Brevet FR2649345A1 — publié le 19910111

DESCRIPTION La présente invention concerne un plateau d'usinage, notamment pour tour, adapté à l'usinage de pièces annulaires déformables de grand diamètre. Toute opération d'usinage d'une pièce mécanique par enlèvement de matière impose d'utiliser des moyens de support et de maintien de la pièce en cours d'usinage. Chaque fois qu'une pièce est disposée par exemple sur un plateau de tour, il est courant de brider la pièce en exerçant sur elle un effort suivant une direction perpendiculaire audit plateau, la pièce étant serrée entre une face en contact avec le plateau et un point situé audessus. FR-A-2 512 721 donne un exemple de réalisation particulière d'un dispositif de supportage et de bridage d'une pièce selon ce principe connu. Dans le cas toutefois où les pièces à usiner-sont à parois minces, notamment des pièces annulaires déformables de grand diamètre telles que certaines pièces de moteurs aéronautiques pour lesquelles les déformations dues au bridage doivent être évitées ainsi que la présence de certaines contraintes en cours d'usinage, ces solutions antérieures sont mal adaptées. Le but de l'invention est d'obtenir un plateau d'usinage ne présentant pas les inconvénients précédemment observés et procurant notamment une bonne accessibilité pour l'usinage. Ledit plateau d'usinage est caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à excentrique associé à des éléments au contact de la pièce, permettant le centrage de ladite pièce à usiner et une pluralité d'éléments distincts formant des étaux intégrés dans lesquels la pièce à usiner est maintenue serrée au niveau de sa partie inférieure entre deux parties de chaque étau et est également maintenue en appui, dans le sens perpendiculaire à la face dudit plateau. Avantageusement, selon le mode de réalisation choisi, le déplacement dans une direction radiale d'au moins un mors de chaque étau peut être obtenu au moyen d'une vis disposée radialement, par des moyens hydrauliques ou en associant chaque étau au dispositif de centrage. De même, l'appui de la pièce à usiner sur le plateau dans le sens vertical peut être obtenu au moyen d'une vis verticale associée à chaque étau ou en associant l'un des mors de l'étau à un élément formant poussoir avec lequel il coopère au niveau de deux faces inclinées correspondantes. Avantageusement encore, le dispositif de centrage de la pièce peut comporter quatre règles munies de pieds de centrage ou trois étaux reliés par une liaison mécanique au dispositif de manoeuvre. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre des modes de réalisation de l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels - la figure 1 représente, selon une vue schématique en coupe par un plan contenant un diamètre d'une pièce annulaire à usiner, un plateau d'usinage pour tour vertical, conforme à un premier mode de réalisation de l'invention La figure 2 représente le plateau d'usinage de la figure 1, selon une vue de dessus La figure 3 représente, selon une vue en coupe par un plan contenant un diamètre de la pièce annulaire à usiner, un élément du plateau d'usinage conforme à l'invention La figure 4 représente l'élément de plateau d'usinage de la figure 3 selon une vue en coupe suivant la ligne III-III de la figure 3 La figure 5 représente l'élément de plateau d'usinage des figures 3 et 4 selon une vue de dessus de la figure 3 La figure 6 représente selon une vue en coupe analogue à celle de la figure 3 une variante de réalisation de l'élément de plateau d'usinage représenté sur la figure 3 ; La figure 7 représente l'élément de plateau d'usinage de la figure 6 selon une coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 6 ;; La figure 8 représente, selon une vue analogue à celle de la figure 1, un plateau d'usinage pour tour. vertical, selon un deuxième mode de réalisation de l'invention et comportant des éléments analogues à celui qui est représenté sur les figures 6 et 7 et en outre des éléments complémentaires associés. La figure 9 représente le plateau d'usinage de la figure 8 selon une vue de dessus la figure 10 représente selon une vue en coupe analogue à celles des figures 1 et 8, un plateau d'usinage selon un troisième mode de réalisation de-l'invention de - La figure 11 représente le plateau