Brevet FR2484304A1 — publié le 19811218

La présente invention se rapport un dispositif pour produire des renfoncements rétrogrades, en particulier dans des alésages débouchant dans des cavités. Pendant l'usinage de certaines pièces, on a souvent besoin d'y produire des renfoncements Habituellement, on exécute ces renfoncements à l'aide d'un dispositif de perçage équipé d'un gabarit. On a procédé jusqu a présent de la même manière pour produire des renfoncements rétrogrades dans des alésages de centrage ou d'ajustage. A cette fin, on connaît différents dispositifs. C'est ainsi, par exemple, que la demande de brevet allemand n0 22 37 647 décrit un outil pour chambrer l'extrémité arrière d'alésages traversants, qui utilise un couteau monté libre en rotation à l'ex remit antérieure d'une tige.Pour amener l'outil dans sa position de travail, on place le tranchant du couteau parallèlement a la tige et on le rétracte dans celle-ci Le couteau est tenu dans cette position rétractée par un manchon se glissant au dessus de lui, ce qui permet de 1 'introduire dans 1 'alésage Le couteau est ensuite libéré en reculant et en tournant le manchon, ce qui lui permet, en vue de l'opération d'usinage, de venir se placer perpendiculairement a la direction de l'axe de la tige La rétrac- tion de l'outil hors du trou, quand l'opération d'usinage est#r- minée, s'effectue d'une manière analogue. Il existe toute une série de dispositifs construite selon le même principe avec des cou teaux pivotants.Ils diffèrent, en général, simplement par la mafière dont le couteau est transféré de sa position de repos à sa position de travail et inversement. L'inconvénient de tous ces dispositifs connus réside dans le fait qu'ils ne peuvent être utili- ses que pour des opérations relativement simples, par exemple, pour égaliser la surface d'alésages ou de perçages car ils ne supportent pas d'efforts relativement importants. En outre, il est toujours nécesssaire de prévoir des dispositifs pour faire pivoter les couteaux, dispositifs qui sont fragiles et de ce fait tombent très souvent en panne. La demande de brevet allemand n0 1 777 083 décrit un autre dispositif pour lamer des trous utilisant troix couteaux dont les tranchants sont décalés mutuellement d'environ 1200 et s'éten- dent parallèlement à l'axe d'une tige, ces couteaux étant suffi saemellt étroits pour que leurs extrémités libres puissent être comprimées a un diamètre relativement petit permettant de faire passer l'outil par l'ouverture. Après avoir débouché de l'ouverture, les couteaux s'élèvent sur un cône de centrage monté libre en rotation, ce qui a pour effet de les écarter et de les placer ainsi dans leur position de travail. Cet outil aussi n'est des tiné qu'à lamer et présente approximativement les mêmes inconvénients que ceux mentionnés plus haut. Le dispositif décrit dans le brevet allemand n0 933 120 est fondé sur un autre principe. En effet, dans un dispositif con çu pour planer et chambrer la face arrière de pièces percées, on introduit, seule, c'est-à-dire sans outil, la tige de celui-ci dans l'ouverture. De l'autre côté de l'ouverture cette tige est enfilée sur un outil qui y a été prévu, notamment, sur une fraise rétrograde. Quand les deux composants ont été accouplés, on rétrac- te la tige, qui tourne, et on produit ainsi le renfoncement ou la "chambre" voulue. Après cela, on désaccouple la fraise rétro de sa tige et on tire cette dernière seule hors du trou. Pour pouvoir effectuer la même opération dans le trou voisin de la pièce, il faut 1. Introduire la tige de l'outil dans le trou suivant et, 2.Transférer l'outil, c'est-à-dire la fraise rétrograde, du point d'usinage précédent au point d'usinage suivant. Or, dans de nombreuses applications, des difficultés considérables apparaissent au cours de ces opérations, par exemple, dans le cas de la construction d'avions, pendant l'usinage des trous de raccordement du plan de séparation entre la charpente porteuse et le fuselage. A cette fin on prévoit, par exemple, dans l'emplanture des ailes, des renfoncements ou des poches dont partent les trous de centrage destinés aux éléments d'assemblage avec le fuselage. Pour des raisons pratiques d'usinage, ces poches sont relativement étroites et, de ce fait, rendent difficiles l'accouplement et le désaccouplZment de la fraise rétrograde avec sa tige ou sa barre d'actionnement. Souvent même, ces poches occupent une position inférieure, de sorte qu'elles sont invisibles pour le personnel. Dans ces conditions, le personnel opère souvent au jugé pour décider du moment où il convient d'accoupler et de désaccoupler la fraise