Brevet FR2523884A1 — publié le 19830930

i 2523884 La présente invention est relative à un outil d'usinage constitué par un porte-outil, un siège de plaque coupante, et une plaque coupante fixée au moyen d'un dispositif de serrage Le siège de plaque coupante et la plaque coupante sont amovibles, ensemble ou séparément. Dans les outils de coupe connus dans l'état de l'art, les plaques coupantes sont fixées par un dispositif de maintien par serrage C'est ainsi, par exemple, que le dispositif décrit par le brevet suisse N O 622 200 comprend, pour la fixation de la plaque coupante, un élément de serrage comportant une griffe de serrage et une pièce de guidage constituée par un cylindre creux, l'élément de serrage étant monté, avec un jeu dans le sens radial, dans le dis- positif de maintien par serrage, et comportant, au niveau de son côté opposé à la partie serrante de la griffe de serrage, une surface de butée essentielle- ment parallèle à l'axe de la vis de fixation et perpendiculaire à l'axe longitu- dinal de l'élément de serrage Ce dispositif de maintien, qui ne permet l'utili- sation que de plaques coupantes orientables ayant toutes la même dimension, présente des inconvénients, notamment en raison de ses parties gênantes en porte-à-faux. On a déjà proposé également d'ancrer dans le porte-outil la plaque coupante, en même temps qu'un élément d'appui interchangeable correspondant à ses dimensions, au moyen d'une vis de fixation qui peut traverser au milieu la plaque coupante et l'élément d'appui Cependant, dans un tel dispositif connu, étant donné qu'il dépasse, le bord de la tête de la vis de fixation empêche beaucoup d'opérations de remplacement des plaques coupantes De plus, pour le remplacement des plaques coupantes, la vis doit être complètement dévis- sée et sortir de la tige de l'outil, puis être revissée après le changement de plaque coupante De plus, la demande allemande N 027 46 958 propose d'asso- cier aux plaques coupantes orientables des éléments d'appui qui sont constitués par une pièce cylindrique que l'on peut engager dans le sens radial dans le corps de l'outil, et qui constitue un appui dans le sens axial pour la plaque coupante orientable, et par un bras qui est relié en une seule pièce à la pièce cylindrique, s'en écarte dans une direction essentiellement perpendiculaire, et constitue un appui dans le sens radial pour la plaque coupante Cet élément d'appui a déjà été incorporé, comme élément de serrage, à des outils de coupe du type initialement défini La réalisation d'un tel dispositif implique 2 2523884 cependant des tolérances de fabrication très serrées entre la tige de l'outil et la pièce d'appui, pour empêcher la distorsion de la plaque coupante orientable dans le siège de plaque, que l'on observe souvent en pratique Cet inconvénient est dû au fait que, l'élément de serrage devant être centré par rapport au siège de plaque qui se trouve dans la pièce d'appui, et la surface d'appui étant orientée obliquement dans le sens longitudinal, la géométrie du dispositif est surdéter- minée Pour agir sur l'ensemble de serrage, il faut introduire une clé hexa- gonale intérieure dans une ouverture cylindrique correspondante, qui, par suite de sa situation défavorable, est souvent salie et encombrée, après utilisation, de calamine ou de petits copeaux. Le but de l'invention est de permettre la réalisation d'un outil d'usinage qui évite les inconvénients que présentent les dispositifs usuels connus dans l'état de l'art et permette un maintien sûr de la plaque coupante, celleci pou- vant être, sans complications et facilement, montée, enlevée ou utilisée. Ce but est atteint, suivant l'invention, par la réalisation d'un outil d'usi- nage dans lequel le dispositif de serrage est constitué par une pièce de serrage comportant un bloc de guidage et une goupille de serrage, et par une vis à double collier, le bloc de guidage de la pièce de serrage se trouvant situé entre les deux colliers de la vis à double collier,et la goupille de serrage s'engageant, en passant par une ouverture ménagée dans le siège de plaque coupante, dans un trou centré de la plaque coupante L'outil d'usinage qui fait l'objet de l'inven- tion présente l'avantage d'être construit d'une manière tellement compacte qu'il ne présente pas de parties enrelief gênantes, et qu'en même temps, on peut y monter plusieurs outils de coupe très près les uns des autres et associés. De plus, l'invention permet de remplacer facilement le siège de la plaque coupante, ce qui permet d'utiliser, avec un seul corps de porte-outil et avec le même élément de serrage, des plaques coupantes ou des sièges de plaques coupantes