire suivre à l'outil une trajectoire de forme générale spiralée et ainsi réaliser une découpe progressive de ltobjet à travailler, l'avance étant également adaptée aux caractéristiques de la matière à travailler, en vue d'éviter des contraintes entral- nant des déformations de l'objet terminé. 2. Dispositif pour la réalisation du procédé suivant 1 caractérisé en ce qu'il comporte un outil monté excentriquement sur un porte-outil rotatif dont l'axe de rotation coïncide avec l'axe de l'objet à travailler, et agencé sur le dit porteoutil pour qu'au moins la partie active de l'outil soit suscep- tible de se rapprocher progressivement de l'axe de rotation du porte-outil au cours de la rotation de ce dernier, en vue de suivre une trajectoIre spiralée pour réaliser une découpe progressive de l'objet, les conditions du mouvement de l'outil étant déterminées pour éviter d'engendrer des contraintes susceptibles d'entraîner des déformations de l'objet terminé. v. Dispositif suivant 2 caractérisé en ce qu'il comporte un outil monté à pivotement sur un porte-outil rotatif dont l'axe de rotation coïncide avec l'axe de l'objet à découpe, l'axe de pivotement de " outil étant situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du porte-outil et étant également perpendiculaire au rayon abaisse dans ce plan depuis l'axe de rotation du porte-outil jusqu'au centre du dît axe de pivotement, alors cue l'outil est aGencé pour s'articu- 1er en déséquilibre sur le dit axe de pivotement, ce déséquilibre étant compensé en position de repos par un ressort de rappel, al alors que lorb du démarrage de la rotation du porte- outil, ce déséquilibre s'accroît progressivement sous l'effet de la force centrifuge jusqutc amener l'outil eti position de travail et lui conférer la force nécessaire à une pénétration -graduelle au cours de la rotation dans l'objet à découper pour aboutir apres un nomtre de tours fonction du déséquilitre del'outil, à la découpe totale de l'objet, des moyens étant prévu pour régler le déséquilibre de l'outil et ainsi la force de pénétration de ce dernier dans la matière. 4. Dispositif suivant 3 caractérisé en ce que, en vue de régler le déséquilibre de l'outil sur son axe de pivotement, il est prévu, sur le dit outil, une masse dépla table en position afin de modifier le moment d'inertie du dit outil. 5. Dispositif suivant 3 caractérisé en ce que en vue de régler le déséquilibre dynamique de l'outil sur Son axe de pivotement, on aOit sur la vitesse de rotation du porte-outil. o. Dispositif suivant 2 caractérisé en ce qui comporte un outil monté à pivotement sur un porte-outil rotatif dont l'axe de rotation coïncide avec l'axe de l'objet à découper, l'axe de pivotement de l'outil étant situé dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation du porte-outil et étant également perpendiculaire au rayon abaissé depuis l'axe de rotation du torte-outil jusqu'au centre du dit axe de pivotement, l'outil étant constamment maintenu en liaison avec un organe de guidage dont le déplacement commande le pivotement de l'outil sur le porte-outil, le déplacement de organe de Guidage s'effectuant progressivement et simultanément à la rotation du porte-outil, de manière à imprimer à l'outil une trajectoire spiralée, ce déplacement étant réglé pour que la pénétration de l'outil dans l'objet à travailler s'effectue progressivement au cours de la rotation, en évitant d'engendrer des contraintes susceptibles d'entraîner des dé formations de l'objet terminé. 7. Dispositif suivant ~ caractérisé en -ce que l'outil est maintenu constamment au contact d'une surface de guidage, déplaçable par rapport au perte-outil, cette surface étant telle que son déplacement au cours de la phase de travail de l'outil provoque un basculement de ce dernier autour de son axe, ce basculement étant graduel au cours de la rotation de l'outil pour faire suivre à celui-cl une trajectoire spiralée et réaliser une découpe progressive de l'objet à travailler, la vitesse ce basculement de l'outil étant fonction de ltin- clinaison ainsi que de la vitesse de déplacement de la surface de guidage. 8. Dispositif suivant 7 caractérisé en ce que la surface de guidage sous la forme 'une surface de révolution dont l'axe coïncide avec l'axe de rotation du porte-outil. 9. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 à 8 caractérisé en ce que l'axe du porte-outil est soumis à l'action excentrique d'un organe de rappel élastique tendant à provoquer l'arrêt du porte-outil toujours dans la même position angulaire.