Brevet FR2618359A1 — publié le 19890127

DISPOSITIF D'ALESAGE AU TOUR A LARGEUR D'ALESAGE REGLABLE La présente invention se rapporte à un dispositif d'alésage au tour à largeur d'alésage réglable destiné, notam- ment, à l'usinage fin d'alésages sur des machines à percer et à fraiser, sur des machines universelles d'usinage ainsi que sur des tours et des appareils automatiques, comprenant une tête de travail qui présente une surface d'appui desti- née à être appliquée contre une pièce de solidarisation, un arbre de liaison et un.coulisseau mobile radialement, en vue de recevoir un système de retenue du porte-alésoir; un dispositif de bridage, conçu pour abloquer le système de re- tenue; et un évidement pratiqué dans le coulisseau, afin de recevoir ce système de retenue. Des dispositifs d'alésage au tour de ce type sont connus depuis longtemps et sont employés, sur des perceuses-. fraiseuses et des machines universelles d'usinage, mais éga- lement sur des tours et des appareils automatiques, pour assurer l'usinage de précision d'alésages ayant des diamé- tres inférieurs à 50 mm. Les outils de coupe qui sont utili- sés, dans ce cas, sont des burins d'alésage au tour à queues de serrage cylindriques qui sont enchâssés coaxialement, par leur face extrême, dans la tête d'alésage au tour. Le tran- chant efficace peut consister en de l'acier à coupe rapide, en un métal dur ou en un autre matériau incisif, ou bien être réalisé sous la forme d'une plaque réversible interchan- geable. Le réglage fin de tels outils d'alésage a lieu par coulissement radial du burin, provoqué au moyen d'un mécanis- me correspondant. D'après le brevet CH-A-508 440 et le modèle d'utilité DE-U-74 38 172, l'on connaît des dispositifs d'alésage au tour de ce genre qui, cependant, peuvent être utilisés seule- ment à des vitesses angulaires relativement faibles. Le fait qu'on dispose, depuis un certain temps, de matériaux inci- sifs nouveaux à constance thermique supérieure autorise des vitesses..angulaires qui sont, par elles-mêmes, considérable- ment plus grandes et permettent, de manière correspondante, une économie de temps substantielle. Toutefois, en présence de ces grandes vitesses angulaires admissibles pour les ma- tériaux incisifs nouveaux, les vibrations, résultant du désé- quilibre qui s'instaure obligatoirement lors d'un coulissement du burin de coupe, nuisent à un forage précis à haute qualité de surface. Pour compenser ce désequilibre, le dispositif d'alésage au tour selon la demande de brevet DE-A-35 10 259 est équipé d'un système d'équilibrage muni de corps de com- pensation pondérale qui revêtent la forme de segments discoldocirculaires, et auxquels des pivotements peuvent être imprimés autour du centre de rotation commun, à partir de leurs positions respectives, au moyen de cordons ou câ- bles de traction fixes à ces corps. Ce système d'équilibrage augmente obligatoirement la hauteur de réalisation de la tête d'alésage, et réclame des encoches qui affectent nega- tivement la stabilité de cette tête. Un inconvénient réside également dans le fait que le système d'équilibrage doit être à nouveau réglé lors de chaque déplacement radial du burin de coupe, ce qui, comme le révèle l'expérience, est fréquemment omis et peut se traduire par des détériorations sur la pièce usinee. Dans ce dispositif d'alésage, des pro- fondeurs d'usinage différentes exigent l'utilisation de bu- rins présentant des longueurs différentes et, par conséquent, des poids différents. Néanmoins, ces différences pondérales ne peuvent être compensées, par le système d'équilibrage précité, que dans certaines conditions. C'est pourquoi l'on ne dispose également que d'un nombre restreint de burins de coupe, de sorte que, fréquemment, ces derniers sont soit trop courts, soit trop longs pour le cas d'application con- cret. Cependant, chaque millimètre de longueur excessif du burin implique une dégradation du comportement aux vibra- tions et, par conséquent aussi, de la qualité de la surface de l'alésage produit, ou bien impose des vitesses angulaires trop faibles