différents, et, par conséquent, d'utiliser des largeurs de poinçonnage différentes Les différents sièges de plaques coupantes que l'on peut utiliser ne diffèrent que par la profondeur du siège de plaque, qui varie avec l'épaisseur de la plaque coupante, c'est-à-dire avec la largeur de poin- ç,onnage. De ce point de vue, la subdivision du dispositif de serrage en une pièce de serrage et une vis de serrage présente l'avantage qu'un positionnement 3 2 i 523884 exact du siège de plaque coupante par rapport à la position de la vis de serrage n'est pas nécessaire au moment du montage En effet, lorsque la vis de ser- rage est vissée, la plaque coupante est obligée de s'appliquer contre son appui dans le siège de la plaque coupante, dans le trou centré de la plaque coupante, par une ouverture ménagée dans le siège de la plaque coupante. Selon un autre mode de réalisation de l'outil d'usinage qui fait l'objet de l'invention, le siège de plaque coupante comporte un ressort d'ajustage qui est tourné vers le corps du porte-outil, et qui s'engage dans une rainure de forme correspondante, parallèlement à l'axe longitudinal du corps de porte- outil, un évidement dont la forme et les dimensions correspondent à celles du bloc de guidage de la pièce de serrage, et qui comporte des surfaces d'appui intervenant pour fixer la pièce de serrage dans la direction de l'axe longitudi- nal La vis à double collier est guidée par ses colliers cylindriques dans le corps de porte-outil perpendiculairement à l'axe longitudinal de celuici Le bloc de guidage présente essentiellement une forme prismatique Les caracté- ristiques indiquées déterminent sans ambiguité la position du bloc de guidage de la pièce de serrage: d'une part, dans la direction de l'axe longitudinal, par l'évidement ménagé dans le ressort d'ajustage, d'autre part, dans la direction perpendiculaire à la première, par les colliers de la vis de serrage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le siège de la plaque coupante comporte une surface d'appui et des surfaces d'appui latérales pour k fixation de la plaque coupante, ces surfaces formant de préférence entre elles un angle droit ou un angle inférieur à 90 De plus, la plaque coupante com- porte une partie oblique (appelée phase) adaptée aux surfaces d'appui du siège de plaque et s'étendant sur tout le pourtour, qui, lors du serrage ou du des- serrage de la plaque coupante, assure une coopération excellente Tout ser- rage défectueux de la pièce de serrage est pratiquement exclu De plus, il s'est avéré avantageux de donner à la plaque coupante la forme d'une plaque coupante orientable, les bords qui s'étendent sur tout le pourtour étant alors orientés obliquement dans la direction des deux surfaces d'appui possibles. Au niveau de sa tête, comme à son extrémité filetée opposée, la vis à double collier comporte une entaille à six pans facilitant les opérations La goupille de serrage est de préférence aplatie, de manière que ses parties aplaties soient situées des deux côtés transversalement par rapport à l'axe longitudinal du corps du porte-outil. 4 2523884 D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après d'un exemple de réalisation non limitatif Au cours de cette description, on se réfère aux dessins annexés, sur lesquels les Figures 1 et 2 sont des vues latérales d'un porte-poinçon; les Figures 3 et 4 sont des vues en coupe du dispositif de serrage qui fait l'objet de l'invention. La Figure 3 représente, à plus grande échelle, une partie du dispositif représenté par les Figures 3 et 4. La Figure 6 est une coupe correspondant à la Figure 1. L'outil d'usinage représenté par les Figures 1 et 2, et constitué, dans le cas présent, par un porte-poinçon, comprend un corps de support d'outil 1, une plaque coupante 5, qui peut être également une plaque coupante orientable, un siège de plaque coupante 2, qui contient la plaque et est fixé dans la tige de l'outil par des vis cylindriques 15 et une vis à double collier 3 Le porte- poinçon, essentiellement rectangulaire, a, dans l'exemple de réalisation re- présenté, une section de corps d'outil carrée, à la partie frontale de laquelle est monté, dans des évidements ménagés à cet effet, le siège de plaque cou- pante 2, dans lequel viennent se loger, en prenant appui sur une surface 11, des plaques coupantes qui ont généralement trois, quatre ou six coins, et qui se fixent au corps de support d'outil par des vis cylindriques 15 Ce siège de plaque coupante 2, qui est essentiellement découpé à angles droits, et qui ne comporte une surface oblique que du côté frontal de sa tige, en 16, à l'endroit ou l'obliquité permet de mieux absorber les efforts de coupe