Brevet FR2640741A1 — publié le 19900622

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour mesurer l'angle de l'hélice d'un outil de coupe qui peut etre par exemple une fraise dont les arêtes tranchantes sont hélicoïdales. Pour sa part, l'expression "angle de l'hélice" désigne, de manière classique, l'angle comprls entre l'axe de l'hélice et une tangente à celle-ci, cette tangente pouvant être quelconque, du fait que l'angle en question, comme on le sait, reste constant tout le long de l'hélice. Dans un outil de coupe, il est important de pouvoir déterminer cet angle à tout moment, car la pratique montre qu'il s'écarte souvent, et d'une valeur notable, de sa valeur théorique, soit par suite d'une erreur du constructeur, soit parce que des affûtages successifs ont modifié la valeur initiale. Aussi, l'un des buts de la présente invention est de proposer un procédé qui permette de mesurer simplement et avec précision l'angle de l'hélice d'un outil de coupe. Selon l'invention, ce but, et d'autres qui apparaitront par la suite, sont atteints grace a un procédé qui est caractérlsh par les étapes suivantes : on monte l'outil à étudier sur un banc de manière fixe, mais de façon à pouvoir le faire tourner autour de son.axe d'un angle de rotation mesurable ; on monte sur ce banc un doigt de contact qui peut hêtre déplacé dans le plan perpendiculaire à l'axe de l'outil et auquel on peut impartir un déplacement de longueur mesurable parallèlement å cet axe ; on amène le doigt précité en contact avec l'hélice de l'outil en un premier point de contact ; on déplace ce doigt d'une longueur quelconque parallèlement à l'axe de l'outil, puis on fait tourner l'outil autour de son axe jusqu'a ce que le même doigt de contact revienne en contact avec l'hélice de l'outil en un second point de contact, tout en mesurant la longueur de déplacement du doigt de contact et l'angle de rotation de l'outil entre les deux points de contact précités ; et on en déduit par un calcul l'angle de 1' hélice. On comprend que ce procédé repose sur la mesure d'une distance linéaire, prise parallèlement à l'axe de l'hélice, et d'une distance angulaire, autour de cet axe, entre deux points de l'hélice qui sont le premier point de contact et le second point de contact spécifiés ci-avant. Plus précisément, si l'on passe du premier au second de ces points par une translation az parallèlement a l'axe de l'hélice et par une rotation autour de cet axe d'un angle en radians égal à a, l'angle de l'hélice, #, est donné par la relation tg f = Ez / De préférence, on détermine les points de contact précités alors que le doigt de contact est enfoncé dans la goujure de l'outil, c'est-à-dire dans le creux adjacent a chque arête de coupe. Le contact se fait en arrêtant le déplacement du doigt par rapport à l'outil et/ou la rotation de l'outil lorsque le doigt vient en butée contre l'arête tranchante de l'outil qui constitue l'hélice dont il s'agit de mesurer l'angle. Avantageusement, on déplace le doigt de contact précité et on fait tourner l'outil de manière manuelle, ce qui rend le procédé d'une simplicité totale. En outre, en vue de faciliter les mesures, il est de préférence prévu de pouvoir remettre a zéro la mesure de la longueur de déplacement az et de l'angle de rotation a lors du premier contact du doigt avec l'hélice. Au lieu de déterminer une différence de cotes et une différence d'angles, on obtient alors directement les valeurs cherchées hz et a. De préférence, le calcul qui permet de trouver l'angle de l'hélice, X, au moyen de la relation ci-dessus est exécuté par un dispositif électronique auquel on fournit la valeur du rayon R de l'hélice et qui permet d'afficher le résultat, voire de l'imprimer. Un objet de la présente invention est en outre un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé spécifié ciavant qui permet notamment d'utiliser un banc de préréglage existant moyennant quelques modifications, qui fournit des résultats précis et fiables, et qui est facile à faire fonctionner. Selon l'invention, cet objet est constitué par un dispositif caractérisé par le fait qu'il comprend, sur un banc de préréglage, une broche pprte-outil qui peut tourner autour de son axe et dans laquelle l'outil dont il s'agit de mesurer l'angle de l'hélice peut être monts fixe de manière coaxiale ; un doigt de contact nont eur le banc de préréglage de façon å pouvoir etre déplacé dans le plan perpendi culaire a l'axe de l'outil et parallèlèlement å cet axe des moyens pour mesurer la longueur de déplacement du doigt de contact parallèlement