Brevet FR2678186A1 — publié le 19921231

FRAISE EN PLONGEE ET AVANCE La présente invention concerne de manière générale les fraises et plus particulièrement une fraise du type en plongée et avance pour l'enlèvement rapide d'une grande quantité de matière d'une pièce. Le titane, en raison de sa relative légèreté et de sa grande résistance, est souvent utilisé dans les éléments structuraux d'avions. Les pièces structurales des avions sont habituellement de section mince et ont des poches profondes. Ces pièces sont généralement usinées dans un gros bloc massif de titane, ce qui nécessite d'enlever de ce bloc davantage de matière qu'il n'en restera dans la pièce finie. Le procédé premier utilisé pour usiner des pièces structurales d'avions consiste à utiliser un foret pour former des trous d'accès d'une profondeur déterminée égale à la profondeur de la poche formée. Ensuite, une fraise est descendue dans le trou d'accès et va et vient sur la pièce dans les directions x et y jusqu'à ce que l'aire entière de la poche soit traversée. La fraise est ensuite descendue davantage dans le trou d'accès et le processus est répété autant de fois qu'il le faut pour former une poche de la profondeur désirée. Un des inconvénients du procédé décrit ci-dessus est qu'il prend énormément de temps. La profondeur de coupe que peuvent réaliser les fraises classiques est ordinairement petite relativement à la profondeur de la poche formée, de sorte qu'il faut beaucoup de passes sur la pièce. En outre, le procédé ancien nécessite deux opérations d'usinage différentes. Un autre inconvénient du procédé ancien est que la fraise laisse souvent un fini grossier sur la paroi latérale de la poche formée. Ainsi, il faut une opération supplémentaire de fraisage pour donner un fini lisse à cette paroi latérale. La présente invention est une fraise du type en plongée et avance qu'on peut utiliser avantageusement pour enlever rapidement de la matière d'une pièce en une seule opération. On commence par avancer cette fraise axialement dans la pièce jusqu'à une profondeur déterminée, puis la déplace sur la pièce dans les directions x et y pour former une poche de la longueur et la largeur désirées. Après avoir traversé l'aire de la poche, on avance de nouveau la fraise axialement dans la pièce et répète le processus jusqu'à obtenir une poche de la profondeur désirée. L'avance successivement axiale et latérale de la fraise crée une situation dans laquelle les plaquettes fixées au corps de la fraise taillent sur un bord extérieur pendant une course de 180 degrés et sur un bord intérieur pendant une course de 180 degrés. Pendant la couper la plaquette a tendance à se déloger ou à tourner autour de l'axe de sa vis de blocage. La fraise de la présente invention est conçue pour fournir un support latéral et en rotation amélioré. Ce support amélioré est réalisé au moyen de barres faites sur la face arrière des plaquettes qui sont engagées dans des rainures correspondantes faites dans le siège de plaquette. L'engagement de la barre de la plaquette dans la fente du siège de plaquette donne une plus grande stabilité d'appui latéral et en rotation. Dans une réalisation préférée de l'invention, les plaquettes coupantes sont allongées le long d'un axe longitudinal et comportent des arêtes coupantes droites s'étendant parallèlement à cet axe longitudinal. La plaquette peut être oblongue, rectangulaire ou d'une autre forme ayant des bords latéraux droits. Les bords latéraux droits permettent de donner un fini lisse à une paroi latérale d'une rainure faite dans une pièce par la fraise. En outre, la forme oblongue, en association avec la stabilité latérale et en rotation améliorée de la plaquette, permet de réaliser avec la fraise de plus grandes profondeurs de coupe comparativement aux fraises classiques. Ainsi, il faut moins de passes sur la pièce pour atteindre la profondeur requise. Par conséquent, un but de la présente invention est de fournir une fraise améliorée à support latéral et en rotation pour la plaquette coupante pour empêcher celleci de glisser pendant les opérations de fraisage. Un autre but de la présente invention est de fournir une fraise améliorée conçue spécialement pour les opérations de fraisage du type plongée et avance. Un autre but encore de la présente invention est de fournir une fraise améliorée qui soit capable d'enlever rapidement de la matière d'une pièce. Encore un autre but de la présente invention est de fournir une fraise améliorée qui puisse être avancée axialement dans une pièce à de plus grandes profondeurs que les fraises classiques. