Brevet FR2510931A1 — publié le 19830211

Cette invention a trait à des dispositifs de positionnement pour outil d'usinage qui positionnent positivement un outil d'usinage, son axe de travail étant sensiblement normal à la surface d'une pièce de travail ayant un profil plan ou incurvé, avant l'opération d'usinage Par le terme "outil d'usinage on entend un outil qui réalise une opération d'usinage sur une pièce de travail, par exemple une opération de perçage, de chanfreinage, de fraisage ou de perforation selon un axe d'opération prédéterminé. Selon la présente invention, on prévoit un dispositif de positionnement d'outil d'usinage pour positionner un outil d'usinage, son axe de travail étant sensiblement normal à la surface d'une pièce de travail ayant un profil en forme générale d'arc de cercle, le dispositif comprenant un moyen de plate-forme comprenant un premier moyen de positionnement ayant un moyen de pied adapté en utilisation de façon à porter contre la surface de la pièce de travail jouxtant la régxQn de la surface à travers laquelle passe l'axe de travail, et un second moyen de positionnement espacé par rapport au premier moyen de positionnement et ayant un moyen de pied adapté en utilisation de façon à porter contre la surface dalla pièce de travail de telle façon que le moyen de plate-forme soit supporté par les premier et second moyens de positionnement, le se cond moyen de positionnement étant réglable pour épouser les différentes courbures de la surface de la pièce de travail par l'ajustement de l'écart entre le moyen de pied du second moyen de positionnement et le moyen de plate-forme. De façon à maintenir l'axe de travail de l'outil d'usinage perpendiculaire à la surface, l'écart est augmenté au fur et à mesure que décrit le rayon de courbure local de la pièce de travail, De préférence, le dispositif comprend un moyen de serrage actionnable pour tirer la plate-forme vers la pièce de travail. De préférence, le second moyen de positionnement comprend un moyen d'arbre fixé au moyen de pied, le moyen d'arbre étant reçu en coulissement dans une cavité du moyen de plate-forme .Le moyen d'arbre comprend convenablement une surface de butée adaptée à engager la surface de rampe d'un coin de réglage, le coin de réglage étant déplaçable par rapport au moyen d'arbre pour effectuer un déplacement du moyen de pied par rapport au moyen de plateforme. Le coin de réglage est de préférence déplaçable dans une pluralité de positions discrètes, chacune des positions correspondant à une courbure particulière de la pièce de travail à percer. Dans le cas ou un dispositif selon l'invention est employé pour former une série de trous dans une pièce de travail, le dispositif de serrage comprend commodément un dispositif a pince de serrage et mandrin qui peut être passé par un trou formé auparavant puis actionné pour tirer le moyen de plate-forme vers la pièce de travail. Dans ce cas la séparation entre l'axe de travail et le dispositif à pince de serrage et mandrin est réglable en fonction du pas souhaité pour les trous à former. A titre d'exemple uniquement, on décrira en détail une réalisation spécifique d'un dispositif de positionnement d'outil d'usinage en faisant référence aux dessins annexés dans lesquels La figure 1 est une vue de côté d'une perceuse à laquelle on a fixé un dispositif de positionnement d'outil d'usinage; La figure 2 est une vue plane de dessous du montage représenté en figure 1; La figure 3 est une vue partielle du montage représenté en figure 1, fixé à une pièce de travail avant une opération de perçage; La figure 4 est une vue plane de dessous d'une partie de dispositif de positionnement d'outil d'usinage selon l'invention,certaines parties étant enlevees pour plus de clarté; La figure 5 représente une coupe selon les lignes V - V de la figure 4; La figure 6 est une vue en bout selon les flèches VI-VI de la figure 4; et La figure 7 est une vue en coupe à une échelle agrandie à travers une partie du dispositif à pince de serrage et mandrin utilisé dans cette invention. Référence étant faite aux dessins,on a représenté une perceuse 10 à laquelle est adapté un dispositif 20 de positionnement d'outil d'usinage selon l'invention.La perceuse 10 comprend un corps principal de perçage 11 à partir duquel se projette un cylindre de serrage/alimentation 12 déplaçable entre une position rétractée et une position en extension,et un porte-foret 13 rétractable à l'intérieur du corps principal de perçage.Le cylindre dé serrage/alimentation 12 comporte un amortisseur 14 monté concentriquement à l'intérieur et rétractable à l'intérieur du cylindre de serrage d'alimentation à l'encontre d'une contrainte prédéter minée.Le porte-foret 13 abrite une pointe de forage 16 con çue pour percer et chanfreiner un trou de dimensionsprédéter- minées.Sur l'actionnement de la perceuse par une gachette ou d'autres moyens souhitables,la pointe de forage est mise en rotation et le cylindre d'alimentation/serrage 12 est rétrac- té dans le corps de perceuse ll,un exemple d'une telle perceuse étant la perceuse du type dit "Spaçematic M62". Le dispositif de positionnement d'outil d'usinage 20 comprend une