Brevet FR2590191A1 — publié le 19870522

La présente invention a pour objet un outil monobloc d'usinage par coupe, entraîné en rotation et destiné à effectuer en une seule passe une multiplicité d'opérations, utilisable en particulier, mais non exclusivement, pour l'usinage de métaux légers utilisés en aéronautique. On connait sous le nom de forets à étages des outils monobloc permettant de réaliser en une seule passe le perçage d'un trou relativement grand en une seule opération le diamètre des forets constituant les étages croissant du bas vers le haut de l'outil. On connait également des outils monobloc réunissant à leur partie inférieure un foret, suivi d'une fraise de diamètre externe plus grand que celui du foret ce qui permet de réaliser le perçage puis le fraisurage d'un trou. Ces outils permettent de percer un trou débouchant puis, en poursuivant le mouvement vers le bas de l'outil, de réaliser une fraisure destinée à recevoir une tête de rivet ou de vis. Ces derniers outils permettent de réaliser les opérations de perçage et de fraisurage avec un seul passage. Mais, l'état de surface obtenu avec ces outils n'est toutefois pas satisfaisant pour certaines applications en raison notamment du fait que les copeaux coupés par le forêt remontent vers le haut du perçage ,lorsque le perçage est effectué de haut en bas, portent contre la surface interne de l'alésage et détériorent la qualité de celle-ci. De plus, lorsqu'il s'agit, par exemple d'assembler deux panneaux percés de trous dont les axes ne sont pas exactement alignés, le perçage et le fraisurage s'alignent automatiquement sur le trou supérieur, c'est à dire dans une position qui peut être mauvaise. Pour une exécution plus soignée d'un trou, il est actuellement nécessaire de forer le trou puis de procéder à un préalésage, et enfin à un alésage. Toutes ces opérations exigent des réglages minutieux pour que le centrage soit parfait. Ces opérations ont encore plus longues lorsqu'il s'agit d'assembler deux panneaux percés de trous qui doivent être centrés précisément. Un premier objet de la présente invention est un outil monobloc permettant de réaliser les opérations de préalésage et d'alésage, sans qu'il soit nécessaire de procéder à son démontage. Ainsi un centrage convenable de celui-ci donne une configuration parfaitement centrée par rapport à l'axe de l'outil. il en résulte une diminution du temps de réglage nécessaire qui est souvent important par rapport à l'usinage proprement dit. Selon la présente invention, l'outil de coupe monobloc destiné à étre entraîné en rotation comprenant sur une partie de sa longueur un étage d'enveloppe cylindrique dont la surface est formée par au moins deux hélices coupantes, le sens des hélices étant le même que celui du sens de rotation de l'outil, est caractérisé en ce que, au moins un second étage de diamètre extérieur supérieur au premier présente des hélices de sens opposé au sens de rotation. Selon une- autre caractéristique de l'invention, l'outil monobloc d'usinage comprend , de bas en haut de l'outil lorsque celui-ci est en position verticale - un étage de préalésage avec coupe en bout plane ou en pointe; - un dégagement de diamètre réduit par rapport à celui de l'étage de préalésage, - un étage d'alésage de sens opposé à celui de l'étage de préalésage; - un étage de fraisurage. Le sens des arêtes hélocoldales de l'étage de préalésage est opposé au sens de celles de l'étage d'alésage. La face avant de l'étage de préalésage est à coupe plane, mais elle peut également etre en pointe dans le cas d'un perçage direct sans avant trou. Bien entendu, le diamètre de l'étage d'alésage est légèrement supérieur au diamètre de l'étage inférieur. La terminologie adoptée suppose que l'outil est vertical ce qui n'est nullement nécessaire, le mode de fonctionnement étant indépendant de la pesanteur. C'est-à-dire que si les arêtes de l'étage de préalésage sont des hélices à droite, le sens de rotation de l'outil étant à droite et la coupe à droite, l'étage d'alésage est constitué par des hélices à gauche avec coupe à droite et vice versa. Pendant l'opér-ation de préalésage les copeaux remontent vers le haut de l'outil et leur évacuation est permise par la constitution d'un dégagement prévu entre l'étage d'alésage et l'étage de préalésage. Ce dégagement permet également l'évacuation des copeaux lors de la phase d'alésage. En effet, dans un premier temps, lors du préalésage, les copeaux sont chassés vers le haut alors que lors de l'alésage proprement dit ceux-ci sont chassés vers le bas ou vers l'avant de l'outil. Il en résulte qu'ils ne peuvent détériorer l'alésage par accumulation dans les goujures. Selon une autre caractéristique de l'invention, des trous de lubrification radiaux reliés à un conduit axial débouchent dans le dégagement et à la partie inférieure de l'étage de fraisurage. Ainsi,l'outil est lubrifié pendant toutes les opérations. