Brevet FR2584959A1 — publié le 19870123

OUTIL DE TOURNAGE L'invention se rapporte à un outil de tournage comprenant un mandrin qui, pouvant être raccordé à une broche de machine-outil, comporte respectivement, en deux endroits diamétralement opposés par rapport à son axe de rotation, un logement disposé radialement pour la queue de chaque tête d'outil et une surface de butée fixant celle-ci dans le sens radial par rapport au mandrin, un support de plaquettes de carbure déplaçable radialement sur chaque tête d'outil par rapport à l'axe de rotation et muni d'une plaquette de carbure, et un dispositif de serrage par lequel la tête d'outil peut être raccordée au mandrin. De tels outils de tournage servent à rectifier les alésages ou les surfaces concaves de pièces à usiner ayant un diamètre d'environ 200 mm à 1 mètre et plus. Dans un outil connu du type mentionné ci-dessus, le mandrin comprend pour l'essentiel une traverse qui comporte, au niveau des deux extrémités de sa surface frontale, des guidages de section transversale rectangulaire disposés radialement par rapport à l'axe de rotation de la traverse. Dans les guidages peut se déplacer radialement la queue, également de section transversale rectangulaire, de chaque tête d'outil. Une goupille cylindrique insérée dans la traverse s'engage tA respectivement dans l'une des trois mortaises prévues dans la queue de la tête d'outil et disposées à distance les unes des autres dans le sens radial. Au moyen de ces mortaises et de la goupille cylindrique, on peut régler graduellement chaque tête d'outil par rapport à la traverse. La goupille cylindrique forme ainsi une surface de butée fixant la tête d'outil par rapport au mandrin dans le sens radial. La tête d'outil elle-même est raccordée de façon amovible à la traverse au moyen de plusieurs vis. Après le réglage graduel de la tête d'outil au moyen de la goupille cylindrique et des mortaises, on ajuste le diamètre d'usinage désiré en déplaçant le support des plaquettes de carbure dans le sens radial par rapport à la tête d'outil. En raison de ses guidages de section transversale rectangulaire, la fabrication de cet outil de tournage connu est relativement onéreuse. Par ailleurs, la plage des diamètres que l'on peut usiner avec une seule et même traverse est relativement faible. Ainsi, par exemple, une seule traverse ne convient que pour l'usinage de diamètres se situant entre 355 et 520 mm. Pour la plage de diamètres allant de 520 à 685 mm, il faut utiliser une autre traverse. L'invention a pour objet de mettre au point un outil de tournage du type prcité qui permette l'usinage dans une plage de diamètres aussi grande que possible et qui soit malgré tout de fabrication simple et particulièrement stable. Par ailleurs, il doit aussi permettre un préréglage exact du diamètre d'usinage par des dispositifs de mesure simple. Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que le mandrin, réalisé en forme de moyeu, comporte respectivement, en des endroits diamétralement opposés par rapport à son axe de rotation, un perpage de fixation à axe disposé radialement par rapport à l'axe de rotation et entouré par une surface de butée perpendiculaire à l'axe du perçage de fixation, et que la tête d'outil est munie d'un téton qui est adapté au perçage de fixation et qui est entouré concentriquement par une surface annulaire perpendiculaire à l'axe du téton et qu'entre le mandrin et la tête d'outil peut être éventuellement insérée au moins une piece intermédiaire dont une extrémité comporte un perçage de fixation correspondant au perçage de fixation du mandrin et présentant une surface de butée radiale, tandis que son autre extrémité comporte un téton correspondant au téton de la tête d'outil et présentant une surface annulaire. Les perçages de fixation du mandrin et les tétons de la tête d'outil sont relativement faciles à fabriquer. Grace à l'emploi d'une ou éventuellement même de plusieurs pièces intermédiaires, la plage des diamètres, pour laquelle on peut utiliser un