å l'axe de l'outil et pour mesurer l'angle de rotation de la broche porte-outil, entre deux points distincts où ce doigt est en contact avec 11 hélice de l'outil ; et des moyens pour déduire l'angle de cette hélice de cette longueur de déplacement et de cet angle de rotation. Dans ce dispositif, les moyens qui permettent de mesurer les longueurs de déplacement az du doigt de contact et les angles de rotation a de la broche porte-outil entre deux points de contact du doigt avec l'hélice de l'outil, sont classiques et on ne les décrira pas ici de manière détaillée. Avantageusement, ces moyens peuvent etre remis a zéro lors du premier contact du doigt avec l'hélice pour des raisons qui ont été indiquées plus haut. Les moyens de calcul de l'angle de l'hélice sont également classiques et, de préférence, ils permettent en outre d'afficher l'angle de l'hélice. Avec ce dispositif, les points de contact entre le doigt précité et l'hélice sont déterminés manuellement, l'opérateur arrêtant le déplacement relatif du doigt et de l'outil lorsqu'il ressent un blocage. Pour améliorer la précision de la mesure, il est toutefois possible de monter le doigt de contact sur le banc utilisé par l'intermédiaire d'un coniparateur qui amplifie les variations de position relative du doigt de contact et de l'arête de l'outil. Enfin, le dispositif selon l'invention est avanta- geusement monté en aval d'une machine å commande numérique, en vue par exemple de l'affûtage des outils. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre comment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 montre une vue en perspective hautement schématique du dispositif de mesure selon l'invention - La figure 2 représente une vue en coupe schémati- que de la région où le doigt de contact de ce dispositif rencontre l'arête de l'outil ; et-: - La figure 3 montre une vue en perspective, partielle, echéinatique et agrandie, de l'objet de la figure 1. Le dispositif représenté sur la figure 1 sert à mesurer l'angle f de l'hélice H d'un outil de coupe 1, c'est-a-dire l'angle formé, en chaque point de l'arête tranchante hélicoidale H de cet outil, par la tangente T å cette arête et la parallèle P a l'axe X-X' de l'outil passant par le point considéré. A cette fin, l'outil 1 est serré coaxialement dans une broche 2 qui est montée sur un support 3 rendu rigidement solidaire d'un banc de prérêglage classique 4. On peut faire tourner, par exemple a la main, l'ensemble formé par l'outil 1 et la broche 2 autour de leur axe commun X-X', ce qui est indiqué par la flèche F. La position angulaire de la broche 2, et donc de l'outil 1, est déterminée par -un appareil classique non représenté et transmise par une ligne 5 à une unité électronique de traitement 6 qui peut l'afficher sur un cadran 7. Par action sur un bouton poussoir 8 de l'unité électronique 6, on peut remettre a zéro la valeur affichée de cette position angulaire, ce qui veut dire que l'unité 6 peut enregistrer et afficher directement l'angle de rotation de l'outil 1 à partir d'une position quelconque. Un doigt de contact 9 dirigé approximativement vers l'axe X-X' de l'outil 1 est monté sur le portique non représenté du banc 4, de sorte qu'il peut etre déplacé manuellement dans trois directions orthogonales dont seules deux importent ici, a savoir la direction y qui permet de déplacer le doigt 9 selon son axe, vers l'outil 1 et inversement, et la direction z selon laquelle le doigt 9 est mu en translation parallèlement à l'axe X-X' de l'outil 1 et de la broche 2. Les déplacements selon la direction z sont enregistrés par un appareil classique non représenté qui fait partie du banc 4, et ils sont transmis par une ligne 10 à l'unité de traitement 6 qui les mémorise et les affiche sur un cadran 11. La aussi, on peut remettre à zéro la valeur des déplacements z en appuyant sur un bouton-poussoir 12. Comme on i'a indiqué plus haut, le doigt 9 est destiné a venir en contact avec l'arête tranchante hélicoï- dale H de l'outil 1, ce qui est représenté schématiquement sur la figure 2. Pour cela, on déplace axialement le doigt 9 selon la direction y jusqu'a ce que son extrémité pénètre dans la goujure 13 de l'outil, puis on le déplace parallèlement a l'axe de l'outil selon la direction z jusqu'a ce qu'il vienne en butée sur l'arête tranchante H. En vue d'améliorer la précision du contact, le doigt 9 peut être en carbure de tungstène, du moins sur sa zone de contact, et il est possible d'interposer un comparateur 14, qui est par exemple un comparateur à aiguille classique, entre le doigt 9 et