Brevet FR2509642A1 — publié le 19830121

Outil de tournage pour l'usinage des bouts d'arbres, de tourillons, de tubes et analogues. La présente invention se rapporte à un outil de tournage pour l'usinage des bouts d'arbres, de tourillons, de tubes et analogues, comportant un corps de base en forme de disque pouvant être raccordé à la broche d'un tour et plusieurs porte-outil fixés de façon amovible à ce corps de base, et dont chacun comporte au moins un support de plaquette réglable radialement par rapport à l'axe de rotation, fixé au moyen d'une vis de réglage et portant une plaquette. Par usinage des bouts, on entend l'usinage complet de l'extrémité d'un arbre, d'un tourillon ou d'un tube avec un seul outil de tournage comportant plusieurs supports montés fixes et portant des plaquettes Au cours d'une même avance axiale de l'outil de tournage par rapport à la pièce ou inversement, on effectue alors par exemple un surfaçage de la face frontale, un usinage du diamètre extérieur sur une longueur limitée, l'abattage de chanfreins sur le diamètre extérieur et la réa- lisation d'un perçage de centrage. Dans un outil de tournage connu du type précité, les porte-outil sont solidement vissés sur la face frontale du corps de base Pour permettre un positionnement exact des porte- outil, la face frontale comporte des rainures dans lesquelles s'engagent les porte-outil Sur chaque porte-outil est monté au moins un support de plaquette réglable radialement au moyen d'une vis de réglage Avec cet outil de tournage, il est certes pos- sible d'usiner différents diamètres dans une gamme de diamètres donnée, mais les surfaces usinées présentent toujours la même distance par rapport à la surface transversale frontale du bout usiné de la pièce Ce n'est qu'en échangeant les porte-outil contre d'autres adaptés à la pièce à usiner qu'il est possible d'utiliser l'outil de tournage également pour une autre pièce. Comme cependant les bouts des pièces à usiner peuvent présenter les formes les plus diverses, il fallait avoir en réserve un grand nombre de porte-outil différents ou fabriquer à chaque fois les porte-outil adaptés La réalisation des rainures dans la surface frontale du corps de base constitue elle aussi une opération compliquée A ceci s'ajoute le fait que pour chaque porte-outil, les surfaces s'engageant dans la rainure doivent être usinées avec grande précision. Pour l'usinage des bouts d'arbres, de tourillons, de tubes et analogues du type précité, la présente invention a par conséquent pour objet de réaliser un outil de tournage qui, avec seulement quelques types fondamentaux de porte-outil, permette l'usinage d'un grand nombre de bouts de pièces différents, puisse être adapté sans modification importante à chaque bout de pièce à usiner et soit malgré tout de construction simple. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le corps de base comporte pour recevoir chaque porte-outil au moins un perçage parallèle à l'axe de rotation, tandis que le porte-outil comporte une tige cylindrique adaptée à ce perçage, que chaque porte-outil est muni d'une vis de réglage qui peut être vissée parallèlement à l'axe de rotation et à l'axe de la tige et prend appui sur le corps de base ou un support raccordé à ce dernier et que par ailleurs, entre la tige et le corps de base sont prévus un dispositif de fixation en rotation et un dispositif de serrage permettant de maintenir la tige dans la position axiale choisie. L'utilisation de perçages cylindriques et de tiges cylindriques s'y adaptant facilite considérablement la fabri- cation de l'ensemble de l'outil de tournage Le corps de base en forme de disque avec les perçages cylindriques est si faible à réaliser que même l'utilisateur de l'outil peut se fabriquer lui-même un tel corps de base si la pièce à usiner l'exige. Cela ne devrait pourtant pas être le