seul et même mandrin, est relativement grande. Ainsi, par exemple, pour une plage de diamètres de 598 à 762 mm, on peut utiliser un seul mandrin et pour la plage de diamètres suivante allant de 698 à 1342 mm, seul un autre mandrin est nécessaire. Comme pièces intermédiaires, on peut aussi utiliser des pièces de rallonge telles qu'elles sont couramment employées dans. les outils de perçage à système d'unités de montage (par exemple KometABS-Anbau-Werkzeuge à raccordement par emboîtement). De surcroît, les mêmes pièces intermédiaires peuvent aussi être utilisées en combinaison avec des mandrins qui sont destinés à une autre plage de diamètres. Le nouvel outil de tournage se caractérise aussi par une très grande rigidité de sorte que l'on peut travailler avec des avances relativement grandes. Par ailleurs, on obtient également une grande précision d'interchangeabilité. Il s'ensuit que l'on peut prérégler exactement le tranchant de la tête d'outil en-dehors de la machine sur un appareil de préréglage comportant des dispositifs de mesure relativement simples. On n'a pas besoin à cet effet d'un grand outil de mesure correspondant au grand diamètre d'usinage à chaque fois considéré. Lorsque la tête d'outil avec le tranchant préréglê sur le mandrin est à nouveau raccordé au mandrin directement ou avec intercalation d'une pièce intermédiaire dont on connaît la longueur exacte, ce qui peut se faire sans manipulations compliquées, l'outil de tournage a déjà le diamètre d'usinage désiré sans qu'il soit nécessaire de procéder à une autre mesure ou à un autre réglage de l'outil sur la machine elle-même. Cela a pour effet de raccourcir sensiblement les temps de mise au point de la machine. Conformément à une particularité avantageuse de l'outil de tournage selon l'invention, le mandrin comporte deux autres perçages de fixation radiaux et diamétralement opposés dont les axes sont respectivement décalés de 90' dans le sens de la rotation du mandrin par rapport aux axes des deux premiers perçages de fixation, et les surfaces de butée des seconds perçages de fixation sont à une distance de l'axe de rotation qui n'est pas la même que celle des surfaces de butée des premiers perçages de fixation. Cela confère des possibilités de variation supplémentaires pour modifier le diamètre de travail selon que l'on place les têtes d'outils dans les premiers ou dans les seconds perçages de fixation. Une caractéristique avantageuse de l'invention réside dans le fait que les distances des surfaces de butée des perçages de fixation diffèrent d'une valeur qui est légèrement plus petite que la course de réglage radiale maximale du support des plaques de carbure sur la tête d'outil. ED849D9 L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 est une vue frontale de l'outil de tournage dans le sens I de la figure 2; la figure 2 est une vue dans le sens II de la figure 1; la figure 3 est une vue analogue en cas d'utilisation d'une pièce intermédiaire; la figure 4 est une vue latérale dans le sens IV de la figure 2. Le mandrin 1 comprend un téton 2 par lequel il est engagé directement dans un perçage de fixation cylindrique d'une broche de machine-outil non représentée ou dans un perçage de fixation correspondant d'une bride d'adaptation pouvant être raccordée à la broche de la machine-outil. Le raccordement à la broche de la machine-outil s'effectue ici d'une façon qui est par exemple décrite dans le EP-A 0 123 220. Le mandrin 1, en deux endroits diamétralement opposés par rapport à son axe de rotation D, comporte deux perçages de fixation cylindriques 3. Ces deux perçages de fixation et les éléments voisins étant réalisés de façon parfaitement identique, on a également utilisé les mêmes signes de référence. Par voie de conséquence, la description suivante de l'un des perçages de fixation s'applique aussi à l'autre perçage de fixation. L'axe A du perçage de fixation est disposé radialement par rapport à l'axe de rotation D. Le perçage de fixation 3 est entouré par une surface de butée annulaire 