Brevet FR2491804A1 — publié le 19820416

L'invention concerne un mandrin de serrage pour queue cylindrique d'un outil de fraisage, perçage, alésage, meulage ou à rectifier, notamment pour monter et serrer des fraises à queue en vue de l'usinage de métal, mandrin comportant un corps pourvu d'un alésage de positionnement axial pour recevoir la queue d'outil cylindrique, ainsi qu'une vis de serrage disposée radialement par rapport à cet alésage et s'appuyant sur un évidement de la queue d'outil On donnant déjà par le brevet allemand 1 224 119, un mandrin de serrage, pour queue d'outil cylindrique, dont le corps de base est constitué par un corps pourvu d'une tige conique. Ce mandrin de serrage présente dans son corps un alésage de positionnement suivant l'axe longitudinal et dans lequel débouche un perçage taraudé dans lequel est engagée une vis de serrage pourvue d'un tenon de blocage conique. La queue d'outil insérée dans l'alésage du mandrin de serrage est pourvue, à l'endroit d'engagement du tenon de blocage, d'un perçage de forme conique correspondante, avec lequel, lorsqu'on enfonce en la faisant tourner la vis de serrage, le tenon conique de celle-ci se trouve coincé. Dans cet état du serrage de la queue d'outil, la vis de serrage doit se trouver maintenue en position par les forces de friction qui se produisent sur les surfaces de prise coniques du tenon de serrage et sur les flancs des pas de vis. Il s'est cependant avéré que ces forces de friction ne sont pas suffisantes pour empêcher avec sûreté la vis de serrage de tourner, lorsque l'outil qui est monté pour son utilisation donne lieu à des vibrations, fonction de l'opération de serrage. Ces vibrations de l'outil sont transmises par la queue d'outil au mandrin de serrage et risquent de provoquer le desserrage de la vis de serrage. Cet inconvénient se manifeste notamment dans le cas où un outil de fraisage est monté parce que le processus de coupe, qui s'interrompt constamment, des divers tranchants de l'outil favorise la production de telles vibrations indésirables de l'outil. L'invention a pour but d'éliminer le défaut du mandrin de serrage connu, afin que puisse être garanti un serrage très sflr de l'outil à queue même lorsque se produisent des vibrations de l'outil. L'invention a donc pour objet un mandrin de serrage destiné à enserrer des queues d'outil cylindriques, - et qui comporte un corps pourvu dgun alésage axial ainsi qu'une vis de serrage disposée radialement par rapport à cet alésage et appuyant sur un évidement de la queue coutil - cette vis permettant en liaison avec un évidement forme de façon appropriée dans la queue d'outil daempecher avec sûreté le serrage de l'outil de se rel:cher sous 1effet de vibrations. L'invention concerne à cet effet un mandrin de serrage qui est caractérisé en ce que la vis de serrage est constituée par un manchon fileté qui est évidé axialement selon un profilé intérieur en forme de clé de vis ainsi que selon un prolongement inférieur cylindrique lui faisant suite du coté de l'endroit de serrage, et qui comporte une surface annulaire de serrage conique sengageant, à liendroit de la queue d'outil, dans une rainure transversale de forme trapézoldale adaptée à cette surface annulaire de serrage conique, et dont la longueur dans le fond de la rainure est inférieure au petit diamètre de la surface annulaire de serrage, la section transversale en forme d'anneau de cercle du manchon fileté subissant alors lorsque le serrage est effectué une déformation élastique en forme d'ovale. Le mandrin de serrage réalisé selon les caractéristiques de l'invention convient bien pour le montage et le serrage d'une queue d'outil cylindrique comportant une rainure transversale de forme trapézoidale ménagée de manière à se situer centralement par rapport à l'axe de la vis de serrage lorsque la queue d'outil est enfoncée jusqu a la butée dans l'alésage de réception. En outre la rainure transversale de forme trapézoïdale doit obligatoirement correspondre, dans sa forme et sa dimension, à la surface annulaire de serrage, et être réalisée avec une profondeur permettant le coincement de cette surface annulaire de serrage avec les surfaces latérales obliques de la rainure transversale. La queue d'outil pourvue de cet évidement de forme trapézoidale est enfoncée dans laévidement de positionnement du mandrin de serrage de telle sorte que sa rainure transversale se trouve dirigée en face du manchon fileté. Ensuite, on fait tourner ce manchon fileté dans la direction correspondant au serrage, la surface annulaire de serrage conique venant alors s'appuyer