cas en règle générale car, grâce à la possibilité de réglage des porte-outil dans le sens axial et à la possibilité de réglage supplémentaire des supports de plaquettes dans le sens radial, on peut adapter l'outil de tournage a n'importe quel bout de pièce à usiner. Il est également possible de procéder à cette adaptation en échangeant les supports de plaquettes contre d'autres de forme différente. Ces possibilités d'adaptation peuvent encore être étendues en munissant le corps de base de plusieurs perçages disposés à des distances radiales différentes de l'axe de rotation Si, en effet, la plage de réglage rad$ale d'un support de plaquette n'est pas suffisante, on peut facilement, en desserrant le dispositif de serrage, enlever le porte- outil impliqué du corps de base et transplanter sa tige dans un perçage situé radialement plus à l'extérieur ou plus à l'intérieur du corps de base L'outil de tournage permet ainsi des usinages dans une très grande plage de diamètres. Il y a lieu de préciser que d'après les constatations faites jusqu'ici, il suffit de deux types de base de porte- outil pour pouvoir usiner des bouts de pièces extrêmement différents. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip- tion de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel la figure 1 est une vue frontale de l'util de tournage; la figure 2 est une vue latérale dans le sens de la flèche II de la figure 1, une partie des porte-outil étant supprimée; la figure 3 est une vue latérale dans le sens de la flèche III, une autre partie des porte-outil étant supprimée; la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 1; la figure 5 est une vue frontale d'un second mode de réalisation du corps de base; la figure 6 est une vue en plan d'un premier type de porte-outil; les figures 7, 8 et 9 sont des vues en plan de diffé- rents supports de plaquette utilisés avec ce porte-outil; la figure 10 est une vue en plan d'un second type de porte-outil; la figure 11 est une coupe suivant XI-XI de la figure 10. L'outil de tournage comporte un corps de base en forme de disque 1 dont la surface frontale avant la et la surface frontale arrière lb sont de préférence rectifiées Le corps de base 1 est appliqué par sa surface frontale arrière lb sur un support 2 auquel il est raccordé par des vis non représentées. Le support 2 sert & la fixation sur la broche d'un tour et peut à cet effet comporter un cône normalisé 3 ou être réalisé sous la forme d'une plaque bridée. Dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 14, le corps de base 1 comprend quatre perçages 4 qui sont disposés à des distances radiales appropriées de l'axe de rotation D-D et s'étendent parallèlement à cet axe Le diamètre de ces perçages peut être d'environ 25 mm pour les outils de tournage de petites dimensions et d'environ 36 mm pour les outils de tournage de plus grandes dimensions Ces perçages 4 sont destinés à recevoir les tiges cylindriques identiques 5 de porte- outil 6,7, qui sont décrits en détail plus loin La conception des tiges 5 et des éléments-servant à leur serrage, à leur fixation en rotation et à leur réglage axial, étant la même pour des deux types de porte-outil 6,7, ces éléments sont désignés par les mêmes références et sont décrits en premier. Comme dispositif assurant la fixation en rotation et le serrage, on prévoit dans la tge 5 une cheville 8 qui s'engage dans une rainure 9 parallèle à l'axe et usinée dans la paroi du perçage 4 Pour l'actionnement de la cheville, on utilise une vis 10 qui est disposée parallèlement à l'axe A-A de la tige et s'engage par une tête conique l Oa dans un évidement également conique 11 de la cheville Les axes de la vis 10 et de l'évidement conique 11 sont ici décalés l'un par rapport à l'autre de façon que lorsque l'on serre la vis 10, la cheville 11 soit chassée radialement vers l'extérieur