rétrograde. Ceci se traduit par une perte de temps considérable qui représente plusieurs fois le temps effectivement nécessaire pour produire les renfoncements. Dans la pratique, on a constaté que dans ces conditions la perte de temps pouvait atteindre jusqu'au quintuple du temps réellement nécessaire. Or, il s'agit la d'une situation particulièrement désavantageuse car, dans la construction d'avions mentionnée plus haut, on trouve un très grand nombre de poches dans lesquelles débouchent des ouvertures ou des trous de centrage relativement étroits, alignés les uns a côté des autres. Une autre difficulté qu'il convient de mentonnier résulte du fait que, dans tous les dispositifs dont il est question cidessus, l'outil est situé a l'extrémité libre d'une tige ou d'une barre rotative dont le palier se trouve de l'autre côte par xap- port a la pièce devant être usinée. Il en résulte une réduction appréciable de la précision d'usinage et même un risque de voir apparaître des marques de vibrations sur les parois du renfoncement. Or, dans les applications dans lesquelles les exigences de sécurité sont très strictes, une qualité et une précision parfaites sont indispensables, même en ce qui concerne les renfonce ments. entes. En partant du dispositif décrit par le brevet allemand n0 933 120, dans lequel il est prévu d'accoupler un outil spé cial à une tige, l'invention s'est fixé pour but de diminuer les pertes de temps qui résultent de la production de renfoncements rétrogrades dans des cavités, en particulier quand toute une série de renfoncements juxtaposés doivent être produits. L'invention prévoit également d'assurer un accouplement et un désaccouplement inpeccables de l'outil avec sa tige, même dans le cas où les emplacements dans lesquels doivent être usinés les renfoncements sont situés dans des cavités ou dans des poches tout en étant complètement invisibles ou inaccessibles pour le personnel. En même temps, l'invention vise à réaliser des renfoncements dont la surface a une qualité parfaite et qui présentent une grande précision d'usinage. L'invention atteint les buts qu'elle s'est fixés en ce que le dispositif qui en fait l'objet comprend a) une dispositif de soutien en forme de peigne dont les dents s'engagent dans les cavités devant être usinées et qui supporte un certain nombre d'outils rétrogrades b) des outils: rétrogrades montés respectivement à rotation dans les dents et pouvant être tirés à l'extérieur vers la zone d'usinage ; et, c) une tige de traction pouvant être introduite successivement dans les alésages correspondants et pouvant être accouplée avec l'outil rétrograde correspondant, en guidant cet outil par un mouvement de rappel vers la zone d'usinage avant de le ramener par un mouvement opposé dans le dispositif de soutien. Dans ces conditions, on évite les interventions manuelles qui demandent beaucoup de temps et il suffit, pour usiner un certain nombre de renfoncements rétrogrades, de transférer la tige de l'outil d'une ouverture à l'autre de la pièce. Il est à noter que toute cette opération peut être entièrement automatisée. Il est avantageux de monter l'outil rétrograde sur un tourillon creux adapté pour recevoir la tige et de monter ce touril Ion à rotation dans un coussinet du dispositif de soutien. En utilisant, selon un développement de l'invention, pour guider la tige de l'outil un coussinet dont la longueur est supérieure à celle de la course rétrograde de l'outil vers la pièce à usiner, il est clair que ce dernier reste pendant toute la phase d'usinage rétrograde dans le dispositif de soutien. On réalise de cette manière, de part et d'autre de la pièce, des paliers pour l'outil, ce qui permet d'obtenir des précisions de position et de dimensions, par exemple en ce qui concerne la profondeur du renfoncement et son diamètre, qui rendent superflu tout contrôle ultérieur de fabrication. Comme autre avantage, il convient de mentionner la netteté de la surface usinée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non-limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif conforme à l'invention, en place dans une pièce à usiner la figure 2 est une vue illustrant la structure de l'outil rétrograde du dispositif selon l'invention ; et, la figure 3 est une vue, partiellement en coupe, d'un tel outil, effectuée suivant la ligne A-A de la figure 2. La figure 1 représente les principes structurels du dispositif selon l'invention. En traits mixtes ont été esquissés les contours d'une pièce à usiner 13 dans laquelle sont percés des alésages 14. Ces alésages 14 débouchent dans des poches 15 de la pièce 13. Comme on le voit, toute