Brevet FR2643841A1 — publié le 19900907

La présente invention concerne un outil d'alé- sage pour usiner la surface intérieure des perçages, par exemple, pour creuser des rainures circulaires dans les parois des trous, pour tourner avec précision la paroi de ces derniers, pour fileter la paroi des perçages, etc... Il convient de préciser que dans le cas présent, le terme "outil d'alésage" entend désigner, dans son entier, un outil pouvant être monté dans une machine-outil et qui comprend une queue ou une tige, destinée à être serrée dans celle-ci, une partie active crochue, un corps dont l'extré- mité crochue est pourvue d'un tranchant, un évidement étant ménagé dans le support de serrage pour accueillir la tige de l'outil crochu, et des moyens grâce auxquels la tige de l'outil crochu peut être serrée dans l'évidement du sup- port. Le moyen de serrage le plus courant est une vis. L'invention s'est fixé pour but d'apporter un outil d'alésage perfectionné de façon à assurer les meilleures conditions d'évacuation des copeaux. Ce but est atteint par l'invention en ce qu'un tel outil d'alésage, présentant les particularités mention- nées ci-dessus, est caractérisé en ce que: a) l'évidement de réception présente, d'un côté, un élargissement radial dont les parois en regard consti- tuent les surfaces de serrage, qui convergent radialement vers l'extérieur à partir de l'axe longitudinal de l'évi- dement de réception; b) la tige de l'outil crochu présente, pour s'engager dans la partie élargie de l'évidement de récep- tion, une saillie radiale limitée par des surfaces de con- tact convergeant radialement vers l'extérieur pour s'appli- quer, au moins, partiellement contre les surfaces de ser- rage de l'évidement, et, c) des moyens de serrage sont montés essentiel- lement diamétralement à l'opposé de l'élargissement radial de l'évidement de réception. Comme moyen de serrage, on peut prévoir une vis ou un coin. Pour usiner la paroi intérieure d'un perçage, le tranchant de l'outil travaille selon une direction d'avan- ce radiale. A cette fin, il faut que le tranchant de celui- ci s'étende suivant une direction la plus parallèle possible à ce plan diamétral d'avance de l'ouverture devant être usinée. Ce n'est que dans cette position du tranchant que l'on peut obtenir un angle d'incidence optimal. Les inter- valles du plan diamétral d'avance ont pour conséquence des angles d'incidence qui se révèlent désavantageux pour l'éva- cuation des copeaux, et qui peuvent, par exemple, provoquer des oscillations de l'outil. C'est pour cette raison qu'il faut que l'effet des moyens de serrage, par exemple, que, au moment du blocage de la vis de serrage, la position angulaire de l'outil dans son support, soit très précise, et que cette position ne varie pas sensiblement quand l'ou- til est soumis à des efforts. Plus particulièrement critiques sont les intervalles entre le tranchant et ce plan diamé- tral pendant l'usinage de perçages de petit diamètre, car pendant cette opération le moindre espacement différent de zéro se traduit par une forte variation de l'angle d'in- cidence. Afin d'assurer une position angulaire précise de l'outil à crochet dans son support de serrage, la tige circulaire des outils connus présente un plat sur lequel' s'exerce la pression de l'extrémité de la vis de serrage. L'invention est fondée sur l'idée que ce mode d'orienta- tion de l'outil crochu ne permet pas de déterminer avec précision la position de son tranchant. Entre la tige de l'outil crochu et l'évidement de réception de celui-ci, un certain jeu doit être ménagé afin qu'il soit possible d'introduire le premier dans le second. D'autre part, lors- qu'on serre la vis de montage, il faut que les surfaces de la tige opposées à la vis de serrage soient plaquées contre la paroi de l'ouverture de réception. La force de friction résultante peut, dans le cas o le plat de la tige ne serait pas parfaitement perpendiculaire à l'axe longi- tudinal de la vis, empêcher un certain alignement de se produire lors du serrage de la vis, dont résulterait, dans les limites du jeu mentionné, une position prédéterminée du tranchant par