et, de ce fait, un mode de travail qui n'est pas économique. L'invention a pour objet de fournir un dispositif d'alésage au tour du type susmentionné, qui évite les incon- vénients précités. Ce dispositif doit pouvoir être utilisé à de grandes vitesses angulaires, et garantir une haute qualité superficielle moyennant une réalisation simple et un actionnement aisé. Conformément à l'invention, cet objet est atteint par le fait que l'évidement ménagé dans le coulisseau est encais- sé vers le bas, de telle sorte que le système de retenue puisse coulisser selon au moins le double du diamètre de cet évidement et que, en présence de plusieurs systèmes de rete- nue, tous présentent sensiblement le même poids; par le fait que la tête d'alésage au tour est équilibrée de telle sorte que le déséquilibre soit éliminé, dans une large mesure, lorsque le système de retenue occupe une position radiale qui résulte d'un coulissement et se situe dans la plage d'utilisation principale de cette tête d'alésage; et par le fait que la distance comprise entre la face frontale et la surface d'appui de ladite tête est sensiblement égale ou inférieure au diamètre de celle-ci. Le fait que, dans le dispositif conforme à l'invention, le système de retenue du porte-alésoir peut être réglé en profondeur, permet à chaque fois de maintenir optimalement courte la distance comprise entre le tranchant de coupe et la surface de contact de la tête d'alésage. Il est possible de renoncer à un système réglable d'équilibrage étant donné que, grâce à des mesures de réalisation simples, par exemple à des forages ménagés dans le corps de la tête d'alésage, la courbe de déséquilibre peut être réglée de telle sorte qu'elle prenne une allure favorable dans la plage d'utilisa- tion principale, et qu'il puisse être renoncé à un jeu de porte-burins ayant des poids différents. Ainsi, outre la hauteur de réalisation modeste de la tête d'alésage, la faculté de réglage axial du système de retenue de l'alésoir joue un rôle essentiel quant à la sta- bilité et, par conséquent, à la propension vibratoire de l'outil. Le fait que, dans le dispositif selon l'invention, le système de retenue exige un remplacement moins fréquent et le réglage d'un système d'équilibrage devient superflu, prodigue également une simplification de l'actionnement par rapport à l'état de la technique. D'après des perfectionnements avantageux de l'invention:: - la longueur du système de retenue peut être réglable téles- copiquement; - le coulisseau et l'arbre de la tête d'alésage sont de pré- férence creux, sans aucune interruption, dans le sens axial; et - le dispositif de bridage destiné à abloquer le système de retenue peut avantageusement comporter deux vis de blocage qui reposent frontalement, contre ledit système de retenue, sur deux lignes ou arêtes d'appui parallèles à l'axe et dis- tantes l'une de l'autre. L'invention va à présent être décrite plus en détail à titre d'exemples nullement limitatifs, en regard des des- sins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en éclaté du dispositif d'alé- sage au tour conforme à l'invention; les figures 2 et 3a'illustrent, en coupe partielle, une tête d'alésage au tour; la figure 3b est une vue d'un détail de la tête d'alé- sage; la figure 4 est une coupe transversale d'une tête d'alésage; la figure 5 montre des exemples d'application avec dif- férents systèmes de retenue du porte-alésoir, optimalement adaptés aux conditions de travail considérees; et la figure 6 représente des courbes de désequilibre de trois dispositifs d'alésage, munis de systèmes différemment lourds de retenue du porte-alésoir. Comme l'illustre la figure 1, le dispositif d'alésage au tour présente, à son extrémité antérieure, un porte-alésoir 1 interchangeable qui est fixé à une tige cylindrique 2, laquelle peut coulisser dans sa direction longitudinale, avec un faible jeu, dans le perçage 5 d'une douille de réduction 3 également cylindrique, et peut être abloquée au moyen de deux vis 6 implantées dans ladite douille 3. La tige 2 peut comporter un canal 29 illustré en