plate-forme 21, un pied ajustable 22, et un moyen de serrage sous la forme d'un dispositif à pince de serrage et mandrin 23. La plate-forme 21 contient une partié 24 de manchon tubulaire s'adaptant autour de l'extrEmi- té du logement 13 de porte-foret à travers lequel peut passer la pointe de forage. A l'extrémité inférieure de la partie de manchon 24,on prévoit une douille de positionnement 25. A l'extrémité de- la plate-forme 21 qui est éloignée de la partie de manchon 24 on prévoit un logement de pied 26 comportant une cayité 27 et comprenant une rainure de régage 28 disposée transversalement par rapport à celle-ci et communiquant avec elle.Entre la partie de manchon 24 et le logement de pied 26 on prévoit une rainure de guidage 29 qui reçoit une partie du dispositif 23 à pince de serrage et mandrin et qui comprend à une extrémité un écrou d'arrêt 30. A un endroit éloigné de la partie de manchon 24 et du logement de pied 26 on prévoit une cavité 31 qui est fixée en utilisation autour de l'extrémité du cylindre amortisseur 14. Le pied ajustable 22 contient un arbre cylindrique 32 et un moyen de positionnement 32', L'arbre 32 est reçu en coulissement dans la cavité 27 du logement de pied 26 et est poussée vers le haut au moyen d'un ressort 33. L'arbre 32 est découpé de façon à former un passage horizontal 34, dont la face inférieure est pressée contre la surface de rampe d'un coin 35 de réglage, monté en coulissement dans une rainure de réglage 28. L'écart entre le moyen de positionnement 32' et la platerforme 21 peut être changé en faisant glisser le coin de réglage 35 dans la rainure de réglage 28, Le coin 35 comprend une pluralité d'empreintes hémisphériques 36 venant en engagement avec une pointe par-un ressort-à l'intérieur du logement de pied 26 pour positionner le coin 35 dans une position souhaitée. Le coin 35 peut comporter des symboles pour identifier la position du coin par rapport à la rainure 28, et identifier ainsi la courbure particulière de la pièce de travail pour laquelle le dispositif est réglé. Le dispositif à pince de serrage et-mandrin 23 comprend un bras de manivelle 37 monté sur le cylindre d'alimentation/serrage 12 pour un mouvement de rotation relatif mais fixé axialement par rapport à celui-ci Le bras de manivelle 37 est connecté en pivotement à un logesiient 38 à pince de serrage et mandrin (figure 6).A son extrémité éloignée du bras de manivelle 37 le logement 38 reçoit l'extrémité d'une combinaison à pince de serrage et mandrin 39, 40 pour un mouvement de pivotement, La pince de serrage 39 est reçue dans un manchon 41 de positionnement de pince de serrage pour un mouvement de pivotement limité. te mandrin 40 s'étend à travers la pince de serrage 39 et est attaché au logement 38 de pince de serrage de mandrin au moyen d'un montage à palier sphérique. La position de l'ensemble pince de serrage/mandrin 39/40 par rapport å la rainure de guidage 29 et donc l'écart entre la douille de positionnement 25 et l'ensemble pince de serrage/mandrin peut être réglé en ajustant la position angulaire du bras de manivelle 36.La pince de serrage est d'une taille telle qu'elle s'adapte à travers un trou foré auparavant par la porte de perçage quand la pince de serrage est relAchee. Le dispositif 23 a pince de serrage et mandrin qui comporte le montage à palier sphérique peut ne se trouver nécessaire que pour des pièces de travail de petits rayons. Pour des pièces de travail de plus grand rayon, le mandrin 40 peut être monté directement sur le logement 38 à pince de serrage et mandrin. Le dispositif 23 à pince de serrage et mandrin peut être remplacé par d'autres formes de positionnement et de serrage qui peuvent être insérés depuis un coté de la pièce de travail par exemple la forme d'agrafe commercialisée sous la marque dite "Avdel" par la firme dite Aviation Developments Ltd, En utilisation,la pièce à percer est recouverte d'un gabarit pouryu de trous au pas souhaité et intimement adaptée pour receyoir la douille de positionnement 25.Le pied ajustable est réglé en deplacXant le coin de réglage 34, pour épouser la courbure locale de la surface à percer, L'ensemble pince de serrage/mandrin 49, 40 est passe à travers un trou pilote (ou foré auparavant) et la douille de positionnement est positionnée dans un trou adjacent du gabarit, l'écart entre l'ensemble pince de serrage/mandrin 39/40 et la douille de positionnement 25 étant réglé pour épouser le pas local en faisant coulisser l'ensemble pince de serrage 39/40 par rapport à la rainure de guidage 29 ainsi qu'il est nécessaire. On actionne ensuite la perceuse 10 ce qui a pour effet de mettre en rotation la pointe de forage 16 et de rétracter le cylindre d'alimentationZserrage 12 amenant le dispositif 23 à pince de serrage et mandrin à être tiré vers le corps de perceuse principal pendant que le cylindre de serrage 14 demeure en extension. En même temps, la pince de serrage 39 est étendue pour venir serrer dans la cavité qui l'entoure et la plate-forme 21 est tirée vers la pièce à percer poussant la douille de positionnement 25 vers sa position de positionnement, Cette action est continuée jusqu'à ce que la plate-forme 21 soit