s'exerçant sur la surface de butée 12, se raccorde au corps de porte-outil 1 Les têtes de vis cylindriques 15 et la tête de la vis à double collier 3 a ou la partie filetée 3 b de la vis à double collier sont des vis noyées, de sorte que l'outil,dans son en- semble, ne comporte pas de parties saillantes, et ces vis sont munies d'en- tailles intérieures à six pans, permettant d'agir sur elles au moyen d'une clé. Le siège de plaque coupante 2 est amovible, de façon à permettre le remplacement d'une plaque coupante orientable en changeant ce siège de plaque coupante, sans avoir à changer le corps du porte-outil Dans le mode de réali- sation représenté, on utilise de préférence des plaques coupantes orientables de 1, 5 à 5, 15 mm d'épaisseur. Alors que le positionnement du siège de plaque coupante 2 dans la direction de l'axe longitudinal 23 du corps de porte-outil est assuré par la 2523884 surface d'appui 12, dans le dispositif de serrage représenté par les Figures 3 et 4, c'est un ressort d'ajustage qui assure le positionnement de la plaque coupante 5 Les pièces qui interviennent également sont la vis à double collier 3 et la pièce de serrage 4, constituée par le bloc de guidage 6 et la goupille de serrage 7 Dans sa partie cylindrique supérieure, c'est-à-dire à la hauteur à laquelle la plaque coupante 5 prend son appui, la vis à double collier 3 a une forme en retrait, de sorte que le bloc de guidage 6 de la pièce de serrage 4 peut se loger dans l'évidement 14 de la vis à double collier et est fixé, dans le sens de la longueur 13 de la vis à double collier 3, par les colliers supérieur et inférieur 17, 17 ' La forme du ressort d'ajustage 21, qui s'engage dans la rainure 22 et est orienté parallèlement à l'axe longitudinal 23 du corps de sup- port d'outil 1, est indiquée par la Figure 6 A la hauteur de l'évidement 14, le ressort d'ajustage 21 présente un évidement comportant des surfaces d'appui , de sorte que le bloc de guidage 6 de la pièce de serrage 4 est fixé, dans la direction de l'axe longitudinal 23, par des surfaces d'appui 10, et, dans la di- rection perpendiculaire, localement par les colliers 17 et 17 ' Les surfaces d'appui 8 et 9 contribuent également à l'appui et au guidage de la pièce de ser- rage 4. De plus, la pièce de serrage 4 comporte une goupille de serrage 7 qui est orientée transversalement par rapport à l'axe longitudinal 23, et guidée par des ouvertures correspondantes 18, ménagées dans le siège de plaque coupante 2,et par le trou centré 24 de la plaque coupante orientable 5. La Figure 5 montre comment la plaque coupante 5 est montée dans le siège de plaque coupante 2 au niveau des surfaces d'appui correspondantes 19, 19 ' qui se rencontrent Les surfaces d'appui 19, 19 ' sont orientées oblique- ment par rapport à la surface d'appui {I du siège de plaque, de telle manière que tout déplacement de la plaque coupante 5, qui comporte également des bords obliques correspondants 20, dans la direction des surfaces d'appui 19 et 19 ', aboutit à ce que la plaque coupante 5 soit poussée dans son siège de plaque, c'est-à-dire sur la surface d'appui Il De ce fait, les surfaces d'ap- pui 19, 19 ', ou les bords 20, assurent un positionnement exact de la plaque coupante. Pour le montage du dispositif décrit ci-dessus, on introduit la pièce de serrage 4 dans le siège de plaque 2, de telle manière que le bloc de gui- dage 6 vienne prendre appui dans l'évidement correspondant du ressort 6 2523884 d'ajustage 21, comportant des surfaces d'appui 10 Ensuite, on introduit le siège de plaque coupante 2 dans le corps de porte-outil 1, le bloc de guidage 6 étant placé de telle manière qu'il vienne prendre appui au milieu de l'évidement mé- nagé entre les deux colliers 17 et 17 ' Puis, on introduit la plaque coupante d'épaisseur d, choisie en conséquence et correspondant au siège de plaque coupante 2, dans le siège de plaque coupante, de telle manière que la goupille de serrage 7 de la pièce de serrage 4 traverse l'ouverture 18 ménagée dans le siège de plaque coupante 2 et pénètre dans le trou centré 24 de la plaque cou- pante 5 Le vissage de la vis à double collier 3 provoque un déplacement du bloc de guidage 6 dans la direction de l'axe longitudinal 13 de la vis à double collier, c'est-à-dire transversalement par rapport à la direction de l'axe longi- tudinal 23 du corps du porte-outil, la plaque coupante orientable 5, entraînée de la même manière, venant finalement prendre appui sur les surfaces 19 et 19 '. Un vissage serré de la vis à double collier 3 assure un contact serré entre les bords 20 et les surfaces d'appui 19 et 19 ' du siège de plaque coupante 2, la plaque coupante se trouvant