Brevet FR2716637A1 — publié le 19950901

-1 2716637 Porte-tiqe d'outil de coupe déplaçable La présente invention concerne un porte-tige d'outil de coupe déplaçable et, plus spécialement, un portetige d'outil de coupe déplaçable destiné à des têtes de perçage rotatives particulières. On connaît déjà des têtes de perçage rotatives qui sont fixées à la broche principale de machines-outils équipées d'un porte-tige d'outil déplaçable, et utilisées pour la finition de perçages de haute précision. Des moyens de déplacement destinés à déplacer l'outil qui équipe les têtes de perçage rotatives de ce type sont prévus et également connus dans l'état actuel de la technique. Ces têtes de perçage rotatives fonctionnent parfaitement lorsqu'elles sont utilisées pour la finition de perçages peu profonds. Toutefois, cette structure présente plusieurs inconvénients lorsqu'il s'agit de la finition de perçages profonds qui nécessitent l'utilisation d'une tige d'outil de grande longueur (supérieure à 2,5 fois le diamètre de la tige de l'outil). Dans ces conditions, la tige de l'outil est soumise à des efforts anormaux, ce qui génère des vibrations et compromet, par conséquent, l'opération de finition. La présente invention a donc pour but de proposer un porte-tige d'outil de coupe déplaçable permettant d'éliminer une fois pour toutes les inconvénients mentionnés ci-dessus et qui, à cet effet, consiste fondamentalement en un porte- tige d'outil de coupe apte à être déplacé perpendiculairement par rapport à l'axe géométrique de la tête de perçage rotative qui supporte ledit porte-tige d'outil, ledit porte- tige d'outil étant supporté et guidé par huit chemins de guidage dans lesquels sont logées des moyens de roulement. Plus précisément, la présente invention propose un porte- tige d'outil de coupe déplaçable pour une tête de perçage rotative apte à être vissée sur la broche principale de machines-outils, porte- tige d'outil dont l'une des extrémités présente une section transversale sensiblement en forme de H et est pourvue de chemins linéaires parallèles entre eux et disposés en face d'autres chemins également parallèles entre eux et définis dans des parties saillantes intérieures prévues sur la partie d'extrémité ou la partie supérieure de la tête de perçage rotative, les chemins formant des chemins de guidage de roulement pour des moyens de roulement, tandis que l'autre extrémité du porte-tige d'outil est pourvue d'un renfoncement dans lequel est logée une tige d'outil de coupe. Ce qui précède ainsi que d'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée suivante d'un mode de réalisation préféré, donnée à titre d'exemple nullement limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation d'une tête de perçage rotative comportant le mode de réalisation préféré du porte-tige d'outil de coupe de la présente invention; la figure 2 est une vue latérale de la figure 1, montrant la distance d'ajustement R du dispositif permise par le barillet d'ajustement gradué de celui-ci; la figure 3 est une vue en coupe réalisée suivant la ligne B-B de la figure 1; la figure 4 est une vue agrandie du détail A de la figure 1; la figure 5 est une vue en perspective montrant des couples de forces agissant dans trois plans cartésiens, et la figure 6 est une vue de détail agrandie montrant une autre forme, proposée à titre de variante, de la structure visible sur la figure 4. En se référant aux figures et plus particulièrement aux figures 1 à 5, on peut voir une tête de perçage rotative 10 pour la finition de perçages équipée d'un porte-tige d'outil déplaçable 11 destiné à maintenir une tige d'outil de coupe 12 à l'extrémité de laquelle est fixée une pointe d'outil 13 en métal dur. Le porte-tige d'outil 11 de l'invention présente une extrémité sensiblement en forme de H et est destiné à être utilisé sur la tête de perçage rotative 10 dont la tige d'outil 12 a une longueur importante, et se caractérise par le fait qu'il est guidé grâce à des chemins de guidage linéaires 14 formés de chemins de roulement logeant des billes de roulement 15, une partie des chemins de roulement étant définie sur le porte-tige 11 proprement dit, tandis que l'autre partie est définie intérieurement sur la partie supérieure de la tête de perçage rotative 10, les billes de roulement 15 permettant le déplacement libre et sans jeu du porte-tige 11 par rapport à la partie supérieure de la tête de perçage rotative 10, qui est elle-même pourvue de deux parties saillantes linéaires intérieures 16 opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe géométrique du porte- tige 11 et dans les faces desquelles l'autre partie des chemins de roulement est définie pour former la base d'ancrage dudit porte-tige d'outil 11. De préférence, la base d'ancrage du porte-tige 11 comporte huit chemins de guidage 14 dont quatre sont des chemins linéaires présentant une section transversale en arc de cercle, tandis que les quatre autres sont des chemins linéaires présentant une section transversale plane, l'ensemble des chemins de guidage formant un jeu de quatre paires de chemins de roulement dans chaque paire desquels peut rouler une série de billes de roulement 15. De préférence, les chemins de guidage 14 définis par les chemins de roulement sont disposés à égale distance les uns des autres par rapport à la ligne médiane de la base d'ancrage définie par les parties saillantes 16, le porte- tige d'outil 11 étant tel que quatre chemins de guidage 14 sont définis d'un côté de la ligne médiane, tandis que quatre autres chemins de guidage 14 sont définis du côté opposé de la ligne médiane. Par conséquent, conformément à la figure 1, les billes de roulement 15 sont disposées aux sommets de deux quadrilatères, c'est-à-dire d'un quadrilatère extérieur 17 