contre les deux surfaces latérales obliques de la rainure transversale de forme trapézoidale. Lorsque la force de serrage du manchon fileté est accrue, celuimciv grâce à l'effet de coincement qu'assurent les deux surfaces latérales obliques de la rainure transversale, subit, dans sa section en forme d'anneau de cercler une déformation élastique lui donnant une forme ovale. Cette déformation élastique en forme d'ovale du manchon fileté assure une compression radiale des pas de vis de ce manchon dans l'alésage taraudé du mandrin de serrage, il s'ensuit que les forces de friction dans les pas de vis subissent un accroissement assez important pour préserver avec streté le manchon fileté d'un desserrage inintentionnel qui serait dfl à des vibrations de l'outil. Cet empêchement de tourner est favorisé par le couple de friction de la surface annulaire de serrage se situant dans la zone diamétrale extérieure du manchon fileté. La sensibilité aux vibrations de la fixation du filetage de la vis est à attribuer à son action élastique. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale, avec coupe, d'un mandrin de serrage pour fraise à queue - la figure 2 est une vue en coupe du détail à échelle agrandie de l'endroit de serrage du mandrin - la figure 3 est une autre vue latérale en coupe de l'endroit de serrage, par la ligne A-A selon la figure 2 - la figure 4 est une vue de dessus du manchon fileté, en coupe par la ligne B-B selon la figure 3 - la figure 5 est une vue de-dessus du manchon fileté, en coupe par la ligne C-C selon la figure 3. Le mandrin de serrage représenté sur la figure 1 comporte comme corps de base un corps 1 pourvu d'une tige -conique 2. Dans ce corps de mandrin 1 est pratiqué frontalement un alésage de positionnement 3 aligné suivant l'axe longitudinal, et dans lequel débouche un alésage taraudé radial 4, dans lequel est vissée une vis de serrage constituée sous la forme d'un manchon fileté 5, évidé en direction axiale selon un profilé intérieur en forme de clé de vis 6, ainsi que selon un prolongement inférieur cylindrique 6' lui faisant suite du coté de l'endroit de serrage. La vis de serrage en forme de manchon fileté comporte une surface annulaire de serrage 7 de forme conique. La queue d'outil 8 de la fraise à queue, enfoncée dans l'alésage 3 jusqu a la butée, est pourvue, à l'endroit qui se situe auadessous du manchon fileté, d'une rainure transversale 9 de forme trapézoïdale adaptée à la surface annulaire de serrage conique 7 ; la longueur 1 de cette rainure dans le fond de celle ci est inférieure au petit diamètre d de la surface annulaire 7. lorsque cette surface annulaire 7 se trouve, sous l'effet de l'actionnement du manchon fileté 5, enserrée par les deux surfaces latérales obliques a et b de la rainure 9 de forme trapézoïdale, le manchon fileté 5 subit alors, sous l'effet de l'action de coincement exercée par les deux surfaces latérales obliques a et b, une déformation élastique donnant à sa section transversale annulaire une forme ovale. Cette déformation élastique du manchon fileté est représentée schématiquement sur les figures 2 à 5, On peut y voir qu'il se produit une compression renforcée dans les pas de vis entre le manchon fileté 5 et l'alésage taraudé 4. Sous l'effet de cette compression renforcée entre les pas de vis, la résistance due à la friction dans le filetage de la vis se trouve considérablement accrue et le manchon fileté 5 est ainsi empêché avec sflreté- de se desserrer par suite de vibrations de l'outil. REVENDICATION Mandrin de serrage pour queue d'outil cylindrique, notamment pour fraises à queue d'usinage de métal, comportant un corps pourvu d'un alésage axial pour recevoir la queue d'outil cylindriquev ainsi qu'une vis de serrage radiale par rapport à cet alésage et appuyant sur un évidement de la queue d'outil, mandrin caractérise en ce que la vis de serrage est constituée par un manchon fileté (5) évidé axialement selon un profilé intérieur fileté (6) ainsi qu'avec un évidement inférieur cylindrique (6't lui faisant suite du côté de l'endroit de serrage, et qui comporte une surface annulaire de serrage conique (7) s'engageant, à l'endroit de la queue d'outil (8), dans une rainure transversale (9) de forme trapézoïdale adaptée à cette surface annulaire de serrage conique (7), et dont la longueur (1) dans le fond de la rainure est inférieure au petit diamètre (d) de la surface annulaire de serrage (7), la section transversale en forme d'anneau de cercle de la vis de serrage (5) subissant alors, lorsque le serrage est effectué, une déformation élastique en forme d'ovale.