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à l'étude de la description suivante et des dessins d'accompagnement, qui servent simplement à expliquer cette invention. - La figure 1 est une vue de côté de la fraise de la présente invention. - La figure 2 est une vue de face de la fraise. - La figure 3 est une vue de côté de la fraise avec une partie représentée en coupe. - La figure 4 est une représentation en perspective partielle de la fraise montrant le siège de plaquette. - La figure 5A est une vue de face d'une plaquette coupante utilisée dans la fraise. - La figure 5B est une vue de côté de celle-ci. - La figure 5C est une vue arrière de celle-ci. - La figure 6A est une vue de face d'une autre forme de plaquette coupante utilisée dans la fraise. - La figure 6B est une vue de côté de celle-ci. - La figure 6C est une vue arrière de celle-ci. - La figure 7A est une vue de face d'encore une autre forme de plaquette coupante. - La figure 7B est une vue de côté de celle-ci. - La figure 7C est une vue arrière de celle-ci. - Les figures 8A à 8D sont des coupes d'une pièce à différents stades de son fraisage au moyen de la présente invention. - Les figures 9A à 9D sont des vues de dessus de la même pièce à différents stades de son fraisage au moyen de la présente invention. Les dessins représentent une fraise selon la présente invention qui est indiquée de manière générale par le chiffre 10. Cette fraise en bout comprend un corps 12 qui est monté sur un adaptateur 14. Cet adaptateur 14 a une queue conique 16 qui s'engage dans la broche d'une fraiseuse (non représentée). Le corps 12 est de manière générale cylindrique et a une extrémité avant 18 pourvue d'une cavité centrale 20. Dans la réalisation représentée, il y a six pattes de montage d'outil 22 à la périphérie du corps 12. Ces pattes 22 sont également espacées autour de l'axe du corps 12 et ont entre elles des creux 23, comme on le voit mieux sur la figure 2. Chaque patte 22 présente une surface de montage d'outil 24 qui est dirigée dans le sens de rotation du corps 12. Un siège de plaquette 26 est fait dans la surface de montage d'outil 24 de chaque patte 22. Chaque siège de plaquette 26 comporte un fond 28 et une paroi latérale 30 comme on le voit mieux sur la figure 4. Une plaquette coupante 36 est placée dans chaque siège 26. Un exemple de plaquette appropriée est représenté sur les figures 5A à 5C. Chaque plaquette 36 comporte deux faces parallèles 38 et 40 et une paroi latérale 42. Les plaquettes coupantes 36 ont un angle d'attaque positif. Ainsi, la paroi latérale 42 fait un angle aigu avec la face avant 38 et un angle obtus avec la face arrière 40. Une arête coupante 44 est formée à la jonction de la paroi latérale 42 et de la face avant 38. Les plaquettes coupantes 36 sont de manière générale oblongues. Par exemple, la plaquette représentée sur les figures 5A et 5B a une forme ovale allongée comportant deux parties d'extrémité courbes 44a et 44b et deux parties droites 44c et 44d. Les figures 6A à 6C montrent une autre forme possible d'une plaquette coupante 36. Cette réalisation de la plaquette coupante 36 est de manière générale rectangulaire et comporte des parties d'extrémité droites 44a et 44b et des parties latérales droites 44c et 44d, ces dernières étant plus longues que les premières. Un petit arrondi est fait à chaque coin où les parties d'extrémité 44a et 44b rencontrent les parties latérales 44c et 44d. Une troisième forme pour la plaquette coupante 36 est représentée sur les figures 7A à 7C et indiquée de manière générale par le chiffre 36. Dans cette réalisation, la plaquette 36 est de manière générale rectangulaire