sous l'effet de la tête conique l Oa coopérant avec l'évidement conique 11 A la place d'un évidement conique, la cheville pourrait aussi comporter une rainure transversale adaptée à la tête conique et s'étendant transversalement à l'axe de la cheville. La cheville 8 est avantageusement déplaçable dans un plan disposé perpendiculairement au sens de réglage V d'un sup- port de plaquette 12, 13 placé sur le porte-outil 6, 7 On 25.09642 arrive ainsi à ce que le réglage radial du support de plaquette ne se modifie pas lorsque l'on serre la cheville 8. De la même façon, la rainure 9 parallèle à l'axe est disposée dans un plan perpendiculaire au plan passant par l'axe du perçage Cela permet un usinage particulièrement facile et un positionnement exact de la rainure 9 parallèle à l'axe. La rainure 9 parallèle à l'axe présente avantageu- sement une section transversale semi-circulaire et la cheville 8 une tête 8 a adaptée à cette section En plus de la facilité d'exécution de la rainure 9 parallèle à l'axe, cette conception présente l'avantage qu'après le serrage de la vis 10, la tête 8 a de la cheville 8 se trouve coincée dans la rainure également sans jeu dans le sens périphérique du perçage 4. Pour le réglage axial, chaque porte-outil 6, 7 comporte une vis 14 qui, pouvant être vissée parallèlement à l'axe de rotation D-D et à l'axe A-A de la tige, est avantageusement placée à l'extrémité, côté tige, du porteoutil 6, 7 et accessible par un perçage 15 débouchant dans la zone des supports de plaquette 12, 13 Dansle porte-outil 6, la vis de réglage 14 et le perçage 15 sont disposés dansla tige 5, tandis que dansle porte- outil 7, cette vis de réglage 14 et le perçage 15 se trouvent dans une tête 16 Dans les deux cas cependant, le perçage 15 sert au passage d'une clé hexa- gonale pouvant s'engager dans une tête à six pans correspondante 14 a de la vis de réglage Le diamètre du perçage 15 est calculé de façon à correspondre sensiblement au diamètre extérieur de la clé hexagonale de façon que celle-ci puisse s'engager directement dans la tête à six pans 14 a. Un premier type de porte-outil 6 est représenté en détail sur les figures 2, 4 et 6 Pour recevoir le support de plaquette 12, ce porte-outil comporte au niveau de sa tête 17 une portée 18 disposée parallèlement à l'axe A-A de la tige et une surface d'appui 19 disposée dans un plan radial Dans la portée sont prévus deux taraudages 20, 20 a légèrement obliques par rapport à la portée, mais parallèles entre eux et dont l'un sert de logement à une vis de serrage 21 Le support de plaquette 12 est percé d'un trou oblong 22 s'éten- dant radialement par rapport à l'axe A-A de la tige et à travers lequel passe la vis de serrage 21 Par ailleurs, le support de plaquette 12-porte une plaquette interchangeable 23 placée dans un évidement. Pour le réglage radial exact du support de plaquette 12, la tête 17 du porte-outil 6 comporte un taraudage 24 s'étendant parallèlement à la surface d'appui 19 et à la portée 18 et se terminant en partie dans lasurface d'appui 19. Dans ce taraudage est vissée une courte tige filetée 25 servant de vis de réglage pour le support de plaquette 12. Cette tige filetée 25 s'engage dans un évidement 26 pratiqué dans le support de plaquette 12 et ayant sensiblement la même longueur que la tige filetée Si on desserre légèrement la vis de serrage 21, on peut tourner la tige filetée 25 au moyen d'une clé hexagonale engagée dans sa tête à six pans 25 a de façon que la tige filetée se déplace dans le sens du taraudage 24 en entraînant le support de plaquette 12 Lorsque sa plaquette 23 a atteint la position souhaitée, on bloque à nouveau la vis de serrage 21. Le premier type de porte-outil 6 sert en premier lieu, comme représenté sur la figure 2, au surfaçage des faces frontales 27 d'une pièce,par exemple d'un arbre W La face frontale