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins qui représentent: - La Fig.1, une vue d'un outil selon l'invention et d'un assemblage de deux panneaux devant être assemblés par des vis ou des rivets. Sur la Fig. Unique, l'outil monobloc comprend, du bas vers le haut de la Fig., un étage de préalésage 1 dont l'extremité 2 est plane et perpendiculaire à l'axe de l'outil. L'extrêmité 2 joue le ralle de trépan et sa position ne dépend que du centrage de l'outil, indépendamment des centres des avant trous. Cette caractéristique permet d'alléger les tolérances de positionnement des centres des avant-trous.L'étage de préalésage 1 est constitué, dans l'exemple représenté, par un ensemble d'hélices à droite avec coupe à droite, l'outil étant supposé tourner dans le sens des aiguilles d'une montre, l'étage 1 pouvant présenter une conicité de 0,05,' par exemple. L'étage de préalésage 1 est suivi d'un dégagement 3 cylindrique et de diamètre réduit par rapport au diamètre des hélices. Ce dégagement forme avec la pièce en cours d'usinage une chambre pouvant recevoir les copeaux qui résultent soit du préalésage, soit de l'alésage, compte tenu du sens de rotation de l'outil et de la conformation des arêtes. Puis, on distingue l'étage d'alésage 4 constitué par des hélices à gauche avec coupe à droite. L'étage 4 peut présenter, comme l'étage 1 une légère conicité. Grâce à la conjonction du dégagement 3 et de l'inversion du sens des hélices des deux étages adjacents, les copeaux sont dirigés vers la chambre de dégagement soit par un mouvement montant, soit par un mouvement descendant,d'où une impossibilité de détérioration de l'alésage par accumulation de copeaux dans les goujures 9. Optionnellement, si l'on désire former à l'-entrée de l'orifice alésé qui vient d'etre usiné par les étages 1 et 4 un fraisage destiné à recevoir une tete de vis ou de rivet, il est possible de prévoir, comme dans l'exemple représenté, un étage supplémentaire 5 de fraisurage de forme générale tronconique qui lui-même se prolonge par une queue de fixation 6 cylindrique ou légèrement tronconique terminée, par exemple, par un pas de vis de fixation 7 qui permet une fixation très précise de l'outil dans la broche de la machine. Il est bien entendu possible de raccorder l'étage 4 et l'étage 5 par un rayon de raccordement ou un chanfrein. On distingue également sur la Fig. des trous de lubrification 8 qui débouchent respectivement dans le dégagement 3 et dans la partie inférieure de la fraise 5. Le lubrifiant tel que du laitier est introduit à la partie supérieure de l'outil et descend dans le canal axial central (non représenté) pour irriguer simultanément et à tout moment les arêtes de l'alésoir 1, de l'alésoir 4 et de la fraise 5. Sur la Fig. on aperçoit au-dessous de l'outil deux plaques 10 et 11 percées d'avant-trous 12 et 13 qui ne sont pas convenablement alignés. Par un seul passage de l'outil selon l'invention, on obtient, comme représenté en traits pointillés un trou 14, parfaitement calibré et exactement centré sur l'axe de l'outil. L'étage 1 de préalésage permet ainsi le réalignement des avant-trous de perçage 12 et 13, même en cas de décalage des panneaux 10,11 par rapport à leur position théorique. L'outil combiné monobloc selon l'invention permet d'obtenir en une seule opération des trous très précis avec des états de surface excellents. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans sortir pour celà du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 Outil de coupe monobloc destiné à étre entraîné en rotation comprenant sur une partie de sa longueur un étage d'enveloppe cylindrique dont la surface comporte au moins deux arêtes coupantes en hélice, le sens des hélices étant le même que celui du sens de rotation de l'outil, caractérisé en ce que, au moins un second étage (4) de diamètre extérieur supérieur à celui du pre#mier étage (1), présentant des aretes en hélices de sens opposé au sens de rotation est disposé à la suite de l'étage (1), les deux étages étant séparés par un dégagement (3) de diamètre réduit par rapport au diamètre de l'étage (1). 20 Outil de coupe monobloc selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend , de bas en haut de l'outil: - un étage de préalésage (1) - un dégagement (3) de diamètre réduit par rapport à celui de l'étage de préalésage (1); - un étage d'alésage (4) dont les arêtes hélicoldales sont de sens opposé à celles de l'étage de préalésage (1); - un étage de fraisurage (5); - une queue de fixation (6). 30 Outil selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des trous de lubrification radiaux (8), reliés à un conduit axial, débouchent dans le dégagement (3) et à la partie inférieure de l'étage (5) de fraisurage. 40 Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la coupe en bout (2) est plane. 50 Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie avant (2) de l'étage de préalésage est en pointe.