rapport au plan diamétral d'avance de l'ou- til. De plus, pendant qu'un certain effort s'exerce sur l'outil crochu aux fins d'usinage, il se produit une légère déformation du plat et de la vis de serrage ce qui se tra- duit par une modification de la position de tranchant per- pendiculairement au plan diamétral d'avance. Prenant pour point de départ ces faits reconnus, l'invention permet d'obtenir une position de tournage par- faitement définie de l'outil crochu en ce que l'élargis- sement radial de l'évidement de réception selon la carac- téristique a) et la saillie radiale de la tige de l'outil crochu selon la caractéristique b), conduisent, par l'ac- tion du moyen de serrage monté seion la caractéristique c), à une position définie des surfaces de contact de la saillie radiale contre les surfaces de serrage de l'évide- ment. Ceci a, en même temps, l'avantage d'éviter une modi- fication de l'angle de coupe perpendiculairement au plan diamétral d'avance de l'outil soumis à des efforts par rap- port à son point de serrage, en ce que la position de tour- nage de l'outil par rapport à son support est assurée par le fait que les surfaces de contact s'appliquent contre les surfaces d'usinage suivant un rayon agrandi comparati- vement à celui de l'ouverture de réception. Pour usiner des perçages dont le diamètre est extrêmement petit, il est avantageux d'utiliser un outil crochu d'une seule pièce. De plus, il est également préfé- rable que cet outil soit en un métal dur. Grace au module E élevé des métaux durs, le tranchant conserve, même sous des efforts relativement importants, sa position initiale de réglage, de sorte qu'on élimine pratiquement les varia- tions de position indésirables du tranchant par rapport au plan diamétral d'avance, sous l'action des charges. Dans une autre forme de réalisation avantageu- se de l'outil d'alésage de l'invention, il est prévu de pourvoir le support de montage de celui-ci d'un canal de refroidissement et de former dans la saillie radiale de l'outil crochu d'une fente continue dans le sens axial et de faire en sorte que le canal de refroidissement et cette fente soient reliées entre elles quand l'outil crochu est monté dans son support de serrage. La forme de réalisation conforme à l'invention de l'outil crochu d'alésage qui pré- voit une saillie radiale sur sa tige offre notamment, la possibilité de prévoir dans la saillie un canal ou une rai- nure de circulation de réfrigérant, sans pour autant affec- ter la solidité de la tige de l'outil crochu. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront de la description qui va suivre, en référence au dessin annexé, dont: la figure 1 est une vue en perspective éclatée d'un outil d'alésage conforme à l'invention; la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2-2 de la figure 1; la figure 3 est une vue de face du support de montage; la figure 4 est une vue de côté de l'outil cro- chu; et la figure 5 est une vue de côté suivant la ligne -5 de la figure 4. L'exemple de réalisation de l'outil d'alésage ou de tournage interne conforme à l'invention représenté- sur la figure 1 montre un support de montage 10 pour un outil crochu 11. L'outil 11 comprend une tige 12 dont l'ex- trémité crochue 13 présente un tranchant 14. La moitié de la tige 12 située du côté 15, opposé au tranchant 14, de la tige 12, a une forme semi cylindrique. Le côté 16 de la tige 12 comportant le tranchant 14 est aplati. Ce côté aplati de la tige 12 présente, à son extrémité opposée au tranchant 14, un élément radial saillant qualifié ci-après "panneton". Le panneton 17 présente des surfaces de con- tact planes 18, convergeant vers l'extérieur à partir de l'axe de la tige. A une courte distance du côté aplati 16 de la tige, le panneton est percé d'un canal 19 prévu pour la circulation d'un agent de refroidissement. Le support de serrage 10 présente un évidement 21 pour recevoir avec un certain jeu l'extrémité de l'outil crochu 11. Cet évi- dement présente, d'un côté, un élargissement radial 22 dont les deux parois en regard constituent des surfaces de ser- rage planes 23 qui, tout comme les surfaces de contact 18 du panneton 17, convergent radialement vers l'extérieur et délimitent ainsi, entre elles, un angle égal à l'angle compris entre les surfaces de contact 18 du panneton 17. 