4 perpendiculaire à son axe A. La tête d'outil 5 est munie d'un téton 6 adapté au perçage de fixation 3. Ce téton est entouré concentriquement par une surface annulaire perpendiculaire à son axe. Le téton 6 peut être engagé dans le perçage de fixation 3. Les deux surfaces de butée 4 sont à la même distance rl de l'axe de rotation D. Pour le raccordement de la tête d'outil 5 au mandrin 1, on utilise avantageusement le dispositif de serrage en soi connu représenté plus en détail à la figure 1. Dans la zone du perçage de fixation 3, sont prévus deux taraudages diamétralement opposés 8,9 disposés radialement par rapport à l'axe A et dans lesquels peut respectivement être vissée une vis de serrage 10,11. la vis de serrage 10 comporte un appendice conique 1Oa et la vis de serrage 11 un creux tronconique 11a. Une cheville de serrage 13 est montée déplaçable dans un perçage transversal 12 du téton 6. Cette cheville de serrage 13 comporte à l'une de ses extrémités un appendice conique 13a correspondant au creux conique 11a et, à son autre extrémité, un creux 13b correspondant à l'appendice conique 10a. La distance al de l'axe A1 des taraudages 8,9 par rapport à la surface de butée 4, est légèrement plus grande que la distance a2 de l'axe A2 du perçage transversal 12 par rapport à la surface annulaire 7, si bien que lorsque l'on serre l'une des vis, de préférence la vis 10, la cheville de serrage 13 se trouve repoussée vers l'intérieur du perçage de fixation 3. De cette façon, la surface annulaire 7 est solidement appliquée contre la surface de butée 4. Un dispositif de serrage correspondant est également prévu pour le perçage de fixation 3 diamétralement opposé. La tête d'outil 5 comporte un support 15 de plaquettes de carbure pouvant se déplacer dans un guidage 14 axialement par rapport à son axe A, mais radialement par rapport à l'axe de rotation D. A son extrémité libre, le support 15 porte une plaquette de carbure interchangeable 16. Une vis de réglage 17 peut 584939 être vissée dans le taraudage 18 de la tête d'outil 5. Le taraudage s'étend dans le sens du réglage V du support 15 des plaquettes de carbure. la vis 17 s'engage sur environ un tiers de sa périphérie dans un évidement 15a du support 15 des plaquettes de carbure et prend appui par ses surfaces frontales sur les surfaces d'extrémités 15b de cet évidement. Lorsque l'on tourne la vis de réglage 17, elle se déplace dans le taraudage 18 dans le sens du réglage V et, du fait de son engagement dans l'évidement 15a, entraîne le support 15 des plaquettes de carbure. Par la vis de réglage 19, qui s'étend parallèlement à l'axe de rotation D, on peut, en outre, légèrement ajuster le support des plaquettes de carbure dans le sens de l'axe de rotation D. Un tel réglage est nécessaire afin que les pointes tranchantes actives 16a de deux porteoutils 15 diamétralement opposés puissent travailler dans le même plan radial. Au moyen de la vis de réglage 17, on peut déplacer le support 15 avec la plaquette de carbure 16 sur une course de réglage maximale r3 d'environ 32 mm dans l'exemple de réalisation représenté. Ce réglage peut être effectué dans un appareil de préréglage qui comporte un perçage de fixation cylindrique analogue à celui du mandrin 1. Dans l'appareil de préréglage, on mesure à chaque fois la distance entre la surface annulaire 7 et la pointe tranchante 16a. La distance r4 à régler dans l'appareil de préréglage peut Aetre facilement calculée. Si D1 est le diamètre de travail désiré de l'outil-de tournage et rl la distance connue de la surface de butée 4 par rapport à l'axe de rotation D, on a alors la formule suivante: r4 = 0,5 x D1 - rl. Dans l'appareil de préréglage, il suffit donc de ne régler que la distance r4 au moyen de la vis 17 et la position axiale de la pointe tranchante 16a au moyen de la vis 19. Lorsque ce réglage est terminé, on serre la vis de blocage 20. La tête d'outil 5 avec la plaquette de carbure préréglée 16 peut alors être montée en un rien de temps dans le perçage de fixation 3 