d'usinage de la figure 10 selon une vue de dessus. Les figures 1 et 2 schématisent la mise en place d'une pièce annulaire 1 å usiner de grand diamètre et déformable par suite de la présence de sections de faible épaisseur sur un plateau d'usinage 2 assurant le maintien et le bridage de ladite pièce 1 en cours d'usinage, notamment sur un tour vertical non représenté sur les dessins ou toute autre machine-outil. Ledit plateau d'usinage 2 est, dans l'application représentée sur les figures 1 et 2, un plateau pour tour vertical adapté sur un plateau 2a de la machine. Ledit plateau 2 peut également, selon les applications, constituer le plateau de base du tour ou le plateau d'une palette adaptable sur une machine d'usinage. Sur ledit plateau 2, sont montés, de manière remarquable conforme à l'invention huit éléments distincts 3 d'outillage régulièrement répartis par rapport à la périphérie de la pièce 1. L'un de ces éléments a été représenté plus en détails sur les figures 3 à 5. Chaque élément 3 forme un étau dont le socle 4 est intégré dans le plateau 2 sur lequel sont ménagées des rainures en T,6 qui coopèrent avec lesdits socles 4 des étaux 3. Chaque étau 3 comporte d'une part un élément formant un mors fixe 7 assemblé sur le socle 4 par des moyens de fixation connus tels que des vis 8 et d'autre part un élément formant un mors mobile 9 assemblé sur un support mobile 10 par des moyens de fixation connus tels que des vis 8a.Une vis Il dont la tête lla est aisément accessible est montée surale socle 4 de llétau 3 et l'extrémité de ladite vis 11 coopère avec ledit support mobile 10 du mors 9 de #anière à déplacer ledit mors mobile 9 selon une direction radiale par rapport à la pièce à usiner 1 dont l'axe confondu avec l'axe de la machine a été représenté en 12. La pièce à usiner 1 est ainsi maintenue en position et bridée par pincement en plusieurs points répartis périphériquement entre les deux mors 7 et 9 de chaque étau 3. Ce mode de serrage de la pièce 1 suivant son épaisseur évite d'introduire des contraintes de flexion ou de flambage dans la pièce et cette absence de contrainte évite les déformations de la pièce 1 après usinage, lors du desserrage.Le nombre d'étaux 3 est déterminé pour chaque application en fonction du diamètre et de la déformabilité de la pièce 1 a' usiner. Le socle 4 de chaque étau 3 est immobilisé par rapport au plateau 2 par serrage d'une vis 13, selon le mode de réalisation représenté sur les figures 3 à 5. Dans l'exemple représenté sur les figures 1 et 2 où la pièce à usiner 1 a un grand diamètre, lesdits étaux 3, au nombre de huit, à mors réversibles 7 et 9 sont disposés sur ledit plateau d'usinage 2 de manière que la vis 11 de réglage des mors mobiles est placée du côté diamétralement intérieur par rapport à ladite pièce 1. Ledit plateau 2 comporte en outre un dispositif 16 de centrage de la pièce 1 sur le plateau et par rapport à l'axe 12 du plateau 2 de la machine. Dans l'exemple représenté, ledit dispositif 16 de centrage comporte un volant 17 manuel associé à un disque 18 portant des cames 19 coopérant avec un excentrique 20, chacun solidaire d'un règle 21. Ces règles 21 au nombre de quatre dans l'exemple représenté et munies de pieds de centrage 21a permettent d'assurer un centrage rapide de la pièce en quatre points. Le dispositif 16 de centrage comporte également des moyens 22 de bridage manuel. Ledit plateau d'usinage 2 coopère avec une tête de centrage conique 23 solidaire du plateau 2a de la machine. Quatre ouvertures 24 disposées radialement sont ménagées sur le plateau 2 afin d'assurer une évacuation efficace et aisée des copeaux en cours d'usinage, dans la direction indiquée par la flèche 25 sur la figure 1. Le mode de montage de la pièce 1 sur le plateau 2 est le suivant. La pièce 1 est tout d'abord placée entre les mors 7 et 9 des étaux équipant le plateau 2. La mise en place et le centrage de la pièce sont obtenus au moyen du dispositif de centrage 16 qui est ensuite bridé. On procède alors au serrage des mors mobiles 9 par déplacement dans le sens indiqué par la flèche 26 sur la figure 1. Un serrage des vis 3 dans le sens de la flèche 27 immobilise axialement les étaux 3 sur le plateau 2. Le volant de manoeuvre 17 est enlevé avant que débute l'opération d'usinage de la pièce