264384' Les deux surfaces de serrage 23 sont situées dans les plans imaginaires en question, lesquels se coupent à une droite imaginaire s'étendant parallèlement à l'axe longitudinal du support 10. La partie 24 de la paroi des surfaces de serrage opposée à cette partie de paroi 24 de l'évidemment de réception est circulaire et s'étend sur un peu plus de , de sorte que les surfaces de serrage sont tangentes à la partie cylindrique de la paroi. Sur l'un des côtés de l'évidement de réception 21, il est prévu, près de l'une des surfaces 23, une ouverture 25 qui intersecte la surfa- ce de serrage 23, laquelle est, de ce fait, interrompue par une fente 26. Sur le côté de l'évidement de réception 21 dia- métralement opposé à la droite d'intersection imaginaire des surfaces de serrage de l'évidement de réception 21, le support 10 présente un trou fileté radial 28 destiné à recevoir une vis de serrage 27. Pour amener l'agent de refroidissement, il a été prévu dans le support 10, un conduit longitudinal 29 s'étendant depuis l'évidement de réception 21 jusqu'à l'au- tre extrémité du support. Perpendiculairement à l'axe longi- tudinal de ce conduit 29, est prévu un second conduit 31, qui débouche près du fond de l'évidement de réception, et qui est destiné à recevoir une cheville, non représentée, faisant fonction de butée pour l'outil crochu 11. Le perçage 25 et, partant, la fente 26 se ter- minent à courte distance axiale du perçage 31. Pour utiliser cet alésoir, on introduit l'ex- trémité de droite, selon les figures 1 et 4, de l'outil crochu 11 dans l'évidement de réception 21 du support 10, jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par la cheville insérée dans le perçage 31. Ensuite, on tourne la vis 27 de façon que son extrémité inférieure presse l'outil crochu vers le bas, selon la figure 2, ce qui a pour effet de plaquer les surfaces de contact 18 de l'outil 1 contre les surfa- ces de serrage 23 de l'évidement de réception 21. Ainsi, une position bien définie, exempte de jeu et qui ne varie pas sous l'action des forces, est imposée à l'outil cro- chu 11 par rapport à son support 10. Pour éviter que la position du tranchant 14 de l'outil crochu puisse varier, ce dernier est fait d'un métal dur fritté. Cette précision de la position de travail de l'outil crochu 11 par rapport à son support 10, ainsi que la position angulaire invariable du tranchant 14 par rap- port au support 10, permettent d'usiner avec précision des trous ayant un diamètre extrêmement petit avec cet outil d'alésage. La fente 26 produite par le perçage 25 dans la surface de serrage 23 a pour effet de fournir aux sur- faces de contact 18 du panneton 17 de l'outil crochu 11 un contact en un appui triponctuel qui assure une position angulaire extrêmement précise de l'outil crochu 11 par rap- port à son support de montage 10. Dans un exemple de réalisation non représenté, la surface de serrage 23 opposée à la surface de serrage interrompue, peut être formée comme une plate-forme dépas- sant légèrement au-dessus de la paroi correspondante de l'élargissement 23, ce qui a l'avantage d'augmenter la pré- cision, même en cas d'usure de cette surface. Pendant l'usinage de la paroi intérieure d'un perçage au moyen de l'outil d'alésage représenté, on peut faire circuler un agent de refroidissement, par le conduit 29, dans l'intervalle ménagé par la butée 31, d'o il peut gagner, par le perçage 19 du panneton de l'outil crochu 11, le tranchant 14 de celui-ci. Le fait de limiter le per- çage 25 et, de ce fait, la fente 26, offre l'avantage que celle-ci est fermée par le panneton 17, de sorte que l'agent de refroidissement est obligé de circuler seulement dans le conduit 29. A la place du perçage 19, le panneton 17 pourrait aussi être pourvu d'une rainure axiale continue 19, non représentée. Une autre possibilité, non représentée sur le dessin, pour assurer une position angulaire précise de l'ou- til crochu, pourrait consister, pour réaliser une applica- tion trilinéaire des surfaces de contact 18 de la saillie radiale contre les surfaces de serrage 23 de l'élargissement 22, de donner à l'une des surfaces de contact ou de serra- ge une forme concave et à l'autre, une forme convexe, tandis que les surfaces de serrage ou de contact coopérantes se- raient essentiellement planes. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'ou- til crochu 11il comporte une extrémité 13 pliée en crochet et qui est d'une pièce avec le panneton 17. Toutefois, le tranchant 14 pourrait aussi être situé sur une plaquette soudée à l'extrémité crochue 13. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées aux exemples de réalisation repré- sentés et décrits sans sortir pour autant du cadre de l'in- vention. REVENDICATIONS 1 - Outil -d'alésage ou de tournage intérieur qui comprend un support ou une monture de serrage (10); un outil crochu (11) possédant une tige (12) dont l'extré- mité crochue (13) est pourvue d'un tranchant (14); un évi- dement de réception (21) ménagé dans le support (10) pour recevoir la tige (12) de l'outil crochu (11); et des moyens à l'aide desquels la tige (12) de l'outil crochu (11) peut être serrée dans l'ouverture de réception (21) du support (10), caractérisé en ce que: a) l'évidement de réception (21) présente, d'un côté, un élargissement radial (22) dont les parois en re- gard constituent les surfaces de serrage (23), qui conver- gent radialement vers l'extérieur à partir de l'axe longi- tudinal de l'évidement de réception (21); b) la tige (12) de l'outil crochu (11) présente, pour s'engager dans la partie élargie (22) de l'évidement de réception (21), une saillie radiale (17) limitée par des surfaces de contact convergeant radialement vers l'ex- térieur pour s'appliquer, au moins, partiellement contre les surfaces de serrage (23) de l'évidement (22); et c) les moyens de serrage sont montés essentiel- lement diamétralement à l'opposé de l'élargissement radial (22) de l'évidement de réception (21). 2 - Outil d'alésage, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces de serrage (23) de l'élargissement se raccordent tangentiellement à l'évidement de réception (31) du support (10). 3 - Outil d'alésage, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les surfaces de serrage (23), qui convergent radialement vers l'extérieur, de l'évide- ment de réception (21) du support (10), se coupent suivant une droite parallèle à l'axe longitudinal de l'évidement de réception (21). 4 - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, pour pro- duire un appui triple pour les surfaces de contact (18) de l'outil crochu (11), la surface de serrage (23) de l'élar- gissement (22) est interrompue par une fente (26) qui s'étend dans la direction de l'axe longitudinal de l'évidement de réception (21). - Outil d'alésage, selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que, pour produire un appui tri- linéaire des surfaces de contact (18) de la saillie radiale contre les surfaces de serrage (23) de l'élargissement (22), l'une des surfaces de contact ou de serrage présente une forme concave et l'autre une forme convexe, tandis que les surfaces de serrage ou de contact coopérantes sont planes. 6 - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que I'évide- ment de réception (21) du support (10) présente une par- tie de paroi circulaire à laquelle se raccordent les surfa- ces de serrage de l'élargissement (22). 7 - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'outil crochu (11) est d'une pièce. 8 - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'outil crochu (11) est en un métal dur. 9 - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le support (10) présente un perçage (29) pour la circulation d'un agent de refroidissement, tandis que la saillie radiale (17) de l'outil crochu (11) est pourvu d'un conduit axial continu (19), la disposition étant telle que le perçage (29) et le conduit (19) se raccordent lorsque l'outil crochu (11) est monté dans son support (10). - Outil d'alésage, selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une vis (27) ou un coin est prévu comme moyen de serrage.