Brevet FR2632553A1 — publié le 19891215

Procédé et machine de biseautage des anches en roseau ou matière plastique- par rabotage à avance transversale rectiligne. L'invention concerne l'usinage des anches d'instru ments de musique à vent, tels que clarinettes, haut-bois, saxophones etc... et en particulier un procédé et la machine correspondante de biseautage de ces anches par rabotage à avance transversale rectiligne. Jusqu'à maintenant, le biseautage des anches est réalisé pour l'essentiel sur des machines automatiques effectuant un rabotage de l'anche sur un train oscillant. L'outil qui est un couteau droit, tel un fer de rabot de menuisier, effectue un mouvement de va et vient sur un parallélogramme mobile dans l'axe longitudinal de l'anche, laquelle est orientée de façon variable autour de son axe longitudinal par ledit train oscillant au cours de l'usinage. Cependant, dans ce procédé'd'usinage des anches sur train oscillant on ne peut éviter que des arrachements de matière se produisent au niveau de la partie d'extrémité fine de l'anche, ce qui oblige à titre de précaution à un fort ralentissement de l'avance sur le bout plat de celle ci et au respect strict de l'angle de coupe et du tranchant de l'outil. D'une part, l'arrachement de matière provoque des irrégularités dans la qualité de reproduction des anches et, d'autre part, il est nécessaire de veiller à réaffûter souvent l'outil pour lui conserver son angle de coupe et son tranchant à de faibles tolérances près, ce qui diminue le rendement de 11 usinage et oblige à une maintenance et surveillance non négligeables des machines au cours de la fabrication. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et propose: - - un nouveau procédé d'usinage des anches d'instru ments de musique à vent, en roseau ou matière plastique, caractérisé en ce qu'en vue de réaliser le biseautage de ces anches se présentant sous forme de plaquettes préformées avant usinage, il met en oeuvre conjointement - le mouvement alternatif d'un rabot coulissant sur un parallélogramme articulé, sensiblement dans un plan parallèle au plan longitudinal médian de l'anche, le rabot étant équipé d'un galet suiveur apte à le supporter en roulement sur un gabarit-étalon ou patron dont la forme extérieure correspond à celle de l'anche à reproduire, l'anche et le patron étant positionnés de façon adéquate sur un chariot inférieur d'avance rectiligne transversale relativement au mouvement du rabot, et - un mouvement d'avance pas à pas dudit chariot inférieur de manière à faire usiner la plaquette d'anche par passes successives sur la largeur de cette dernière, avec reproduction du patron. Il résulte de cette disposition que l'usinage de l'anche est réalisé en lignes longitudinales très fines avec reproduction très régulière du gabarit étalon. En outre, l'arrachement de matière en bout d'anche, comme évoqué dans le procédé par train oscillant, n'existe plus dans ce procédé. Selon des caractéristiques avantageuses de l'invention, la plaquette positionnée pour usinage est légèrement relevée du côté de son extrémité à usiner (quelques degrés en fonction de l'angle de biseau de l'anche) afin que le dégagement de l'outil sur l'anche puisse se faire sur une course minimale et que le mouvement vertical de l'outil avec débattement correspondant du parallélogramme soit réduit. Cet agencement limite les vibrations d'oscillation verticale sur la machine à haute vitesse (plus de 500 coups à la minute). L'outil utilisé est de petite largeur contrairement à celui du procédé connu précité et son extrémité ou partie de coupe est arrondie, conformée avec symétrie relativement à l'axe de l'outil et par exemple selon un arc de cercle dont le point milieu est le point inférieur de coupe. La section de la jante de roulement du galet suiveur a la même forme (le même rayon) que celle de l'extrémité de coupe de l'outil. De cette façon, le développé spatial du mouvement de l'outil est identique à celui du galet suiveur sur le patron. Naturellement, l'avance rectiligne du chariot inférieur qui est stric#tement perpendiculaire à l'outil et à sa course d'usinage, est faible mais régulière sur toute la largeur de l'anche. Celle-ci s'effectue en un temps très bref à la fin du retour à vide de l'outil par l'intermédiaire d'une vis#actionnée par un moteur pas à pas et entraînant le chariot inférieur. En outre, du fait de 11 extrémité arrondie de l'outil, de préférence circulaire, l'avance peut être exécutée de l'arrière vers l'avant et inversement pour deux anches usinées successives. Cette forme de l'outil assure également une excellente qualité d'usinage tout en diminuant son usure. En effet, la partie latérale de coupe de ltou- til en correspondance avec le pas de l'avance sert essentiellement à lwenlèvement de matière, tandis que la partie inférieure médiane sert à la finition. Par ailleurs, l'usinage de chaque anche peut etre associé de façon classique à une alimentation automatique des plaquettes par poussoir sur un couloir de guidage, amenant chacune- d'elle en position pour l'usinage, et à une évacuation automatique