du mandrin 1 et lui etre raccordée par serrage de la vis 10. Il en va de même pour la tête d'outil non représentée sur le côté diamétralement oppose. Par déplacement radial des supports 15 des plaquettes de carbure, on peut donc régler des diamètres qui diffèrent les uns des autres de 2 x r3, donc de 64 mm. Si maintenant on veut utiliser le mandrin 1 également pour l'usinage de diamètres encore plus grands, il est alors avantageux qu'il comporte deux autres perçages de fixation 3' qui sont eux aussi diamétralement opposés, mais dont les axes A3 sont décalés de 90' dans le sens de la rotation du mandrin 1. La configuration des perçages de fixation 3' correspond exactement à la configuration des perçages de fixation 3 à la seule différence près que la surface de butée 4' du perçage de fixation 3' présente une plus grande distance r5 par rapport à l'axe de rotation D. La différence des distances r5 et rl est légèrement plus petite que la course de réglage radiale maximale r3 du support 15 des plaquettes de carbure. Si par exemple rl est de 89 mm, r5 devra alors être de 119 mm. Pour des diamètres qui sont supérieurs au plus grand diamètre de travail possible D2, qui puisse être obtenu avec les têtes d'outil 5 engagées dans les perçages de fixation 3, on enlève ces dernières des perçages de fixation 3 et on les engage dans les perçages de fixation 3' et on les fixe avec les vis de serrage 10 qui correspondent exactement aux vis de serrage 10 préalablement décrites. Pour des diamètres d'usinage qui sont supérieurs au plus grand diamètre de travail possible qui puisse être obtenu avec les têtes d'outil engagées dans les perçages de fixation 3', on utilise à nouveau les perçages de fixation 3. Comme illustré à la figure 3, on interpose alors cependant une pièce intermédiaire entre la tête d'outil 5 et le mandrin I qui n'est êoresentéque schématiquement ici. Cette piece :ermédiaire 21 comporte un perçage de fixation 22 qui -respond exactement au perçage de fixation 5 et qui galement entouré par une surface de butée 23 qui frt de surface d'appui à la surface annulaire 7 de la ee d'outil 5. La pièce intermédiaire 21 comporte, en outre, un téton 24 qui correspond au téton 6 de la tête - d'outil 5 et qui est par conséquent également adapté au perçage de fixation 3. Ce téton 24 est muni d'une cheville de serrage correspondant à la cheville de serrage 13. Dans la pièce intermédiaire sont de surcroît prevues des vis de serrage qui correspondent aux vis de serrage 10,11 et dont seulement la vis de serrage 29 est visible à la figure 3. La longueur r6 de la pièce intermédiaire 21 correspond elle aussi à la différence entre les distances r5 et rl. Dans l'exemple de rialisation représenté, elle est égale à 60 mm. Si l'on veut usiner des diamètres qui sont supérieurs au plus grand diamètre de travail possible D3 de l'outil de tournage avec pièces intermédiaires 21 dans la position représentée à la figure 3, on détache du mandrin 1 la pièce intermédiaire 21 qui reste eependant raccordée à la tête d'outil 5. Pour l'usinage de plus grands diamètres, on engage alors la pièce intermédiaire 21 par son téton 24 dans l'un des perçages de fixation 3'. En utilisant soit une autre pièce intermédiaire de la longueur r6 ou une seule pièce i ntermédiaire de longueur double, on peut encore augmenter la plage d'usinage de l'outil de tournage. De cette façon, avec le mandrin représenté sur le dessin, on peut usiner des diamètres qui ont entre 39B et 762 mm. Lors du tournage, il est par ailleurs de première importance qu'à partir du mandrin 1, un fluide de refroidissement puisse parvenir à la plaquette de carbure 16 en passant par des perçages 25 et 26 prévus dans la tête d'outil et des perçages 27 prévus dans la pièce intermédiaire 21, peu importe la façon dont la tête d'outil 5 est montée sur le mandrin. A la place des têtes d'outil représentees 5 qui comportent des supports 15 avec plaquettes de carbure 16 pour le dégrossissage, il est également possible d'utiliser d'autres têtes d'outil non