alors repoussée dans le siège de plaque, c'est-à- dire sur la surface d'appui Il L'enlèvement ou le changement de la plaque cou- pante 5 s'effectuent par des opérations en sens inverse, commençant par le dévissage de la vis à double collier 3. Même si le nombre de rotations que l'on doit faire exécuter à la vis à double collier 3 pour dégager la plaque coupante 5 dépend du pas de vis, on n'est plus jamais obligé, pour remplacer la plaque coupante 5, d'enlever ou de dévisser complètement la pièce de fixation ou le dispositif de serrage Dans l'exemple de réalisation représenté, une demi-rotation de la vis à double col- lier est suffisante Lorsqu'on remplace à la fois le siège de la plaque coupante 2 et la plaque coupante 5, la vis à double collier 3 et la pièce de serrage 4 peuvent rester dans le corps du porte-outil 1 La subdivision du dispositif de serrage 4 présente l'avantage qu'un positionnement exact du siège de plaque coupante 2 par rapport à la vis à double collier 3 qui se trouve dans le corps de porte-outil 1 n'est pas nécessaire Comme la pièce de serrage 4 est fixée dans le siège de plaque coupante 2 par les surfaces d'appui 10 et est guidée entre les colliers 17 et 17 ', on assure un positionnement exact de la goupille de serrage 7 par rapport au milieu de la plaque coupante De plus, en raison de l'adaptation dimensionnelle du siège de plaque coupante 2 et de la pièce de serrage 4, l'action de levier exercée pendant le serrage ne peut provoquer 7 2523884 aucune "distortion" de la plaque coupante Les explications précédentes montrent, de plus, que l'outil d'usinage représenté et décrit ici est non seule- ment d'un maniement facile et permet un changement rapide des plaques cou- pantes, mais encore assure un positionnement exact de la plaque coupante 5 lors de sa mise en place et de son serrage. 8 2523884 REVENDICATIONS 1 Outil d'usinage constitué par un corps de porte-outil et par un siège de plaque coupante amovible et une plaque coupante amovible fixée par un dispositif de serrage, caractérisé en ce que le dispositif de serrage est constitué par une pièce de serrage ( 4), comportant un bloc de guidage ( 6) et une goupille de serrage ( 7), et par une vis à double collier ( 3), le bloc de guidage ( 6) de la pièce de serrage ( 4) se trouvant situé entre les deux colliers ( 17, 17 ') de la vis à double collier ( 3), et la goupille de serrage ( 7) s'enga- geant, par une ouverture ( 18) du siège de la plaque coupante ( 2), dans un trou centré ( 24) de la plaque coupante ( 5). 2 Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège de plaque coupante ( 2) comporte un ressort d'ajustage ( 21) qui est tourné vers le corps de porte-outil ( 1) et s'engage dans une rainure ( 22) de forme correspondante, parallèlement à l'axe longitudinal ( 23) du corps de porte- outil ( 1), de manière qu'un évidement, adapté au bloc de guidage ( 6) de la pièce de serrage ( 4) et comportant des surfaces d'appui 10, fixe la pièce de serrage ( 4) dans la direction de l'axe longitudinal ( 23). 3 Outil d'usinage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la vis à double collier ( 3) comporte des colliers cylindriques ( 17, 17 ') qui sont guidés perpendiculairement à l'axe longitudinal ( 23) , dans le corps de porte-outil ( 1). 4 Outil d'usinage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le bloc de guidage ( 6) a essentiellement une forme de prisme. Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le siège de plaque coupante ( 2) comporte une surface d'appui ( 11) et des surfaces d'appui ( 19, 19 ') pour la fixation de la plaque coupante ( 5). 6 Outil d'usinage selon la revendication 5, caractérisé en ce que la surface d'appui ( 11) et les surfaces d'appui latérales ( 19, 19 ') font entre elles un angle droit ou inférieur à 90 . 7 Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque coupante ( 5) comporte une partie oblique (phase) s'étendant sur tout le pourtour et adaptée aux surfaces d'appui ( 19, 19 ') du siège de plaque ( 2). 8 Outil d'usinage selon l'une des revendications 1 ou 7, caractérisé en ce que la plaque coupante ( 5) est une plaque coupante orientable, et en ce que les bords, qui s'étendent sur tout le pourtour dans la direction des deux 9 2523884 surfaces d'appui possibles, sont orientés obliquement. 9 Outil d'usinage selon l'une des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que la vis à double collier ( 3) comporte une entaille à six pans au niveau de sa tête ( 3 a) et de sa partie filetée ( 3 b). 10 Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la goupille de serrage ( 7) est aplatie des deux côtés, transversalement à l'axe longitudinal ( 23).