une série d'alésages et de poches se succèdent dans la pièce 13. Sur la figure 1, la poche an intérieure 15 est représentée en coupe. On voit également sur la figure 1, un dispositif de soutien 8 qui se présente en gros sous la forme d'un peigne comportant des dents 8'. L'espacement des dents 8' du dispositif de soutien 8 est constant et correspond à celui des poches 15 dans la pièce 13. Les dents 8' sont percées d'alésages ou de paliers dans lesquels viennent s'engager les outils, à savoir les fraises rétrogrades 2.Les dents 8' du dispositif de soutien 8 et les outils 2 qui y reposent s'enfoncent suffisamment dans les poches 15 pour que les outils occupent la position qui convient pour l'exécution de l'opération d'usinage #:#ulue. Le dispositif de soutien 8 peut comprendre un nombre de dents 8' égal à celui des poches 15 de la pièce 13 Toutefois cela n'est pas nécessaire, et ce dispositif de soutien 8 doit comporter, au minimum, plus d'une dent 8i en question Dans ce dernier cas, on déplace le dispositif de soutien 8 pas-àbpas de sorte qu'après l'usinage d'un premier groupe de renfoncements dans les poches 15, on procède à celui d'un second groupe de renfoncements en déplagant latéralement et en abaissant à nouveau le dispositif de soutien 8 dans la pièce. Sur la figure 1 on a représenta les poches 15 comme s'ouvrant vers le haut et, de ce fait, elles sont visibles.Toutefois, il est bien évident qu'on pourrait également adopter la disposition inverse c est-à-dire une disposition dans laquelle les poches déboucheraient sur la face inférieure de la pièce et, par conséquent, seraient invisi- bles. Dans ce cas, il va de soi que le dispositif de soutien introduirait les outils par en-dessous dans les poches Les figures 2 et 3 montrent la structure d'une fraise rétrograde selon l'invention. La référence 1 désigne une tige ct laquelle un mécanisme, non représenté, imprime un mouvement de rotation.La tige 1 comporte, à son extrémité antérieure, une ou plusieurs rainures hélicoidales 10. 'outil proprement dit est séparé de cette tige et comprend principalement la fraise rétro- g-rade proprement dite 2 dont la structure peut être adaptée aux besoins de chaque cas particulier. La fraise 2 est montée sur un tourillon il et est logée à rotation dans la dent 8' correspon dante du dispositif de soutien 8 au moyen de ce tourillon 11, par exemple, par l'intermédiaire d'un coussinet 9. Le tourillon 11 est percé d'un alésage central 12 pour recevoir l'extrémité antérieure de la tige 1. La fraise rétrograde 2 comporte une ou plusieurs goupilles 3 aux fins d'accouplement avec la rainure hélicoïdale 10 de la tige 1.A son extrémité postérieure, le tourillon 11 est pourvu d'un dispositif de freinage qui, dans le cas présent, est constitué par, au moins, une rondelle élastiquement déformable 4, par exemple, en caoutchouc. Une vis de réglage 5 permet d'appliquer une précontrainte axiale sur la rondelle élastique 4 et, partant, de modifier les dimensions ~arlablesde celle-cL Ainsi, le pourtour de la rondelle 4 s'applique en freinant plus ou moins fortement contre la paroi de l'alésage de la dent 8' ou contre la paroi intérieure du coussinet 9. La vis de réglage 5 peut éventuellement etre bloquée par une contre-vis de sécurité fi. Sur b tourillon 11 est embroché une seconde rondelle élastique 7, également en caoutchouc, par exemple, qui joue le rôle d1amortis- seur. Cette rondelle agit axialement entre la fraise rétrograde 2 et la paroi de la dent 8' ou le coussinet 9, lors de la réintroduction de l'outil dans la dent 8' du dispositif de soutien 8. On va maintenant décrire brièvement le fonctionnement de ce dispositif Comme il a été indiqué, on introduit les dents 8' du dis positif de soutien 8 et les fraises rétrogrades 2 qu'elles supportent dans les poches 15 de la pièce 13. Après cela, la pièce 13 et le dispositif de soutien 8 ne peuvent plus se déplacer l'un par rapport à l'autre. Pour produire les renfoncements, on introduit la tige 1 par un alésage 14 qui peut, par exemple, jouer le rôle de trou de centrage. De ce fait, la tige 1 vient s'engager dans l'alésage central 12 de la fraise rétrograde 2. Du fait de la rotation de la tige 1, les goupilles 3 s'engagent dans la rainure hélicoïdale 10, en accouplant ainsi la tige et la fraise. Ceci a pour conséquence d'enfiler l'outil, c'est-ad ire la fraise rétrograde 2, sur la tige 1, sur une distance correspondant à la longueur axiale de la rainure hélicoïdale 10. L'action de freinage des rondelles 4 assure un accouplement parfait entre la tige 1 et la fraise rétrograde 2. Maintenant, pendant la continuation de la rotation de