Brevet FR2690102A1 — publié le 19931022

La présente invention concerne un porte- outil pour maintenir un outil tel qu'un alésoir ou un foret. Dans un porte-outil classique, destiné à un outil du type mentionné ci- dessus, la tige de l'outil est montée de manière amovible dans un alésage de maintien, et la partie o le porte-outil et l'outil sont réunis est montée de manière amovible sur un élément tel que le coulisseau d'une machine-outil En général, on utilise le porte- outil pour exécuter une opération de coupe telle que l'alésage ou le perçage d'une pièce par l'outil. Lors de l'exécution d'une opération d'usinage telle qu'un alésage ou un perçage, on utilise un ajutage d'un flexible d'eau du type universel et on applique extérieurement à l'ajutage un fluide de refroidissement tel qu'un fluide de coupe Le fluide est projeté vers le trou usiné et l'arête coupante de l'outil, d'o leur refroidissement. Lors du refroidissement exécuté par le fluide de refroidissement selon la technique antérieure qu'on décrit ci-dessus, on ne peut exécuter l'opération de refroidissement de manière efficace sauf à rapprocher l'extrémité de l'ajutage de la partie qu'on usine et de l'arête coupante de l'outil Lorsqu'on procède au refroidissement en rapprochant l'extrémité de l'ajutage, un jeu minuscule séparant la partie usinée et l'arête coupante de l'outil, l'ajutage est l'objet d'une sollicitation et dévié par le courant du fluide de refroidissement pendant l'usinage de sorte que le sens de la projection du fluide de refroidissement à partir de l'ajutage est dévié Il en résulte que le fluide de refroidissement n'est plus suffisamment fourni à la partie usinée et à l'arête coupante de l'outil Si l'usinage est effectuée pendant une période prolongée par une machine non surveillée, l'usinage peut être exécuté sans fourniture du fluide de refroidissement. Cela provoque une plus grande usure de l'arête coupante 2 2690102 de l'outil et la détérioration de la qualité de l'article usiné. La présente invention a pour objet de fournir un porte-outil qui résolve les problèmes exposés ci-dessus qu'on rencontre dans la technique antérieure. La présente invention a pour autre objet de fournir un porteoutil dans lequel la partie d'une pièce usinée et l'arête coupante de l'outil peuvent être refroidies de façon efficace et fiable par un fluide de refroidissement tel qu'un fluide de coupe sans décalage de la position dans laquelle le fluide de coupe est fourni, même si l'usinage est exécuté pendant une durée prolongée, ce qui permet de réduire l'usure de l'arête coupante de l'outil et d'éviter la production d'articles défectueux. Selon la présente invention, on atteint les objets précédents en fournissant un porte-outil ayant un alésage de maintien d'outil afin de maintenir de manière amovible la tige d'un outil montée intérieurement, et une partie de montage pour montage amovible sur une machine- outil, caractérisé en ce que le trou de l'alésage de maintien présente une rainure s'étendant axialement pour injecter un fluide de refroidissement; un orifice d'injection ménagé à l'extrémité de la rainure d'injection débouche sur la face extrême distale du porte-outil; un passage fluidique communiquant avec une source qui fournit le fluide de refroidissement est pratiqué à l'intérieur de la partie de montage, et le côté base de la rainure est relié au passage fluidique. En fonctionnement, la tige de l'outil tel qu'un alésoir ou un foret est montée dans l'alésage de maintien de l'outil; la partie de montage est montée sur un élément tel que le coulisseau de la machine-outil, et l'outil est soumis à une rotation tout en subissant un mouvement d'avance, d'o l'usinage de la pièce, par exemple, son alésage ou son perçage Pendant l'exécution de l'opération d'usinage, le fluide de refroidissement tel qu'un fluide de coupe est introduit sous pression à 3 2690102 partir de la source de fourniture de fluide de refroidissement à la rainure d'injection via le passage fluidique Le fluide de refroidissement traverse un canal qui est défini par la rainure d'injection et la tige de l'outil, et est injecté suivant la direction axiale à partir de la face extrême du porte-outil. Ainsi, la partie usinée de la pièce et l'arête de l'outil sont refroidies par l'injection du fluide de refroidissement à partir d'une position très voisine de la partie usinée et de l'arête coupante. Grâce