proprement dite. Comme l'illustre la figure 1, le plateau d'usinage 2 conforme à l'invention permet de limiter le bridage de la pièce à une faible hauteur, dégageant ainsi largement toute la partie supérieure de la pièce qui peut être usinée à cotes finies dans sa majeure partie en une opération unique d'usinage et en fait être terminée entièrement en deux opérations, par retournement de la pièce, en utilisant un outillage unique qui procure ainsi un gain appréciable en temps et coût de mise en place d'outillage et en temps et coût d'usinage. Selon une variante de réalisation, après serrage de la pièce 1 entre le mors fixe 7 et le mors mobile 9 actionné par la vis 11, on peut également obtenir l'immobilisation de l'étau.3 par rapport au plateau 2.par l'action de la vis 11. Dans ce cas, le réglage de la vis 13 est effectué d'origine de façon à créer un jeu adapté. Afin d'éviter notamment la double intervention de l'opérateur prévue lors de la mise en place de la pièce 1 sur le plateau d'usinage 2 précédemment décrit en référence aux figures 1 à 5, nécessaire pour assurer d'une part au moyen de la vis 11 le serrage de la pièce entre les mors et d'autre part au moyen de la vis 13 la mise en appui sur le plateau 2, un mode complémentaire de réalisation des étaux 103 peut être envisagé, tel que représenté sur les figures 6 et 7. Chaque étau 103, de manière analogue à l'étau 3 représenté sur la figure 4, est intégré dans le plateau 2 au moyen de rainures en T 6, comme représenté sur la figure 7.Chaque étau 103 comporte des mors 107 et 109 susceptibles d'être déplacés selon une direction radiale par rapport à la pièce a usiner 1 au moyen d ' une vis 111 de manière à assurer un serrage de ladite pièce 1 par pincement entre les deux mors 107 et 109. L'un des mors 109 comporte du côté opposé à la face qui coopère avec la pièce 1 une face inclinée 110 en forme de coin. Cette face inclinée 110 coopère avec la face 112 de forme complémentaire d'un élément 109a formant poussoir placé sous la tête lîla de la vis 111. Après serrage de la pièce 1 entre les mors 107 et 109, on obtient un blocage par un effort dans le sens vertical d'appui sur le plateau 2 des étaux 103 portant la pièce 1. Une automatisation plus poussée et une rapidité supplémentaire d'exécution des opérations de mise en place de l'outillage peuvent encore être obtenues par un deuxième mode de réalisation du plateau. d'usinage 102. représenté sur les figures 8 et 9. Le dispositif de centrage 16 peut être associé à une çommande hydraulique comportant par exemple une roue dentée 28 associée à une crémaillère 29. Le déplacement des mors mobiles de bridage de la pièce 1 peut également être assuré par des moyens de commande hydraulique dont seule l'arrivée 30 a été représentée sur les dessins. Dans ce cas le serrage dans la direction radiale indiquée par la flèche 31 assure le bridage de la pièce, pincée entre les mors 209 et 207. Puis, une deuxième partie de mors 209a coopérant par une face inclinée 32 avec le mors 209 exerce une force dans le sens indiqué par la flèche 33 qui assure ainsi le blocage et le maintien des mors dans une direction axiale. Un troisième mode de réalisation du plateau d'usinage 202 représenté sur les figures 10 et 11 permet, dans le cas où on ne dispose pas des moyens de commande hydraulique, d'obtenir une rapidité de la mise en place de la pièce pour usinage, tout en assurant les fonctions de centrage, serrage et appui de la pièce comme précédemment. A cet effet, ledit plateau 202 comporte neuf étaux 103 ou 103a tels que décrits ci-dessus en référence aux figures 6 et 7. Un volant 117 est relié aux étaux 103, par un disque 118 à cames et un entraineur 120 à chaque étau 103 ou 103a.Trois étaux 103a, répartis à 120 degrés, comportent un mors intérieur 107 centreur muni d'une plaquette de centrage coopérant avec le diamètre intérieur de la pièce 1 et les six autres étaux 103, placés deux à deux dans les intervalles périphériques compris entre deux étaux centreurs consécutifs comportent un mors intérieur 107 et une plaquette de serrage coopérant avec le diamètre intérieur de la pièce 1.