rigidement serrée à la pièce, supportée par la douille de positionnement 25 et le pied ajustable 22.Quand la plate-forme 21 est serrée à la pièce de travail l'action de traction du cylindre d'ali mentation/serrage 12 continue, surmontant la contrainte du cylindre de serrage 14, tirant ainsi le corps de perceuse vers la pièce de travail pour percer et chanfreiner un trou. Une fois le trou terminé, le cylindre d'alimentation/ serrage 12 et le cylindre de serrage 14 sont ramenés à leurs positions initiales permettant ainsi au dispositif de positionnement d'être déplace pour percer le trou suivant de la série. On appréciera que quand le dispositif selon l'invention est utilisé pour percer un trou à travers deux pièces adjacentes, par exemple un revêtement de fuselage d'avion et un élément sous-jacent, le dispositif sert en outre à serrer les deux éléments ensemble pendant l'opéra- tion de perçage. Il est envisagé que chaque trou dans le gabarit comporte un symbole d'identification ayant trait à la courbure locale de la pièce de travail, Les symboles correspondants seront prévus sur le coin d'ajustement permettant ainsi àî'opérateur de choisir directement le réglage approprié de l'élément de positionnement 32', Le mode de réalisation décrit ci-dessus peut etre employé pour percer et chanfreiner des trous dans des surfaces planes, coniques à double courbure, concaves et convexes. La présente invention n'est pas limite aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONg 1 - Dispositif (20) de positionnement d'outil d'usinage pour un outil (10) d'usinage dont l'axe de travail est sensiblement normal à la surface d'une pièce de travail ayant un profil en forme générale dlarc de cercle, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de plate-forme (21) comprenant un premier moyen de positionnement-compor- tant un moyen de pied (25) adapté pour-porter en utilisation contre la surface de la pièce de travail voisine de la région de la surface à trayeurs laquelle passe l'axe de travail; et un second moyen (22) de positionnement espacé du premier moyen de positionnement, et comportant un moyen (32') de pied adapté pour porter en utilisation contre la surface de la pièce de travail, de façon que le moyen de plate-forme soit supporté par les premier et second moyens de positionnement, le second moyen de positionnement étant réglable de façon à épouser des courbures différentes de la pièce de travail par ajustement de l'écart entre le moyen de pied et la plate-forme. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caracte- risé en ce qu'il comprend un moyen de serrage (37 à 40) actionnable pour tirer la plate-forme (21) vers la pièce de travail 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le second moyen (22) de positionnement comprend un moyen (32) d'arbre fixé au moyen (32') de pied, le moyen d'arbre étant reçu en coulissement dans une cavité (27) de la plate-forme (21). 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'arbre (32) comprend une surface de butée (34) adaptée de façon à venir en engagement avec la surface de rampe d'un moyen (35) d'ajustement en forme générale de coin,le moyen d'ajustement étant déplaçable par rapport au moyen d'arbre réglant ainsi la'écart entre le moyen (32') de pied et la plate-forme (21), 5 r Dispositif (20) de positionnement de perceuse pour positionner une perceuse (10) dont l'axe de travail est sensiblement normal à la surface d'une pièce de travail ayant un profil en forme générale d'arc de cercle, caracte- risé en ce qu'il comprend un moyen de plate-forme (21) comprenant un moyen pour maintenir l'axe de travail de la perceuse selon une orientation fixe par rapport au moyen de plate-forme, un premier moyen de positionnement ayant un moyen (25) de pied adapté pour porter en utilisation contre la surface de la pièce de travail, voisine de la surface de la région à percer, et un second moyen (22) de positionnement espacé du premier moyen de positionnement et comportant un moyen (32') de pied adapté pour porter en utilisation contre la surface de la pièce de travail, de façon que le moyen de plate-forme soit supporté par les premier et second moyens de positionnement, le second moyen de positionnement étant réglable de façon à épouser les différentes courbures de la pièce de travail par ajustement de l'écart entre le moyen de pied du second moyen de positionnement et le moyen de plate-forme. 6 - Dispositif de positionnement de perceuse selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble (37 à 40) de serrage actionnable pour tirer la plate-forme (21) vers la pièce de travail. 7 - Dispositif de positionnement de perceuse selon la revendication 6, adapté pour être utilisé dans des applications où une serie de trous doit être percée dans une pièce de travail, caractérisé en ce qu'un dispositif de serrage (37 à 40) comprend un moyen de serrage (39, 40) qui est inséré en utilisation dans un trou foré auparavant de façon à réaliser un serrage. 8 - Dispositif de positionnement de perceuse selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'écart entre le moyen de serrage (39, 40) et le premier moyen de positionnement (25) est réglable.