à la rainure s'étendant axialement qui est ménagée dans la paroi de l'alésage de maintien du porte-outil, le fluide de refroidissement frappe la partie usinée de la pièce et l'arête de l'outil en étant injecté à partir d'un endroit proche sans aucune déviation de la direction d'injection Comme la partie usinée et l'arête sont ainsi refroidies, on peut obtenir un refroidissement fiable avec une petite quantité du fluide Par conséquent, même si l'opération d'usinage est effectuée pendant une longue durée sur une machine non surveillée, le fluide de refroidissement ne s'éloignera pas de la partie usinée et de l'arête coupante Il en résulte que l'arête coupante est suffisamment refroidie et ne s'use pas facilement De plus, il y a une production moins fréquence d'articles défectueux dus à un usinage effectué par une arête coupante usée. La présente invention sera bien comprise lors de la description suivante faite en liaison avec les dessins ci-joints, dans lesquels: La figure 1 est une vue de côté, dont une partie est représentée en coupe, d'un premier mode de réalisation d'un porte-outil selon la présente invention, le porte-outil étant représenté pendant son utilisation; La figure 2 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne A-A de la figure 1; 4 2690102 La figure 3 est une vue de côté d'un second mode de réalisation du porteoutil selon la présente invention, le porte-outil étant représenté avec un foret monté intérieurement; et La figure 4 est une vue en coupe transversale prise le long de la ligne B-B de la figure 3. Les figures 1 et 2 représentent un premier mode de réalisation d'un porte-outil 1 selon la présente invention Le porte-outil 1 comporte une extrémité 2 d'un diamètre extérieur relativement petit et une partie de montage 3 d'un diamètre extérieur relativement grand qui est formée sur le côté base de l'extrémité 2 Une partie à gradin est définie à l'endroit o l'extrémité 2 et la partie de montage 3 se rencontrent Un alésage 4 de maintien d'outil est ménagé au centre du porte-outil 1, s'étendant entre l'extrémité 2 et un point situé à une distance prescrite de l'extrémité de la partie de montage 3 Un boulon de fixation 5 est vissé dans l'extrémité 2 à chacun de deux endroits situés dans la direction axiale du porte-outil. Une rainure 6 pour l'injection d'un fluide de réfrigération tel qu'un fluide de coupe est ménagée dans la paroi intérieure de l'alésage de maintien 4 dans sa direction axiale à un emplacement situé dans la direction circonférentielle de l'alésage 4, comme on le voit le mieux en figure 2 La rainure 6 comporte un orifice d'injection 6 a pratiqué à son extrémité. L'orifice 6 a débouche dans la face extrême distale de l'extrémité 2 ainsi que l'extrémité distale de l'alésage 4 de maintien d'outil Un passage fluidique 7 est formé à l'intérieur de la partie de montage 3 suivant sa direction axiale Le passage 7 a son extrémité distale reliée au côté base de la rainure d'injection 6, alors que la partie terminale du passage 7 débouche dans la face, côté base, de la partie de montage 3. Dans ce mode de réalisation, un alésoir 8 ayant une tige rectiligne 9 formée de manière à 2690102 présenter une partie plate 9 a est utilisé comme outil. La tige 9 est insérée dans l'alésage 4 de maintien d'outil et les extrémités intérieures des boulons de fixation 5 sont amenées en contact sous pression avec la partie plate 9 a de la tige 9 de manière à la maintenir dans le porte-outil 1 d'une manière amovible L'alésoir 8 a une extrémité de coupe 10 fixée à son extrémité distale L'extrémité de coupe 10 comporte une arête coupante l Oa disposée de façon à être située sur une partie en prolongement de la rainure d'injection 6. Le porte-outil 1 est fixé de manière amovible à un coulisseau 11 d'une machine-outil en montant de manière amovible la partie de montage 3 dans un trou de montage 12 pratiqué dans le coulisseau 3 et en maintenant solidement un évidement aplati 3 a de la partie de montage 3 par les extrémités intérieures d'une multitude de boulons de montage 13. Le coulisseau 11 comporte un trou 14 d'alimentation en fluide réfrigérant qui est relié à une source (non représentée) fournissant ce fluide. L'extrémité distale du trou 14 est reliée à la partie terminale du passage fluidique 7 via un orifice d'alimentation 14 a pratiqué dans la partie inférieure du trou de montage 12. L'alésoir 8 est fixé au