la tige 1, celle-ci peut être rétractée et le renfoncement voulu peut être usiné dans la poche 15, là où l'alésage 14 débouche dans la poche 15. En examinant la figure 1 on remarque que la fraise rétrograde couplée à la tige 1 a été rétractée d'une certaine distance de son palier 9 dans la dent 8' par rapport aux fraises placées dans les dents adjacentes 8'. On remarque également qu'il n'est pas nécessaire que le tourillon 11 de l'outil sorte complètement de son palier 9, bien qu'une telle éventualité soit également possible. Quand le renfoncement voulu a été usiné, on repousse à nou- veau la tige 1 vers le dispositif de soutien 8 et on replace l'outil, c'est-à-dire la fraise rétrograde 2 dans la dent correspondante 8' à l'intérieur de son palier 9. En tournant la tige 1 dans la direction opposée, on désaccouple la fraise rétrograde 2. Pendant cette opération, le dispositif de freinage 4 opère à nouveau. Du fait de la présence de la rainure hélicoïdale 10, la fraise rétrograde 2 est pressée contre la paroi de la dent 8' ou contre le palier 9 correspondant, par l'action des goupilles 3. Pour cette opération, la rondelle élastique 7 constitue un amortisseur axial efficace. Après cela, on retire la tige 1 de l'alésage 14 et on l'amène dans une position dans laquelle elle peut être introduite dans l'alésage 14 voisin aux fins d'usinage d'un nouveau renfoncement. Le principal avantage de l'invention réside dans la suppression de toutes les opérations manuelles d'accouplement des outils avec les tiges les faisant tourner,ces opérations étant remplacées par de simples mouvements en avant et et en arrière de ces tiges et par des mouvements latéraux pour les transférer d'un alésage d'entrée au suivant. Le fait que plusieurs fraises rétrogrades doivent être disponibles en même temps ins le dispositif de soutien n'est pas un inconvénient car l'usure des fraises individuelles est considérablement réduite. En outre, il devient possible, au besoin, de loger dans les différentes dents des outils de frai sage différents, de sorte qu'il devient possible de produire, sans aucune opération compliquée de changement, des renfoncements très différents dans les poches qui#suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour produire des renfoncements retrograwdes, en particulier sur des alésages débouchant dans des cavités, qui comprend une tige entraînée en rotation, et guidée à travers l'alE- sage correspondant et des fraises rétrogrades appelées à être accouplées avec la tige du côté devant être usiné de la pièce, caractérisé en ce qu'il comprend a) un dispositif de soutien (8) en forme de peigne dont les dents (8') s'engagent dans les cavités devant être usinées b) des outils rétrogrades (2) montés respectivement à rotation dans les dents (8') et pouvant être tirés à l'extérieur vers la zone d'usinage ; et, c) une tige de traction (1) pouvant être introduite successivement dans les alésages correspondants (14) et pouvant être accouplée avec l'outil rétrograde correspondant (2), en guidant cet outil (2) par un mouvement de rappel vers la zone d'usinage avant de le ramener par un mouvement opposé dans le dispositif de soutien (8). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un accouplement comportant des goupilles (3) solidaires de l'outil s'engageant dans des rainures hélicoïdales (10), formées sur l'extrémité de la tige (1). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque outil rétrograde (2) est monté sur un tourillon creux (11) qui est adapté pour recevoir la tige (1) et qui est logé à rotation dans un coussinet (9) du dispositif de soutien (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie du tourillon (11) qui est montée à rotation dans le coussinet (9) du dispositif de soutien (8) est pourvue d'un dispositif de freinage réglable (4). 5. Dispositif selon# B revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de freinage (4) comprend, au moins, une rondelle élastique (4), par exemple en caoutchouc,dont le pourtour s'applique radialement contre la paroi intérieure du coussinet (9) et qui est embrochée sur le tourillon 11 en pouvant être précontrainte axialement. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le coussinet (9) assurant le guidage du tourillon (11) a une longueur supérieure à celle de la course vers la pièce à usiner de l'outil rétrograde (2). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 6, caractérisé en ce qu'il comprend un élément d'amortissement élastique (7) agissant dans le sens axial, disposé entre l'outil (2) et le dispositif de soutien (8) et pouvant être embroché sur le tourillon (11) de l'outil (2).