simultanée des anches terminées. L'invention a également pour objet la machine d'usinage conforme au procédé décrit, à savoir comprenant: - un parallélogramme articulé sur lequel est monté coulissant un rabot équipé d'un outil de coupe et d'un galet suiveur roulant sur un gabarit-étalon ou patron dont la forme extérieure correspond à celle de l'anche à reproduire, et - un chariot inférieur infl transversalement pas à pas et de façon rectiligne relativement au mouvement du rabot, ledit chariot portant la plaquette d'anche à usiner et ledit patron. L'invention est illustrée ci-après# à l'aide d'un exemple de réalisation et en référence aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe médiane latérale de la partie d'usinage de la machine de biseautage des anches selon l'invention (selon la ligne A-A de la figure 2); La figure 2 est une vue de face de cette partie et La figure 3 est une vue agrandie de l'outil en travail sur une plaquette d'anche. Comme représenté sur les figures 1 et 2, la machine de biseautage selon l'invention comprend essentiellement un parallélogramme articulé i solidaire du bâti, un rabot 3 monté coulissant longitudinalement sur le parallélogramme et un chariot inférieur 5 support de l'anche 7 à usiner et mû transversalement pas à pas au cours de l'usinage. Le parallélogramme 1 est articulé à ses extrémités latérales supérieures et inférieures par quatre biellettes 92 lesquelles sont reliées par des tiges de rotation axiales il à l'arrière à des bras supports 13 solidaires du bâti et à l'avant à un cadre vertical rigide 15 support du rabot 3, ce cadre étant constitué de deux montants latéraux verticaux 17 liés rigidement l'un à l'autre par une barre avant 19 et une tige d'accouplement (non représentée) sensiblement médians. Le rabot 3 est constitué d'une partie avant 3a démontable comportant l'outil 23 et le galet suiveur 25, et d'une partie arrière 3b sur laquelle est vissée la partie avant et conformée pour coulisser sur ledit cadre 15 du parallélogramme. Cette partie arrière 3b du rabot coulisse sur deux tiges rondes 27 distantes et parallèles du cadre du parallélogramme, ce coulissement se faisant pratiquement sans jeu et sans frottement par l'intermédiaire de bagues à billes 29 fixées sur cette partie arrière, respectivement deux bagues fixes inférieures et deux bagues supérieures réglables pour l'ajustement du parallélisme sur les tiges rondes 27. Le rabot 3 est entraîné en mouvement linéaire alternatif sur ses guides 27 par une tige 31 actionnée latéralement et dont l'extrémité d'entrainement est guidée axialement sur l'axe inférieur arrière de biellette et comporte un doigt d'accrochage 33 conformé avec ouverture en U pour le passage de la tige il axiale antérieure de biellette, ce doigt étant inséré verticalement et sans jeu entre deux roulements à billes 35 adjacents fixés sur la partie arrière 3b du rabot. Cet agencement assure traînement linéaire du rabot sur son parallélogramme tout en permettant son débattement vertical lors de l'usinage. Le chariot inférieur 5 porte l'anche 7 à usiner ou plus précisément une plaquette préformée ainsi qu'un patron 37 dont la forme reproduit celle de l'anche à reproduire. L'anche 7 et le patron 37 sont positionnés sur un même plan horizontal et disposés parallèles à la direction de mouvement longitudinal du rabot. Leur entraxe est égal à celui entre l'outil 23 et la jante de roulement 39 du galet suiveur 25 sur le rabot. Ces paramètres peuvent être ajustés en jouant sur le positionnement variable du patron 37 par des éléments de réglage verticaux et horizontaux 41 (par exemple agissant au moyen de vis à double filet à rattrapage de jeu). Le chariot inférieur 5 coulisse de manière rectiligne et perpendiculairement au mouvement du rabot sur son parallélogramme et il est entraîné sur ses glissières 43 ou mieux sur des bagues à billes par un système d'entrainement à vis à rattrappage de jeu (non représenté) actionné par un moteur pas à pas agissant en un très bref instant à la fin du retour à vide de l'outil. La partie de coupe 45 de l'outil est arrondie selon un arc de cercle (figure 3) dont le rayon est équivalent à celui de la section de la jante 39 du galet suiveur prévu pour rouler sur le patron. L'enlèvement de matière en cours d'usinage, détermine par l'avance, est essentiellement réalisé par le coté 45a de la partie de coupe de l'outil et la finition assurée par la partie inférieure 45b. Par ailleurs, les dimensions de la partie de soupe de l'outil sont faibles (quelques mm) et autorisent l'utilisation du diamant dont les qualités de coupe sont optimales et nécessitent que des affûtages très espacés dans le temps. La plaquette d'anche 7 à usiner est maintenue en position pour usinage sur une plaque porte-anche classique 47 portée par le chariot inférieur 5 et légèrement inclinée par rapport à l'axe du parallélogramme 1. La plaquette 7 est serrée dans son logement par des pinces 49 coulissant verticalement et agissant sur sa surface supérieure à un niveau sensiblement médian en dehors du biseau à effectuer sur l'anche. Cette plaque porte-anche 47 est