peut en pareil cas, comme illustré sur la figure 2, être usinée par les deux plaquettes 23 de deux porteoutil identiques 6 Si la face frontale 27 présente de plus grandes dimensions dans le sens radial, on règle différemment les supports de plaquette 12 sur les deux porte-outil 6 de façon que la plaquette 23 de l'un des supports de plaquette 12 usine par exemple la partie interne de la face frontale 27 et l'autre plaquette 23 la partie externe de cette face 27 Le décalage des deux taraudages 20, 20 a permet de régler le support de plaquette 12 dans une plage de réglages relativement grande. Si, toutefois, comme illustré sur la figure 7, on veut usiner une surface frontale 27 a qui se situe sur un plus grand diamètre, on peut utiliser à la place du support de plaquette 12 représenté sur la figure 6 le support de plaquette 12 a représenté sur la figure 7 et dont la plaquette 23 se trouve du côté opposé Il suffit d'échanger unepetite pièce, 2 -,09642 en l'occurence le support de plaquette, pour pouvoir usiner unezone de grand diamètre. On peut élargir encore cette zone en munissant le corps de base 1 ', comme illustré sur la figure 5, de plusieurs perçages disposés à des distances radiales différentes Ri, R 2 et R 3. On engage alors la tige 5 du porte-outil 6 dans le perçage 4 qui convient pour le travail à exécuter Il en va évidemment de même pour le porte-outil 7. En plus des supports de plaquette 12, 12 a déjà décrits, on peut aussi utiliser sur le porte-outil 6 les supports de plaquette 12 b, 12 c représentés sur les figures 8 et 9 et permettant le chanfreinage tantôt sur un diamètre intérieur, tantôt sur un diamètre extérieur Un second type de porte- outil 7 est représenté en détail sur les figures 3, 10 et 11 et décrit ciaprès Ce type de porte-outil 7 comporte également une tête 16 dont le centre est toutefois de préférence décalé par rapport à l'axe A-A de la tige Cela permet de réduire le diamètre du corps de base 1 ou 1 '. La tête 16 comprend au moins un perçage borgne 28 placé radialement par rapport à l'axe A-A de la tige et compor- tant un support de plaquette 13 pouvant s'y déplacer et muni d'un appendice cylindrique 29 L'appendice 29 présente une surface plane 30 sur laquelle agit une vis de serrage 37 pouvant être vissée dans la tête 16 perpendiculairement à l'axe du perçage borgne Pour le réglage du support de plaquette 13 qui porte également une plaquette interchangeable 31, l'appen- dice cylindrique renferme une vis de réglage coaxiale 32 dont la tête 32 b vient s'appliquer sur le fond 28 a du perçage borgne 28 La tête 32 b est munie d'une tête à six pans 32 a accessible par un perçage 33 pratiqué dans la tête Après desserrage de la vis 37, on peut, au moyen d'une clé hexagonale que l'on passe à travers le perçage 33, tourner la vis de réglage 32 et amener ainsi la plaquette 31 du support 13 à la position voulue On bloque ensuite à nouveau la vis de serrage 37. Pour, d'une part, obtenir un appui optimal du support de plaquette 13 et, d'autre part, garantir une bonne évacua- tion des copeaux, la tête 16 présente dans la zone située au- dessus de la plaquette 31 une chambre à copeaux 34 ouverte sur sa face frontale et vers le haut. Le porte-outil 7 peut en outre comporter, comme illustré sur la figure 10, un ou plusieurs supports de plaquet- te 13 a décalés axialement et dont chacun peut être réglé radia- lement de la même façon Le réglage dans le sens axial s'ef- fectue au moyen de la vis de réglage 14 Le perçage borgne étant relativement simple à réaliser, on peut facilement munir un porte-outil 7 déjà existant d'un autre perçage borgne au cas o cela serait nécessaire pour l'exécution d'un usinage donné. Cette opération peut même êtzeexécutée par l'utilisateur même de l'outil de tournage. Les porte-outil du second type servent en particulier, comme illustré sur la