porte-outil 1 décrit ci-dessus; le porte-outil 1 est monté sur le coulisseau 11, et une pièce 15 est soumise à une opération d'alésage Dans l'opération d'usinage, une soupape (non représentée) est ouverte à l'instant approprié, et le fluide réfrigérant tel qu'un fluide de coupe est introduit sous pression à partir de la source d'alimentation en fluide dans le trou 14 au moyen d'une pompe ou analogue Le fluide est introduit sous pression dans la rainure d'injection 6 par l'intermédiaire du passage 7 pratiqué dans le porte-outil 1; le fluide traverse le passage formé par la rainure 6 et la tige 6 de l'alésoir 8; la partie périphérique d'un trou inférieur 15 a de la pièce 15 est découpée par l'arête 6 2690102 coupante i Qa de l'outil 8 alors que le fluide réfrigérant est injecté à partir de l'orifice 6 a le long de la surface périphérique extérieure de l'alésoir 8. Lors de l'exécution de l'opération d'alésage, l'alésoir 6 est soumis à une avance par le coulisseau 11 tout en subissant un mouvement de rotation autour de son axe en même temps que le porte-outil 1, et le fluide réfrigérant est injecté à partir de l'orifice 6 a de la rainure 6 dans une direction sensiblement parallèle au sens axial de l'outil 8, comme cela est représenté par les flèches a en figure 1 Comme le réfrigérant injecté est libéré dans la direction de l'arête coupante l Oa de l'outil 8 à haute pression, le trou 15 b de la pièce 15 et l'arête coupante l Oa peuvent être refroidis grâce à un contact précis avec le réfrigérant, lequel pénètre profondément dans le trou usiné 15 a, sous l'effet de l'injection du fluide à partir de la face côté distal du pote-outil 1 à un endroit très proche du trou usiné 15 b et de l'arête coupante l Oa. Les figures 3 et 4 représentent un second mode de réalisation du porteoutil selon la présente invention, dans lesquelles les parties identiques à celles des figures 1 et 2 sont désignées par les mêmes références Ce mode de réalisation est différent du premier en ce sens que la paroi intérieure de l'alésage de maintien 4 comporte la rainure 6 d'injection du fluide réfrigérant à trois emplacements espacés les uns des autres de 1200 dans la direction circonférentielle; les boulons de fixation 5 vissés dans l'extrémité 2 sont disposés à mi- distance entre les rainures d'injection 6 sur la direction circonférentielle, et un passage fluidique 17 relié au côté base de la rainure d'injection 6 présente un trou ayant une section transversale circulaire. Dans ce mode de réalisation, un foret 18 ayant une tige rectiligne 19 présentant une partie plate 19 a est utilisé comme outil La tige 19 est insérée dans 7 2690102 l'alésage 4 de maintien d'outil et les extrémités intérieures des boulons de fixation 5 sont amenées en contact sous pression avec la partie plate 19 a de manière à fixer la tige 19 dans le porte-outil 1 d'une manière amovible. Lorsqu'une pièce (non représentée) est percée par l'arête coupante 20 du foret 18, un fluide de refroidissement tel qu'un fluide de coupe est injecté à partir des trois rainures d'injection 6 dans une direction sensiblement parallèle au sens axial du foret 18, d'o il résulte le refroidissement de la partie percée de la pièce et de l'arête coupante du foret 18. Bien qu'on utilise un fluide de coupe comme réfrigérant dans les premier et second modes de réalisation, on peut employer un fluide tel que de l'eau à haute pression ou de l'air de refroidissement comme fluide réfrigérant En outre, les outils utilisés dans la présente invention ne sont pas limités à un alésoir et à un foret La présente invention s'applique à d'autres types d'outils. En outre, on a décrit le porte-outil des modes de réalisation précédents comme comportant un alésage de maintien d'outil dans lequel est montée la tige rectiligne de l'outil Cependant, dans la mesure o le porte-outil présente un alésage de maintien d'outil et une partie de montage installée sur le coulisseau d'une machine-outil, la construction du porte-outil n'est pas nécessairement limitée à celle des deux modes de réalisation mentionnés ci-dessus Par exemple, le porte-outil peut comporter un alésage pour le maintien de la tige conique d'un outil En outre, le nombre des rainures d'injection, leurs positions et la section en coupe transversale peuvent être également modifiés. Comme on l'a décrit ci-dessus, un porte- outil selon la présente invention comporte une