et comporte des parties d'extrémité droites 44a et 44b et des parties latérales droites 44c et 44d. Comme dans la réalisation précédente, les quatre coins sont arrondis. A la différence de la réalisation précédente, toutefois, les rayons aux quatre coins sont différents. Deux coins diagonalement opposés ont un grand rayon indiqué en 44e tandis que les deux autres coins diagonalement opposés ont un plus petit rayon indiqué en 44f. Les différentes formes de réalisation de la plaquette coupante sont indexables. La plaquette coupante 36 est montée dans le siège 26 de façon telle qu'une des arêtes latérales droites 44c et 44d soit présentée vers l'extérieur radialement pour permettre de donner un fini lisse à une surface de paroi latérale d'une cavité formée dans une pièce. La plaquette coupante 36 est fixée dans le siege au moyen d'une vis de blocage 52 comme on le voit mieux sur la figure 3. Plus particulièrement, un trou taraudé 34 est fait dans le fond 28 du siège 26 pour recevoir par vissage la tige 54 de la vis de blocage 52. La tige 54 de la vis de blocage 52 passe par un trou 46 situé au centre de la plaquette 36. Ce trou 46 présente une fraisure conique 48 avec laquelle vient en prise une surface conique correspondante de la tête 56 de la vis de blocage 52.Quand on serre la vis de blocage 52, la venue en prise de sa tête 56 avec la fraisure conique 48 serre la plaquette 36 vers le bas et vers l'intérieur, respectivement contre le fond 28 et contre la paroi latérale 30 du siege de plaquette. La fraise 10 de la présente invention est spécialement conçue pour des opérations de fraisage du type plongée et avance ou la fraise est d'abord avancée axialement dans la pièce jusqu'à une profondeur déterminée et ensuite avancée alternativement dans une direction perpendiculaire à son axe de rotation. Lorsque l'avance latérale de la fraise commence, les plaquettes 36 taillent sur leur bord extérieur radialement pendant une course de 180 degrés et sur leur bord intérieur radialement pendant la course de 180 degrés suivante. Les forces de coupe agissant sur la plaquette 36 tendant à pousser celle-ci vers l'intérieur ou l'extérieur dans la direction radiale. En outre, la plaquette 36 a tendance à tourner autour de l'axe de la vis de blocage 52, ce qui peut produire une empreinte à l'endroit ou la plaquette frotte contre la paroi latérale 30 du siege 26. La fraise 10 de la présente invention est conçue pour fournir un support latéral et en rotation amélioré pour la plaquette coupante 36. Cet appui amélioré est fourni par une barre 50, située sur la face arrière 40 de la plaquette 36, qui se loge dans une fente de forme semblable 32 faite dans le fond 28 du siège de plaquette 26. Cette barre 50 s'étend le long de l'axe longitudinal de la plaquette 36. Au lieu de cela, la barre 50 pourrait être sur le fond 28 du siège 26, la fente 32 étant dans la face arrière 40 de la plaquette 36. Dans la réalisation représentée, la barre 50 a une section de maniere générale rectangulaire. On notera cependant que d'autres formes, par exemple une barre en V, peuvent être utilisées. Les figures 8A à 8D et les figures 9A à 9D montrent un procédé d'utilisation de la fraise 10 de la présente invention. Plus particulièrement, ces figures montrent comment on peut utiliser la fraise 10 de la présente invention pour fraiser une cavité (représentée en trait interrompu) dans une pièce. On commence par avancer la fraise 10 axialement dans la pièce A jusqu'à une profondeur déterminée D1 comme représenté sur la figure 8A. Pendant l'avance axiale de la fraise 10, une rainure annulaire B est formée dans la pièce A comme représenté sur la figure 9A. Un noyau C de matière subsiste à l'intérieur de cette rainure annulaire B. Après avoir avancé la fraise 10 jusqu'à la profondeur déterminée D1, on l'avance latéralement comme représenté sur la figure 8B.Pendant le déplacement latéral de la fraise 10, les plaquettes 36 taillent sur leur bord dirigé radialement vers l'extérieur pendant une course de 180 degrés et sur leur bord dirigé radialement vers l'intérieur pendant la course de 180 degrés suivante. Après