représentées avec supports de plaquettes de carbure à réglage fin pour le travail de finition d'une pièce a usiner. Par ailleurs, le mandrin 1 peut Btre muni d'un autre perçage de fixation 30 coaxial à son téton 2 et dans laquelle on peut engager d'autres outils, par exemple une tête de fraisage, une barre d'alésage, un alésoir ou analogue. Avec un tel outil de tournage combiné, il est d'abord possible d'exécuter plusieurs opérations d'usinage associées sans avoir à modifier la fixation de la pièce à usiner. t 84959 REVENDICATIONS 1. Outil de tournage comprenant un mandrin qui, pouvant être raccordé à une broche de machine-outil, comporte respectivement, en deux endroits diamétralement opposes par rapport à son axe de rotation, un logement disposé radialement pour la queue de chaque tête d'outil et une surface de butée fixant celle-ci dans le sens radial par rapport au mandrin, un support de plaquettes de carbure déplaçable radialement sur chaque tête d'outil par rapport à l'axe de rotation et muni d'une plaquette de carbure, et un dispositif de serrage par lequel la tête d'outil peut être raccordée au mandrin, caractérisé par le fait que le mandrin (1), réalisé en forme de moyeu, comporte respectivement, en des endroits diamétralement opposés par-rapport à son axe de rotation (D), un perçage de fixation (3) à axe (A) disposé radialement par rapport à l'axe de rotation (D) et entouré par une surface de butée (4) perpendiculaire à l'axe (A) du perçage de fixation (5), et que la tête d'outil (5) est munie d'un téton (6) qui est adapté au perçage de fixation (3) et qui est entouré concentriquement par une surface annulaire (7) perpendiculaire à l'axe (A) du téton et qu'entre le mandrin (1) et la tête d'outil (5) peut être éventuellement insérée au moins une pièce intermédiaire (21) dont une extrémité comporte un perçage de fixation (22) correspondant au perçage de fixation (3) du mandrin (1) et présentant une surface de butée radiale (23), tandis que son autre extrémité comporte un tt.on (24) correspondant au téton (6) de la tête d'outil (5) et présentant une surface annulaire (28). 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le mandrin (1) comporte deux autres perçages de fixation (3') radiaux et diamétralement opposes dont les axes (A3) sont respectivement décalés a58 4959 de 90' dans le sens de la rotation du mandrin (1) par rapport aux axes (A) des deux premiers perçages de fixation (3) et que les surfaces de butée (4') des seconds perçages de fixation (3') sont à une distance (r5) de l'axe de rotation (D) qui n'est pas la même que celle des surfaces de butée (4) des premiers perçages de fixation 3. 3. Outil selon la revendication (2), caractérisé par le fait que les distances (ri, r5) des surfaces de butée (4,4') des perçages de fixation (3,3') diffèrent d'une valeur qui est légèrement plus petite que la course de réglage radiale maximale (r3) du support (15) des plaquettes de carbure sur la tête d'outil (5). 4. Outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que dans la zone de chaque perçage de fixation cylindrique (3,3',22) sont prévus deux taraudages radiaux (8,9) diamétralement opposés et renfermant chacun une vis de serrage (10,11) respectivement munie d'un appendice conique (1Qa) ou d'un creux conique (11a), que dans un perçage transversal (12) de chaque téton peut se déplacer radialement une cheville de serrage (13) qui comporte respectivement au niveau de ses deux extrémités un creux conique (13b) ou un appendice conique (13a) coopérant avec l'appendice conique (10a) ou le creux conique (11a) des vis de serrage (10,11), et que la distance (al) de l'axe (Al) des taraudages (8,9) par rapport à la surface de butée (4) est légèrement plus grande que la distance (a2) de l'axe (A2) du perçage transversal (12) par rapport à la surface annulaire (7), si bien que lors du serrage de l'une des vis (10,11), celle-ci agit sur la cheville de serrage (13) dans le sens d'une application de la surface annulaire (7) sur la surface de butée (4).