rainure d'injection de fluide réfrigérant, s'étendant axialement, qui est formée le long de la paroi intérieure d'un alésage de maintien d'outil afin de 8 2690102 maintenir de manière amovible la tige d'un outil monté intérieurement, un orifice d'injection pratiqué à l'extrémité de la rainure débouche sur la face, côté distal, du porte-outil; un passage fluidique communiquant avec une source de fourniture du fluide réfrigérant est ménagé à l'intérieur de la partie de montage du porte-outil, et le côté base de la rainure d'injection est relié au passage fluidique. Plus spécialement, la tige de l'outil tel qu'un alésoir ou un foret est montée dans l'alésage de maintien d'outil; la partie de montage est montée sur un élément tel que le coulisseau d'une machine- outil, et l'outil est animé d'un mouvement de rotation pendant son avance, d'o il résulte la soumission d'une pièce à une opération d'usinage telle qu'une opération d'alésage ou de perçage Lors de l'exécution de l'usinage, le fluide réfrigérant tel que le fluide de coupe est introduit sous pression à partir de la source d'alimentation en fluide réfrigérant dans la rainure d'injection via le passage fluidique Le fluide réfrigérant traverse le passage fluidique qui est défini par la rainure d'injection et la tige de l'outil, et est injecté suivant la direction axiale à partir de la face extrême du porte- outil Ainsi, la partie usinée de la pièce et l'arête coupante de l'outil sont refroidies par l'injection du fluide réfrigérant à partir d'une position extrêmement proche de la partie usinée et de l'arête coupante. Grâce à la rainure s'étendant axialement qui est pratiquée dans la paroi intérieure de l'alésage de maintien du porte-outil, le fluide réfrigérant frappe la partie usinée de la pièce et l'arête coupante de l'outil en étant injecté à partir d'un endroit voisin, sans qu'il n'y ait aucune déviation du sens de l'injection. Comme la partie usinée et l'arête coupante sont refroidies de cette manière, on peut obtenir un refroidissement fiable avec une petite quantité du fluide Par conséquent, même si l'opération d'usinage 9 2690102 est exécutée pendant une longue durée avec une machine non surveillée, le fluide réfrigérant ne s'éloignera pas de la partie usinée et de l'arête coupante Il en résulte que l'arête coupante est refroidie suffisamment et ne s'use pas facilement De plus, les articles défectueux qu'on peut attribuer à un usinage effectué avec une arête coupante usée sont moins fréquents. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 2690102 REVEND ICAT IONS 1 Porte-outil ( 1), caractérisé en ce qu'il comprend: une partie de montage ( 3) destinée à être montée de manière amovible sur une machine-outil; et une extrémité ( 2) formée comme partie intégrante de la partie de montage et présentant une face extrême; la partie de montage ( 3) et l'extrémité ( 2) comportant un alésage central ( 4), s'étendant axialement, pour maintenir de manière amovible la tige ( 9) d'un outil ( 8) monté intérieurement; l'alésage ( 4) de maintien de l'outil présentant une paroi intérieure formée de manière à inclure une rainure ( 6) s'étendant axialement pour injecter un fluide réfrigérant, cette rainure ayant une extrémité distale qui comporte un orifice d'injection ( 6 a) débouchant sur la face extrême de ladite extrémité, et un côté base; la partie de montage ( 3) étant formée intérieurement de façon à présenter un passage fluidique ( 7) qui communique avec une source d'alimentation en fluide réfrigérant, le côté base de la rainure étant relié au passage fluidique ( 7). 2 Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des vis de fixation ( 5) vissées dans une partie latérale périphérique extérieure de l'alésage ( 4) de maintien d'outil pour fixer la tige de l'outil. 3 Porte-outil selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de montage ( 3) est fixée par des boulons de montage ( 13) vissés dans la machine-outil. 4 Porte-outil selon la revendication 1, la revendication 2, ou la revendication 3, caractérisé en ce que l'alésage de maintien d'outil est destiné à s'accoupler avec la tige rectiligne d'un outil afin de la maintenir. il 2690102 Porte-outil selon la revendication 1, la revendication 2, la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que l'alésage de maintien d'outil est appelé à s'accoupler avec la tige conique d'un outil afin de la maintenir.