pointillés et assurant la délivrance, à l'alésoir, d'un fluide de refroi- dissement. La douille 3 repose à son tour, avec un faible jeu et avec faculté de coulissement longitudinal, dans un évidement 7 ménagé dans une tête 4 d'alésage au tour, en étant par ailleurs arrêtée, au moyen d'un dispositif de bridage 23, 24, dans la position souhaitée prise par coulissement. Cette douille de réduction 3 peut éventuellement être suppri- mée; dans ce cas cependant, la tige 2 est réalisée de manière à présenter approximativement le même poids que le système de retenue associé à ladite douille 3. L'évidement 7 prati- qué dans la tête 4 se compose d'un perçage cylindrique inin- terrompu 7a façonné dans un coulisseau 18, ainsi que de dépouilles 7b et 7c respectivement élaborées dans le corps ou dans un arbre-de liaison 10. Cet évidement 7 est au moins conçu de façon qu'un coulissement dans le sens longitudinal puisse être imprimé, au système de retenue du portealésoir 1, selon au moins le double du diamètre dudit'évidement 7. La tête d'alésage 4 est protégée d'une détérioration par co- peaux, à sa face extrême, au moyen d'une plaque de recou- vrement 17 qui est fixée à l'aide de vis 19 et possède, elle aussi, une échancrure autorisant le passage du système de retenue. La tête 4 présente une surface d'appui polie 11 bloquée, au moyen d'un tirant non représenté sur les dessins, contre la face extrême 12 d'une pièce de solidarisation 13; l'arbre de liaison 10 s'engage alors dans un perçage 14. Comme le révèlent les-figures 2 et 3a, le coulisseau 18 est équipé d'un mécanisme de réglage 22 connu par lui- même, comprenant un disque gradué 8 et un ressort 21 pour supprimer le jeu. Ce mécanisme de réglage 22 permet de faire coulisser radialement le coulisseau 18, respectivement le système de retenue associé au portealésoir 1. Une fois le réglage achevé, le coulisseau 18 peut être arrêté dans la position souhaitée pour le processus d'alésage au tour, au moyen d'une vis de blocage 9 et par l'intermédiaire d'un système de guidage parallèle 16 ajusté sans aucun jeu. Un mamelon 20 permet la pénétration d'un fluide lubrifiant qui, d'une part, garantit la souplesse d'action du mécanisme de réglage et, d'autre part, empêche la pénétration de crasse et de fluide de refroidissement dans la tête d'alésage. Le coulisseau 18 renferme également le dispositif de bridage, à l'aide duquel la douille de réduction 3 peut être fermement arrêtée dans la position souhaitée prise par cou- lissement. Ce dispositif de bridage comprend deux vis de blocage 24 en deux parties, dont une partie antérieure 30 est empêchée de tourner au moyen d'une broche traversante 23. Comme le met clairement en évidence la figure 3b, la face frontale de la partie 30 est de configuration en V, si bien que cette partie 30 repose, contre la douille 3, par deux arêtes d'appui 25 distantes l'une de l'autre. Le contact de la douille 3 avec le coulisseau 18 donne naissance à une troisième arête d'appui 25. Ce "contact trois points" permet d'obtenir, avec des moyens simples, une fixation très stable de la douille de réduction 3. La tête d'alésage au tour est équilibrée, grâce à des forages 15 ménagés dans son corps, de telle sorte que son déséquilibre soit éliminé, dans une large mesure, lorsque le système de retenue occupe une position radiale qui résulte d'un coulissement et se situe dans la plage d'utilisation principale de ladite tête 4. Lorsque par exemple, dans la plage d'utilisation principale, le système de retenue est éloigné du centre d'environ 1,6 mm, il ne s'instaure prati- quement aucun déséquilibre conformément à la courbe de déséquilibre 26 illustrée par un trait plein sur la figure 6. Le système de coordonnées représenté indique la plage de réglage sur l'axe horizontal, et le déséquilibre sur l'axe vertical. La courbe 26 s'est établie en présence d'un poids de 150 grammes du système de retenue, y compris le porte- alésoir et son alésoir. Comme ce système de retenue est de longueur réglable, il en résulte la même courbe de déséqui- libre 26 pour toutes les profondeurs