Brevet FR2366080A1 — publié le 19780428

La présente invention a pour objet un dispositif pour l'usinage d'une rainure circulaire à l'intérieur d'un trou en particulier d'un alésage comprenant une pièce de guidage dans laquelle est monté un arbre coulissant dont l'extrémité inférieure commande la rentrée ou la sortie d'un outil de coupe rétractable en position de repos, des moyens élastiques de rappel de l'arbre agissant en direction de ltextremite supérieure du dispositif et des moyens de butée limitant le déplacement du dispositif. On connaît déjà des dispositifs de ce type permettant d'usiner des rainures de faible largeur dans des trous profonds de diamètre quelconque. Mais les dispositifs connus jusqu a maintenant présentent plusieurs inconvénients. En premier lieu, ils ne sont pas adaptables directement sur le mandrin de la machins outil et nécessitent l'utilisation-d'un entrafneur. D'autre part, ils ne permettent pas de régler d'une manière simple et rapide la profondeur de la rainure à usiner. La présente invention se propose de pallier ces inconvénients. A cet effet, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que l'extre- mité supérieure de l'arbre dépassant de la pièce de guidage est destinée à être fixée au mandrin d'une machine-outil pour son entrainement en rotation, l'arbre étant lui-meme lié en rotation avec la pièce de guidage et qu'il est prévu un premier moyen de butée réglable sur la pièce de guidage pour limiter la pene- tration du dispositif dans le trou, un deuxième moyen de butée limitant le déplacement de l'arbre dans la pièce de guidage entre deux positions limites, la première position limite correspondant à la position de l'outil de coupe entièrement rétracté, la deuxième position limite correspondant à la position de l'outil entièrement sorti, un troisième moyen de butée réglable muni de moyens indicateurs et déterminant les positions intermédiaires de l'arbre par rapport à la pièce de guidage comprises entre les deux positions limites, et des moyens de transformation du mouvement axial de l'extrémité inférieure de l'arbre en un mouvement radial de l'outil de coupe. Le dispositif selon la présente invention présente de nombreux avantages. Il peut travailler dans n'importe quelle position, verticale, horizontale ou oblique et est donc adpatable aussi bien sur le mandrin d'une perceuse que sur un tour ou un fraiseuse. Il permet un travail automatique sur une série de pièces sans réglage intermédiaire, la position de la première butée déterminant tout d'abord la profondeur à laquelle est effectuée la rainure et la position de la troisième butée déterminant la profondeur de cette rainure. Il convient de souligner que la notion de haut et de bas est une notion relative compte tenu du fait que le dispositif sera généralement fixé à une broche verticale. Le dessin annexé représente à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. La figure l en représente une vue en élévation en coupe partielle selon I-I de la figure 2. La figure 2 en représente une vue en coupe partielle selon Il-Il de la figure 1. Le dispositif comprend un arbre l dont l'extrémité supérieure 2 est en forme de cone et est destinée à être fixée au mandrin d'une machine-outil pour son entrainement en rotation. L'arbre 1 est monté coulissant dans une pièce de guidage 3 avec laquelle il est lié en rotation au moyen d'une goupille transversale 4 le traversant de part en part sans jeu, et de fentes longitudinales 5 diamétralement opposées sur la pièce de guidage 3. Les fentes 5 ont une longueur déterminée pour limiter d'une manière précise le déplacement de l'arbre 1 dans la pièce de guidage 3 et dont l'utilité sera précisée ultérieurement. L'extrémité inférieure de l'arbre 1 est pourvue d'un méplat 6 sur lequel est rapportée une pièce 7, coudée 8, et formant un angle déterminé avec l'axe de l'arbre 1. La partie coudée 8 est engagée sans jeu dans un trou oblique 9 de forme correspondante usiné dans la partie supérieure d'un coulisseau 10, lequel sert de porte-outil. Le coulisseau 10 est monté coulissant à l'extrémité inférieure de la pièce de guidage 3 comportant à cet effet une rainure en T il dans laquelle s'engage la partie 12 de profil conjugué du coulisseau. A sa partie inférieure, le coulisseau est traversé de part en part par un orifice 13 dans lequel est fixé l'outil de coupe 14 au moyen de vis. Un ressort 15, dont une extrémité