figure 3, à l'usinage extérieur de l'extrémité d'un arbre W En pareil cas, la surface latérale 38 et le décrochement 35 sont usinés par les deux plaquettes 31 a, tandis que le support 13 avec la plaquette 31 est réglé de façon à chanfreiner l'extrémité de l'arbre. Pour simplifier autant que possible l'usinage des perçages 4, ceux-ci sont avantageusement réalisés sous la forme de perçages ouverts Il est par ailleurs avantageux de rectifier les surfaces frontales avant et arrière la et lb du corps de base 1 La surface frontale avant la peut alors servir à l'installation d'appareils de mesure permettant de procéder de la façon décrite ci-dessus au réglage exact des supports 12, 13 et des plaquettes 23, 31 qui y sont placées. En pareil cas, il est possible d'exécuter non seulement un réglage radial des supports de plaquette,mais aussi un réglage axial par déplacement des porte-outil 6, 7 au moyen des vis de réglage 14 Lorsque tous les outils sont correctement réglés, on peut en une seule opération usiner la surface latérale 38, le décrochement 35, la face frontale 27 et le chanfrein prévu entre la face frontale et la surface latérale 38 On peut en outre fixer un foret à centrer 36 dans le corps de base 1 et réaliser simultanément un alésage de centrage à l'extrémité de l'arbre W. Le corps de base 1 avec les perçages 4 et les rainures 9 étant un élément de construction relativement simple, l'uti- lisateur peut, le cas échéant, fabriquer lui-même son propre. corps de base au cas o les nombreuses possibilités de réglage indiquées ci-dessus se révéleraient encore insuffisantes dans certains cas d'usinage déterminés. Dans l'outil selon l'invention, il est par ailleurs avantageux que toutes les vis de réglage 14, 25, 32, les vis de serrage 10, 21, 37 et les têtes à six pans 14 a, 21 a, 25 a, 32 a, 37 a soient de même grandeur On peut alors en pareil cas procéder au réglage et au serrage des porte-outil 6, 7 et des supports de plaquette 12, 13, 13 a avec une seule et même clé 1 O hexagonale. REVENDICATIONS 1 Outil de tournage pour l'usinage des bouts d'arbres, de tourillons, de tubes et analogues, comportant un corps de base en forme de disque pouvant être raccordé à la broche d'un tour et plusieurs porte-outil fixés de façon amovible à ce corps de base et dont chacun comporte au moins un support de plaquette réglable radialement par rapport à l'axe de rotation, fixé au moyen d'une vis de réglage et portant une plaquette, caractérisé par le fait que le corps de base ( 1, 1 ') comporte pour recevoir chaque porte-outil ( 6,7) au moins un perçage ( 4) parallèle à l'axe de rotation (D-D) tandis que le porte-outil ( 6,7) comporte une tige cylindrique ( 5) adaptée à ce perçage, que chaque porte- outil ( 6,7) est muni d'une vis de réglage ( 14) qui peut être vissée parallèlement à l'axe de rotation (D-D) et à l'axe (A-A) de la tige et prend appui sur le corps de base ( 1, 1 ') ou un support ( 2) raccordé à ce dernier, et que par ailleurs entre la tige ( 5) et le corps de base ( 1, 1 ') sont prévus un dispo- sitif de fixation en rotation et un dispositif de serrage ( 8 à 11) permettant de maintenir la tige ( 5) dans la position axiale choisie. 2 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que comme dispositif de fixation en rotation et de serrage, on prévoit dans la tige ( 5) une cheville ( 8) déplaçable radialement au moyen d'une vis ( 10) et s'engageant dans une rainure ( 9) parallèle à l'axe usinée dans la paroi du perçage ( 4). 3 Outil de tournage selon la revendication 2, carac- térisé par le fait que la cheville ( 8) peut être déplacée dans un plan perpendiculaire au sens de réglage du support de plaquette ( 12, 13). 4 Outil de tournage selon la revendication 3, carac- térisé par le fait que la rainure ( 9) parallèle à l'axe est disposée dans un plan perpendiculaire au plan passant par l'axe du perçage ( 4). 