d'alésage au tour. Si l'on avait dû, comme jusqu'à présent pour des pro- fondeurs d'alésage supérieures, utiliser un support plus long ayant un poids plus élevé (de 300 grammes), l'on aurait obtenu une courbe de désequilibre 27. Un système de retenue plus court, d'un poids de 50 grammes, aurait donné une cour- be de déséquilibre 28. Etant donné que, dans le dispositif conforme à l'invention, la courbe de désequilibre est connue et prend une allure favorable dans la plage d'utilisation principale, il s'avère suffisant que le ferme équilibrage de la tête d'alésage 4 soit par exemple assuré au moyen de forages. Comme le montre la figure 2, la distance B comprise entre la face frontale de la tête d'alésage et sa surface d'appui 11, c'est-à-dire la hauteur de réalisation essen- tielle pour la stabilité, est plus petite que le diamètre A de ladite tête. La réduction de hauteur et la faculté de ré- glage en profondeur du porte-alésoir 1 contribuent, associa- tivement, à ce que la stabilité du dispositif d'alésage soit optimale dans des conditions d'intervention différentes. Comme l'illustre schématiquement la figure 5, les distances entre les surfaces d'appui 11 et les tranchants de coupe (plaques réversibles) sont optimalement courtes dans les dispositifs d'alésage C, D et E représentés. Dans les dispo- sitifs C et E. les tiges sont soutenues le plus possible par l'intermédiaire de douilles de réduction 3. Dans le dis- positif D, le système de retenue consiste seulement en une tige 2 qui, toutefois, présente sensiblement le même poids que les systèmes de retenue des dispositifs C et E. Ainsi, tous les dispositifs illustrés sur la figure 5 ont approxi- mativement la même courbe de déséquilibre. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif 'décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'alésage'au tour à largeur d'alésage réglable destiné, notamment, à l'usinage fin d'alésages sur des machines à percer et à fraiser, sur des machines universelles d'usinage ainsi que sur des tours et des appa- reils automatiques, comprenant 'une tête de travail qui présente une surface d'appui (11) destinée à être appliquée contre une pièce-de solidarisation (13), un arbre de liaison (10) et un coulisseau (18) mobile radialement, en vue de recevoir un système (2, 3). de retenue du porte-alésoir (1) un dispositif de bridage (23, 24) conçu pour abloquer le système de retenue (2, 3); et un évidement (7) pratiqué dans le coulisseau (18), afin de recevoir ce système de re- tenue (2, 3), dispositif caractérisé par le fait a) que l'évidement (7) ménagé dans le coulisseau (18) est encaissé vers le bas, de telle sorte que le système de retenue (2, 3} puisse coulisser selon au moins le double du diamètre de cet évidement (7) et que, en présence de plusieurs systèmes de retenue (2, 3), tous présentent sensiblement le même poids; b) que la tête (4) d'alésage au tour est équilibrée de telle sorte que le déséquilibre soit éliminé, dans une large mesure, lorsque le système de retenue (2, 3) occupe une position radiale qui résulte d'un coulissement et se situe dans la plage d'utilisation principale de cette tête d'alésage; et c) que la distance (B) comprise entre la face frontale et la surface d'appui (11) de ladite tête d'alésage (4) est sensiblement égale ou inférieure au diamètre (A) de cette tête d'alésage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la longueur du système de retenue (2, 3) est réglable télescopiquement. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le coulisseau (18) et l'arbre (10) de la tête d'alésage (4) sont creux sans aucune interruption dans le sens axial. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la tête d'alésage (4) est équilibrée au moyen de forages (15) ménagés dans son corps. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le dispositif de bridage destiné à abloquer le système de retenue (2, 3) comporte deux vis de blocage (24) qui reposent frontalement, contre ledit système de retenue (3), sur deux lignes (arêtes d'appui ) parallèles à l'axe et distantes l'une de l'autre.