déplacement latéral d'une distance égale au diamètre de la fraise 10, le noyau C entier aura été enlevé. La fraise 10 continuera de se déplacer latéralement jusqu'à ce qu'une rainure de la longueur désirée soit réalisée, comme représenté sur les figures 8C et 9C. Ensuite, on avance la fraise 10 axialement dans la pièce A jusqu'à une profondeur déterminée D2 comme représenté sur les figures 8D et 9D. Ensuite, on ramene la fraise 10 en arrière vers son point de départ initial dans une direction perpendiculaire à son axe. On peut répéter la suite d'opérations précédente autant de fois qu'il le faut pour fraiser une cavité d'une profondeur déterminée quelconque. On peut aussi faire aller et venir la fraise 10 à la fois dans la direction x et dans la direction y pour former une cavité de largeur supérieure au diamètre de la fraise 10. En outre, on peut déplacer la fraise 10 simultanément axialement et latéralement pour former un plan incliné ou une rampe dans la pièce. Pendant l'avance axiale de la fraise 10, la formation de copeaux longs continus peut poser un problème. Cette situation est indésirable, car un copeau continu tend à s'enrouler autour de la broche de la fraiseuse. Il est beaucoup plus souhaitable de briser le copeau en petits segments afin que les copeaux puissent être emportés par le liquide de refroidissement. Pour briser le copeau en petits segments, on avance la fraise 10 par intermittence dans la pièce. Autrement dit, on l'arrête un instant à intervalles déterminés pendant son avance axiale dans la pièce. Cette avance axiale intermittente peut ne pas être nécessaire lorsque le copeau formé est discontinu. Il ressort de ce qui précède que la fraise 10 de la présente invention permet d d'enlever rapidement de la matière d'une grosse pièce en une seule opération. Cette fraise 10, en raison de la forme et de la stabilité accrue de la plaquette, peut réaliser de plus grandes profondeurs de coupe que les fraises classiques et demande ainsi moins de passes pour fraiser une cavité de dimension et de profondeur déterminées. En outre, la stabilité améliorée de la plaquette empêche celle-ci de se déloger ou tourner lorsqu'elle taille à la fois sur son bord intérieur et son bord extérieur. On peut naturellement exécuter la présente invention de manières autres que celles exposées ici sans s'écarter de son esprit ni de ses caractéristiques essentielles. Les présentes réalisations sont par conséquent à considérer à tous les égards comme explicatives et non restrictives, et il est entendu que tous les changements entrant dans le sens et le domaine d'équivalence des revendications jointes sont embrassés dans celles-ci. REVENDICATIONS 1. Fraise comprenant a) un corps de manière générale cylindrique ayant une série de sieges de plaquettes en retrait espacés circonférentiellement à sa périphérie, chacun de ces sièges de plaquettes comportant un fond et une paroi latérale, b) une série de plaquettes coupantes placées dans ces sièges, ces plaquettes coupantes ayant deux faces parallèles et des bords latéraux entre ces faces parallèles, c) des moyens d'appui en rotation et latéral de la plaquette coupante comportant un élément saillant situé soit sur la plaquette coupante, soit sur le fond du siège de plaquette, et une rainure située dans l'autre de ces deux parties pour recevoir l'élément saillant, et d) des moyens de retenue des plaquettes coupantes dans leur siège. 2. Fraise selon la revendication 1, dans laquelle l'élément saillant comporte une barre allongée. 3. Fraise selon la revendication 2, dans laquelle la barre fait corps avec la plaquette coupante. 4. Fraise selon la revendication 1, dans laquelle les moyens de retenue de la plaquette coupante dans le siège de plaquette comportent un trou taraudé dans le fond du siège de plaquette, un trou de passage, dans la plaquette, ayant une fraisure conique, et une vis comprenant une tête et une tige filetée, cette tige étant vissée dans le trou taraudé du siège de plaquette jusqu'à ce que la tête de la vis vienne en prise avec la fraisure du trou de passage. 