l'endroit ou il est monté sur le banc de préréglage. La figure 3 illustre le mode de fonctionnement de ce dispositif. En supposant que le doigt 9 soit en contact au point M avec l'hélice H, au sens de la figure 2, on le déplace selon la direction z, ici vers la gauche de la figure compte tenu du sens de l'hélice, d'une longueur quelconque AZ. Four que le doigt 9 soit & nouveau en contact avec l'hélice H en un point ', il faut faire tourner cette dernière dans le sens de la flèche F jusqu'a ce qu'elle prenne la position H' de la figure 3. Blle a tourné alors avec l'outil 1, d'un angle a qui est relie à l'angle f de l'hélice H et au rayon R de l'outil 1 par la formule tg f = ez / (a.R) Les valeurs de z et de a ayant été remises à zéro lorsque le doigt 9 est en contact au point M avec l'hélice H, par actionnement des boutons-poussoirs 8 et 12, l'unité électronique 6 enregistre alors et affiche sur ler cadrans 7 et 11, respectivement, un couple de valeurs az et a lorsque le doigt 9 est à nouveau en contact avec l'hélice au point M'. L'unité 6 en déduit la valeur de l'angle cherché, #, au moyen de la formule ci-dessus, et elle l'affiche sur un cadran 15.La précision de la mesure est supérieure à 10 minutes pour l'angle ç en l'absence du comparateur 14, c'est-h-dire lorsque l'appréciation du contact entre le doigt 9 et l'arête tranchante H de l'outil 1 est purement manuelle, et elle peut être améliorée d'au moins un ordre de grandeur par l'utilisation du comparateur 14. Dans ce dernier cas, on réalise le contact aux deux points N et B' de telle sorte que l'aiguille du comparateur se trouve a chaque fois sur le même point de sa graduation Sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications pourraient être apportées a la forme de réalisation qui vient d'être décrite. C'est ainsi, par exemple, que les déplacements du doigt 9 et les rotations de l'outil 1, ainsi que l'arrêt de ces mouvements lors du contact mutuel de ces deux organes, pourraient etre rendus automatiques. - REVENDICATIONS 1. Procadh pour mesurer l'angle de l'hélice d'un outil de coupe. caractérisé par les étapes suivantes : on monte ledit outil sur un banc de manière fixe, mais de façon a pouvoir le faire tourner autour de son axe d'un angle de rotation mesurable ; on monte sur ce banc un doigt de contact qui peut etre déplacé dans le plan perpendiculaire a l'axe de l'outil et auquel on peut impartir un déplacement de longueur mesurable parallèlement å cet axe ; on améne ledit doigt en contact avec l'hélice de l'outil en un premier point de contact ;; on déplace ce doigt d'une longueur quelconque parallèlement å l'axe de l'outil, puis on fait tourner l'outil autour de son axe jusqu'a ce que ledit doigt revienne en contact avec ladite hélice en un second point de contact tout en mesurant la longueur de déplacement dudit doigt et l'angle de rotation de l'outil entre lesdits premier et second points de contact ; et on en déduit par un calcul l'angle de l'hélice. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on determine lesdits points de contact alors que le doigt de contact est enfoncé dans la goujure de l'outil. 3. Procéda selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on fait tourner ledit outil et/ou que l'on déplace ledit doigt de contact de manière manuel le. 4. Procéda selon l'une queconque des revendications 1 å 3, caractérisa par le fait que l'on remet à zéro la mesure de ladite longueur de déplacement et dudit angle de rotation lors du premier contact dudit doigt avec l'hélice. 5. Procéda selon l'une queconque des revendications 1 à 4, caractérisb par le fait que l'angle de l'hélice est calculé et affich.6 par un dispositif électronique. 6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une queconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comprend, sur un banc de préréglage (4), une broche porte-outil (2) qui peut tourner autour de son axe (X-X') et dans laquelle l'outil (1) dont il s'agit de mesurer l'angle de façon à pouvoir etre déplacé dans le plan perpendiculaire a l'axe (X-X') de l'outil 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre des moyens (8, 12) pour remettre au zéro la mesure dudit angle de rotation (a) et de ladite longueur de déplacement (#z). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 a 8, caractXrisé par le fait que ledit doigt de contact (9) est monté sur ledit banc de préréglage (4) par l'intermédiaire d'un comparateur (14). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé par le fait qu'il-est monté en aval d'une machine à commande numérique.