est engagée dans un logement longitudinal 16 formé dans l'extrémité inférieure de l'arbre 1, tandis que l'autre extrémité s'appuie contre un épaulement 17 de la pièce de guidage 3 tend en position de repos, à repousser l'arbre 1 vers le haut par rapport à la pièce de guidage 3 et par conséquent à maintenir la goupille 4 contre l'extrémité supérieure de la fente 5. Dans cette position de repos, le coulisseau 10 avec l'outil 14 sont en position rétractée. Si une force est appliquée sur l'arbre 1 à l'encontre de l'action du ressort 15, la goupille 4 se déplace dans la fente 5 jusqu'à l'extré mité inférieure de celle-ci, cette position limite correspondant à la position où le coulisseau 10 et l'outil 14 sont sortis au maximum, donc à la profondeur de rainure maximum. Afin de régler la sortie du coulisseau et par conséquent la profondeur de la rainure entre les deux positions limites qui viennent d'être déterminées, il est prévu une butée réglable constituée par un écrou micrométrique moleté 18 qui se visse sur une partie filetée 19 de l'arbre 1 prévue dans la zone où l'arbre 1 rentre dans la pièce de guidage 3, et qui s'appuie en position de travail du dispositif contre l'extrémité supérieure de la pièce de guidage 3. Des graduations 24 formées sur la partie filetée 19 de l'arbre 1 donnent la course de l'arbre 1 dans la pièce de guidage 3 et par conséquent la profondeur de la rainure qui sera usinée. Par ailleurs, une bague épaulée 20 est montée sur la pièce de guidage 3 et est fixée sur celle-ci au moyen d'une ou de plusieurs vis de fixation 27, cette bague 20 permettant de régler à quelle profondeur de l'alésage 21 la rainure sera effectuée. Entre l'épaulement de la bague 20 et la pièce à usiner est montée une douille de centrage 22 dans laquelle la bague 20 peut tourner à frottement gras. La dimension de la douille est bien entendu choisie en fonction du diamètre de l'alésage 21. Un circlips 23 monté sur la bague 20 permet de faire venir la douille de serrage 22 avec l'ensemble du dispositif lors du retrait de celui-ci de l'alésage. Pour diminuer le frottement entre la bague épaulée 20 et la douille de centrage 22 on peut prévoir un graisseur agissant sur les faces de frottement bague contre douille ou éventuellement un roulement à bille sur l'épaulement. D'autre part, pour la fixation de la bague épaulée 20 sur la pièce de guidage 3 il est judicieux de prévoir sur la surface de cette dernière une rainure hélicon: dale 25 dans laquelle se loge l'extrémité d'une ou deux vis de serrage, ce qui assure un blocage axial efficace tout en permettant de diminuer la force radiale de serrage de la vis contre la pièce de guidage 3. Lors du fonctionnement du dispositif on détermine tout d'abord à quelle hauteur sera effectuée la rainure dans l'alésage par le positionnement de la bague épaulée 20 sur la pièce de guidage 3 en tenant compte de l'épaisseur de la douille de centrage 22. On détermine ensuite à l'aide de l'écrou 18 quelle profondeur aura la rainure à usiner. En position de repos l'arbre 1 est poussé vers le haut sous l'action du ressort 15 et la goupille 4 bute contre l'extrémité supérieure de la fente 5. Dans cette position l'outil 14 et le coulisseau 10 sont en position rétractée ce qui permet d'introduire l'ensemble du dispositif dans l'alésage 21. L'introduction du dispositif dans l'alésage a lieu jusqu'à ce que la bague épaulée 20 avec la douille de centrage 22 bute contre -la pièce à usiner. Ensuite, l'arbre 1 se déplace dans la pièce de guidage 3 jusqu a ce que l'écrou 18 bute contre l'extrémité supérieure 26 de la pièce de guidage 3, le déplacement longitudinal de l'arbre 1 ayant été transformé par l'intermédiaire du plan incliné 8 en un mouvement de déplacement latéral du coulisseau 10 et par conséquent de l'outil 14. Dès que la rainure a été usinée, le relâchement de l'arbre 1 permet de rétracter l'outil 14 grâce à l'action du ressort de rappel 15, et le dispositif peut etre retiré automatiquement de l'alésage et est pret à effectuer un nouvel usinage ayant les mêmes caractéristiques sur une autre pièce sans qu'il soit nécessaire de procéder à un nouveau réglage. L'invention n'est bien entendu pas limitée à la forme d'exécution décrite et de nombreuses variantes sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple la transformation du mouvement axial de l'arbre 1 en un mouvement radial de l'outil de coupe pourrait se faire par d'autres moyens tels qu un pignon à axe horizontal pivoté dans la pièce de guidage et engrenant d'une part avec une crémaillère verticale prévue à l'extrémité de l'arbre 1 et d'autre part avec une crémaillère horizontale prévue sur le porte-outil. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour l'usinage d'une rainure circulaire à l'intérieur d'un trou comprenant une pièce de guidage dans laquelle est monté un arbre coulissant dont l'extrémité inférieure commande la rentrée ou la sortie d'un outil de coupe rétractable en position de repos, des moyens élastiques de rappel de l'arbre agissant en direction de l'extrémité supérieure du dispositif et des moyens de butée limitant le déplacement du dispositif, caractérisé en ce que l'extrémité supérieure de l'arbre dépassant de la pièce de guidage est destinéeS à être fixée au mandrin d'une machine-outil pour son entrathement en rotation, l'arbre étant lui-même lié en rotation avec la pièce de guidage et qu'il est prévu un premier moyen de butée réglable (20) sur la pièce de guidage pour limiter la pénétration du dispositif dans le trou, un deuxième moyen de butée (4, 5) limitant le déplacement de l'arbre dans la pièce de guidage entre deux positions limites, la première position limite correspondant à la position de l'outil de coupe entièrement rétracté, la deuxième position limite correspondant à la position de l'outil entièrement sorti, un troisième moyen de butée réglable (18) muni de moyens indicateurs et déterminant les positions intermédiaires de l'arbre par rapport à la pièce de guidage comprises entre les deux positions limites, et des moyens de transformation du mouvement axial de l'extrémité inférieure de l'arbre en un mouvement radial de l'outil de coupe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un coulisseau (10) guidé transversalement à l'extrémité inférieure de la pièce de guidage (3) et destiné à recevoir l'outil de coupe. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens élastiques de rappel sont constitués par un ressort (I5) dont une extrémité est engagée dans un logement (16) formé à l'extrémité inférieure de l'arbre (1) et dont l'autre extrémité s'appuie contre un épaulement (17) de la pièce de guidage. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de transformation du mouvement sont constitués par un flanc oblique à l'extrémité inférieure de l'arbre coopérant avec un trou oblique du coulisseau. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de transformation du mouvement sont constitués par un pignon pivoté dans la pièce de guidage et engrenant d'une part avec une cré maillère prévue sur l'arbre et d'autre part avec une crémaillère prévue sur le coulisseau. 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première butée est une bague épaulée (20) fixée amoviblement par au moins une vis de serrage sur la pièce de guidage (3). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague épaulée est montée à frottement gras dans une douille de centrage (22) destinée à entrer dans le trou dans lequel est usinée la rainure. 8. Dispositif selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'un graisseur est monté entre la douille de centrage et la bague #épaulée. 9. Dispositif selon l'ensemble des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu un roulement à bille est monté entre la douille de centrage et la bague épaulée. 10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deuxièmes moyens de butée servent également à lier en rotation l'arbre (1) et la pièce de guidage (3). 11.Dispositif selon l'ensemble des revendication l et 10, caractérisé en ce que ces deuxièmes moyens de butée sont constitués par une goupille transversale (4) traversant l'arbre sans jeu et au moins une fente longitudinale (5) sur la pièce de guidage (3). 12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les troisièmes moyens de butée sont constitués par un écrou (18) vissé sur une partie filetée (19) de l'arbre (1) située dans la zone de la partie rentrant dans la pièce de guidage (3) et que lesdits moyens indicateurs sont constitués par une graduation (24) formée sur le filetage (19) et correspondant au déplacement de l'outil de coupe. 13. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi extérieure de la pièce de guidage (3# est munie d'une rainure hélicoidale (25) dans laquelle s'engage la pointe d'au moins une vis de serrage.