5. Fraise selon la revendication 1, dans laquelle la plaquette coupante est allongée le long d'un axe longitudinal de la plaquetteet comporte au moins deux bords droits, s'étendant longitudinalement, disposés parallèlement audit axe longitudinal. 6. Fraise selon la revendication 5, dans laquelle la plaquette coupante est de manière générale ovale et comporte deux bords courbes joignant les bords droits aux extrémités opposées de la plaquette. 7. Fraise selon la revendication 5, dans laquelle la plaquette coupante est de manière générale rectangulaire et comporte deux bords s'étendant transversalement joignant les bords longitudinaux. 8. Fraise selon la revendication 5, sur laquelle la plaquette coupante est indexable. 9. Fraise comprenant a) un corps de manière générale cylindrique ayant une série de sièges de plaquettes en retrait espacés circonférentiellement à sa périphérie, b) une série de plaquettes coupantes placées chacune dans un siège du corps, chacune de ces plaquettes étant allongée le long d'un axe longitudinal et ayant deux arêtes coupantes droites s'étendant longitudinalement disposées parallèlement audit axe longitudinal, une de ces arêtes coupantes droites étant disposée radialement à l'extérieur de la périphérie du corps pour enlever un copeau d'une pièce pendant l'opération de fraisage, et c) des moyens de retenue des plaquettes coupantes dans les sièges de plaquettes. 10. Fraise selon la revendication 9, dans laquelle la plaquette coupante est allongée le long d'un axe longitudinal de la plaquette et comporte au moins deux bords droits, s'étendant longitudinalement, disposés parallèlement audit axe longitudinal. 11. Fraise selon la revendication 9, dans laquelle la plaquette coupante est de manière générale ovale et comporte deux bords courbes joignant les bords droits aux extrémités opposées de la plaquette. 12. Fraise selon la revendication 9, dans laquelle la plaquette coupante est de manière générale rectangulaire et comporte deux bords, s'étendant transversalement, joignant les bords longitudinaux. 13. Fraise comprenant a) un corps de manière générale cylindrique ayant une extrémité avant et pourvu d'une série de sièges de plaquettes en retirait, chacun de ces sièges de plaquettes comportant un fond et une paroi latérale, b) une série de plaquettes coupantes placées dans lesdits sièges pour venir en prise avec une pièce et en enlever un copeau, chaque plaquette étant allongée le long d'un axe longitudinal et ayant deux extrémités et deux bords droits s'étendant longitudinalement entre ces deux extrémités, une extrémité droite étant disposée radialement à l'extérieur du corps et une extrémité s'étendant en avant de l'extrémité avant du corps, c) des moyens d'appui en rotation et latéral de la plaquette coupante comportant un élément saillant, situé soit sur la plaquette coupante soit sur le fond du siège de plaquette, et une rainure faite dans l'autre de ces deux parties pour recevoir l'élément saillant, et d) des moyens de retenue des plaquettes coupantes dans les sièges de plaquettes. 14. Fraise selon la revendication 13, dans laquelle l'élément saillant comporte une barre allongée. 15. Fraise selon la revendication 13, dans laquelle la barre fait corps avec la plaquette coupante. 16. Fraise selon la revendication 13, dans laquelle les moyens de retenue de la plaquette coupante dans le siège de plaquette comportent un trou taraudé dans le fond du siège de plaquette, un trou de passage, dans la plaquette coupante, ayant une fraisure conique, et une vis comprenant une tête et une tige filetée, cette tige étant vissée dans le trou taraudé du siège de plaquette jusqu'à ce que la tête de la vis vienne en prise avec la fraisure du trou de passage. 17. Fraise selon la revendication 13, dans laquelle la plaquette coupante est allongée le long d'un axe longitudinal de la plaquette et comporte au moins deux bords droits, s'étendant longitudinalement, disposés parallèlement audit axe longitudinal. 18. Fraise selon la revendication 13, dans laquelle la plaquette coupante est de manière générale ovale et comporte deux bords courbes joignant les bords droits aux extrémités opposées de la plaquette.