associée à un couloir d'alimentation et d'évacuation automatiques des anches (non représenté), lesquelles sont entratnées successivement par un poussoir, guidées latéralement par des plaques-guides latérales verticales 51 s'abaissant avant usinage. Le fonctionnement de la machine est le suivant pour un cycle d'usinage. Le rabot 3 étant relevé en fin d'usinage (d'environ 3 mm), les guides latéraux 51 étant relevés, il y a dégagement de l'anche usinée et introduction simultanée d'une plaquette; les pinces 49 sont alors serrées sur cette dernière pour la maintenir en position pendant l'usinage puis les guides 51 sont abaissés. L'usinage peut avoir lieu. Le rabot 3 est alors entraîné longitudinalement sur le parallélogramme, son galet suiveur 25 roulant sur le patron 37. L'outil 23 effectue un mouvement légèrement descendant de biseau sur la plaquette, sa course s'étendant légèrement au-delà de l'extrémité de la plaquette (usinée en bout à quelques centièmes de mm). Du fait de l'inclinaison du porte-anche 47, lorsque l'outil revient à vide, il se dégage de la plaquette peu après le pied de biseau en fin de course de retour. L'avance du chariot inférieur et donc de l'outil est alors effectuée et l'outil repart pour une nouvelle passe, cela successivement jusqu'à achèvement de l'anche. Ces cycles d'usinage s'effectuent automatiquement et pratiquement sans surveillance. La cadence est élevée et les anches obtenues sont d'excellente qualité. Naturellement, des variantes de réalisation peuvent être apportées dans le cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1.- Procédé d'usinage des anches (7) d'instruments de musique à vent, en roseau ou matière plastique, caractérisé en ce qu'en vue de réaliser le biseautage de ces anches se présentant sous forme de plaquettes préformées avant usinage, il met en oeuvre conjointement - le mouvement alternatif d'un rabot (3) coulissant sur un parallélogramme articulé (1), sensiblement dans un plan parallèle au plan longitudinal médian de l'anche (7), le rabot (3) étant équipé d'un galet suiveur (25) apte à le supporter en roulement sur un gabarit-étalon ou patron (37) dont la forme extérieure correspond à celle de l'anche (7) à reproduire, l'anche (7) et le patron (37) étant positionnés de façon adéquate sur un chariot inférieur (5) d'avance transversale rectiligne relativement au mouvement du rabot (3), et - un mouvement d'avance pas à pas dudit chariot inférieur (5) de manière à faire usiner la plaquette d'anche (7) par passes successives sur la largeur de cette dernière, avec reproduction du patron (37). 2.- Procédé d'usinage des anches selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette (7) positionnée pour usinage est légèrement relevée du côté de son extrémité à usiner. 3.- Procédé d'usinage des anches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la partie de coupe (45) de l'outil est arrondie avec symétrie relativement à l'axe de l'outil, la section de la jante de roulement (39) du galet suiveur ayant une forme identique. 4.- Procédé d'usinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie de coupe de l'outil (45) est conformée selon un arc de cercle dont le point milieu est le point inférieur de coupe (45b). 5.- Procédé d'usinage des anches selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'avance du chariot inférieur (5) support de l'anche s'effectue de façon rectiligne et perpendiculairement à l'outil (23) et à son mouvement de coupe. 6.- Procédé d'usinage des anches selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'avance est effectuée-successivement d'arrière vers l'avant et inversement pour deux anches (7) usinées successivement. 7.- Procédé d'usinage des anches selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le pas de l'avance est déterminé pour que l'outil (23) exécute l'enlèvement de matière sur sa partie latérale de coupe (45a) et la finition sur la partie inférieure médiane (45b); 8.- Procédé d'usinage des anches selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'usinage ge est associé à une alimentation automatique des plaquettes (7) par poussoir sur couloir de guidage et à une évacuation simultanée des anches terminées. 9.- Machine de biseautage des anches pour la mise en oeuvre du procédé défini selon llune des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend: - un parallélogramme articulé (1) sur lequel est monté coulissant un rabot (3) équipé d'un outil de coupe (23) et d'un galet suiveur (25) roulant sur un gabaritétalon ou patron (37) dont la~forme extérieure correspond à celle de l'anche à reproduire, e - un chariot inférieur (5) mû transversalement pas à pas et de façon rectiligne relativement au mouvement du rabot (3), ledit- chariot portant la plaquette d'anche (7) à usiner et ledit patron (37). 1Q.- Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que le rabot (3) comprend un outil (23) disposé perpendiculairement au mouvement d'avance du chariot inférieur (5) et dont l'extrémité de coupe (45) est conformée selon un arc de arc de cercle dont le point milieu est le point inférieur de coupe (45b).