5 Outil de tournage selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait que la vis ( 10) servant à actionner la cheville ( 8) est disposée parallèlement à l'axe (A-A) de la 2 0096421 il tige et s'engage par une tête conique ( 10 a) dans une rainure prismatique y adaptée disposée transversalement à l'axe de la cheville ou dans un évidement conique ( 11) de la cheville ( 8). 6 Outil de tournage selon la revendication 2, carac- térisé par le fait que la rainure ( 9) parallèle à l'axe présente une section transversale semi-circulaire et la cheville une tête ( 8 a) adaptée à cette section transversale. 7 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que la vis de réglage ( 14) est placée à l'extrémité, côté tige, du porte-outil ( 6,7) et accessible par un perçage ( 15) débouchant dans la zone des supports de plaquette ( 12, 13). 8 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le corps de base ( 1 ') comporte plusieurs perçages ( 4) placés à des distances radiales différentes (RI, R 2, R 3) de l'axe de rotation (D-D). 9 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'un premier type de porte-outil ( 6) comporte sur son extrémité avant ( 17), pour soutenir le support de plaquette ( 12), une portée ( 18) disposée parallèlement à l'axe de la tige et une surface d'appui ( 19) disposée dans un plan radial, la portée ( 18) présentant au moins un taraudage ( 20, 20 a) pour une vis de serrage ( 21) traversant un trou oblong radial ( 22) du support de plaquette ( 12). 10 Outil de tournage selon la revendication 9, carac- térisé par le fait que le porte-outil ( 6) comporte un taraudage ( 24) qui est disposé parallèlement à la portée ( 18) et à la surface d'appui ( 19), se termine en partie dans la surface d'appui ( 19) et dans lequel est vissée en tant que vis de réglage pour le support de plaquette ( 12) une courte tige filetée ( 25) qui s'engage dans un évidement ( 26) pratiqué dans le sup- port de plaquette ( 12) et ayant sensiblement la même longueur que la tige filetée ( 25). 11 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait qu'un second type de porte-outil ( 7) porte dans sa tête ( 16) au moins un perçage borgne ( 28) disposé radialeinent par rapport à l'axe (A-A) de la tige et un support de plaquette ( 13) pouvant s'y déplacer et muni d'un appendice cylindrique ( 29) comportant une surface de serrage plane ( 30) sur laquelle agit une vis de serrage ( 37) vissée dans la tête ( 16) perpendiculairement à l'axe du perçage borgne. 12 Outil de tournage selon la revendication 11, carac- térisé par le fait que le centre de la tête ( 16) est décalé par rapport à l'axe (A-A) de la tige - 13 Outil de tournage selon la revendication 11 ou 12, caractérisé par le fait que l'appendice cylindrique ( 29) renferme une vis de réglage coaxiale ( 32) qui s'appuie par sa tête ( 32 b) sur le fond ( 28 a) du perçage borgne et qui est accessible par un perçage ( 33) pratiqué dans la tête ( 16). 14 Outil de tournage selon la revendication 11, caractérisé par le fait que la tête ( 16) dans la zone située au-dessus de la plaquette ( 31, 31 a) du support ( 13, 13 a) comporte une chambre à copeaux ( 34) ouverte sur sa face frontale et vers le haut. Outil de tournage selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé par le fait que toutes les vis de réglage ( 14, 25, 32), les vis de serrage ( 10, 21, 37) et les têtes à six pans ( 14 a, 21 a, 25 a, 32 a, 37 a) sont de la même grandeur. 16 Outil de tournage selon la revendication 1, carac- térisé par le fait que le corps de base ( 1) présente des surfaces frontales avant et arrière (la, lb) rectifiées, que les perçages ( 4) sont réalisés sous la forme de perçages ouverts et que le corps de base ( 1) est appliqué par sa surface frontale arrière (lb) contre un support ( 2) pouvant être raccordé à la broche du tour.