# Chaque étau 103 ou 103a comporte également un mors extérieur 109 muni d'une plaquette de serrage et associé à un élément poussoir 109a avec lequel il coopère par des faces inclinées correspondantes, les éléments de chaque étau 103 ou 103a étant réunis et préréglés au moyen de vis 111. Après la mise en place de la pièce 101 sur le plateau d'usinage 202, dans un premier temps, la manoeuvre du volant 117 permet d'obtenir au moyen des trois étaux centreurs le centrage de la pièce, tandis que les six étaux de serrage sont mis en position Dans un second temps, par intervention sur chacun des six étaux de serrage, on assure le serrage de la pièce 101, à la fois pincée entre les mors intérieurs 107 de serrage et les mors extérieurs 109 et plaquée en appui sur le plateau 202 grâce à l'effort dans le sens vertical développé par les faces coopérantes inclinées des éléments des étaux 103a. REVENDICATIONS 1. Plateau d'usinage notamment pour tour, adapté à l'usinage de pièces annulaires déformables caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif à excentrique (20 ; 120) associé à des éléments (21;103a) au contact de la pièce à usiner (1), permettant le centrage de la pièce (1) et une pluralité d'éléments distincts formant des étaux intégrés (3; 103) dans lesquels ladite pièce (1) est maintenue serrée au niveau de sa partie inférieure entre deux parties de chaque étau (3; 103) et est également maintenue en appui, dans le sens perpendiculaire à la face dudit plateau. 2. Plateau d'usinage selon la revendication 1 dans lequel lesdits éléments formant étaux (3) comportent chacun un mors fixe (7) en appui sur la surface périphérique externe de la pièce et un mors mobile (9) déplaçable selon une direction radiale par rapport au plateau (2) et se plaçant en appui de serrage contre la surface périphérique interne de la pièce. 3. Plateau d'usinage selon la revendication 1 dans lequel lesdits éléments formant étaux comportent chacun un mors fixe en appui sur la surface périphérique interne de la pièce et un mors mobile déplaçable selon une direction radiale par rapport au plateau (2) et se plaçant en appui de serrage contre la surface périphérique externe de la pièce. 4. Plateau d'usinage selon la revendication 1 dans lequel lesdits éléments formant étaux (103) comportent chacun deux mors (107,109), chacun respectivement en appui sur une surface périphérique de la pièce (1) et les deux mors (107, 109) étant reliés l'un à l'autre et déplaçables l'un par rapport à l'autre selon une direction radiale par rapport au plateau, l'un (109) des mors étant en outre associé à un élément formant poussoir (109a) avec lequel il coopére au niveau de deux faces inclinées correspondantes (110,112). 5. Plateau d'usinage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel les déplacements de mors (9 ; 107, 109) sont assurés au moyen d'une vis (11 ; 111) disposée selon une direction radiale par rapport au plateau (2 ; 202). 6. Plateau d'usinage selon l'une quelconque des revendications 2, 3 et 5 dans lequel chaque étau (3) est fixé au moyen d'une vis (13) dans une rainure en T (6) du plateau (2). 7. Plateau d'usinage selon l'un quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel le déplacement de chaque mors mobile d'étau (3 ; 103) est obtenu grâce à des moyens hydrauliques. 8. Plateau d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le dispositif de centrage de la pièce (1) est constitué de quatre règles (21) munies de pieds de centrage (21a) et reliées par une liaison à excentrique (20) à un disque à cames (18) solidaire d'un volant de manoeuvre (17). 9. Plateau d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 dans lequel le dispositif de centrage (16) de pièce est actionné par des moyens (28,29) à commande hydraulique. 10. Plateau d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 dans lequel les étaux (3 ; 103) sont au nombre de huit régulièrement répartis selon la périphérie. 11. Plateau d'usinage selon la revendication 4 dans lequel les étaux (103, 103a) sont au nombre de neuf et chaque étau (103, 103a) est relié par un élément entraineur (120) et une liaison à excentrique à un disque à cames (118) solidaire d'un volant de manoeuvre (117), trois desdits étaux (103a) répartis à 120 degrés assurant le centrage de -la pièce à usiner tandis que le serrage de la pièce entre mors intérieurs (107) et mors extérieurs (109) ainsi que l'appui de la pièce sur le plateau sont assurés par les six autres étaux (103).