et d'un quadrilatère intérieur 18. Dans la structure illustrée, le quadrilatère extérieur 17 comporte des billes de roulement 15 de diamètre supérieur qui roulent sur les chemins de roulement 14 présentant une section transversale en arc de cercle, tandis que le quadrilatère intérieur 18 comporte des billes de roulement 15 de diamètre inférieur qui roulent sur les chemins de roulement 14 présentant une section transversale plane. Cette structure n'est pas restrictive, car toutes les billes de roulement 15 peuvent avoir le même diamètre ou un diamètre différent, comme illustré. De la même manière, les sections transversales des chemins de guidage 14 dans lesquels roulent les billes de roulement 15 peuvent être toutes en forme d'arc de cercle, ou toutes rectilignes, ou encore présenter toutes d'autres sections transversales appropriées. A titre de variante, comme cela est illustré sur la figure 6, les chemins de guidage peuvent loger des rouleaux 15' à la place des billes de roulement 15 et, dans ce cas, les chemins de guidage 14' présentent une section rectiligne dont la structure permet d'obtenir le même résultat qu'avec les billes de roulement. Les chemins de guidage 14 disposés le plus à l'extérieur et dans lesquels roulent les billes de roulement 15 sont destinés à définir un moyen de support capable d'assurer une stabilité et une rigidité maximales pour le porte-tige d'outil 11 lorsque celui-ci est soumis à des forces de flexion et de torsion F pendant une opération de coupe, forces F qui peuvent agir sous la forme d'un couple et/ou dans une direction radiale sur 360 suivant un plan cartésien Pl perpendiculaire à l'axe géométrique de la tête de perçage rotative 10, comme illustré sur la figure 5. Les chemins de guidage 14 pourvus des billes de roulement 15 extérieures situées dans le quadrilatère extérieur 17 sont également destinés à assurer un amortissement efficace, c'est-à-dire à éviter tout mouvement ou déplacement du porte- tige d'outil 11, dû à des forces F agissant sous la forme d'un couple suivant un plan cartésien P2 perpendiculaire aux chemins de guidage 14, comme illustré sur la figure 5. Les forces F qui agissent sous la forme d'un couple transmis suivant un plan P3 parallèle à l'axe géométrique de la tête de perçage rotative 10 et également parallèle aux chemins de guidage 14 sont absorbées par les billes 15 intérieures situées dans le quadrilatère intérieur 18. Comme on peut le voir sur la figure 2, un ajustement micrométrique du déplacement de l'outil de coupe s'obtient grâce à un barillet gradué 19 qui possède une distance d'ajustement R de quelques millimètres de déplacement permettant de contrôler d'une manière appropriée la finition de perçages de haute précision comportant des tolérances extrêmement étroites d'un ordre de grandeur inférieur à un micromètre. Il doit être clair qu'il est possible d'envisager en option une modification de structure selon laquelle l'une des extrémités du porte-tige d'outil 11 peut adopter une section en forme de I au lieu d'une section en forme de H, les parties saillantes 16 se transformant, dans ce cas, en creux. La présente invention se caractérise donc par une structure permettant d'absorber toutes les forces appliquées à l'outil de coupe dans toutes les directions possibles, c'est-à-dire dans trois dimensions, pour empêcher l'apparition de toute vibration éventuelle pendant des opérations de finition de perçages. Bien que la description précédente ait porté sur un mode de réalisation préféré de l'invention, il est bien entendu que celle- ci n'est pas limitée à l'exemple particulier décrit et illustré ici, et l'homme de l'art comprendra aisément qu'il est possible d'y apporter de nombreuses variantes et modifications sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1- Porte-tige d'outil de coupe déplaçable pour une tête de perçage rotative (10) apte à être vissée sur la broche principale de machinesoutils, caractérisé en ce que l'une des extrémités du porte-tige d'outil (11; 11') présente une section transversale sensiblement en forme de H et est pourvue de chemins linéaires parallèles entre eux et disposés en face d'autres chemins également parallèles entre eux et définis dans des parties saillantes intérieures (16; 16') prévues sur la partie d'extrémité ou la partie supérieure de la tête de perçage rotative (10), les chemins formant des chemins de guidage de roulement (14; 14') pour des moyens de roulement (15; 15'), tandis que l'autre extrémité du porte- tige d'outil (11; 11') comporte un renfoncement dans lequel est logée une tige d'outil de coupe (12). 2- Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité qui présente une section transversale sensiblement en forme de H comporte des chemins linéaires parallèles entre eux et disposés d'un côté et de l'autre de l'axe géométrique du porte-tige d'outil (11), de telle façon que certains des chemins présentent une section transversale en arc de cercle, tandis que d'autres présentent une section transversale plane. 3- Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les parties saillantes intérieures (16) sont linéaires et opposées l'une à l'autre par rapport à l'axe géométrique du porte-tige d'outil (11), les parties saillantes (16) comportant sur leurs faces des chemins linéaires parallèles entre eux de telle façon que certains des chemins présentent une section transversale en arc de cercle, tandis que d'autres présentent une section transversale plane. 4- Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins (14) qui présentent une section transversale en forme d'arc de cercle et les chemins (14) qui présentent une section transversale plane logent huit séries de billes de roulement (15) dont quatre séries sont positionnées aux sommets d'un quadrilatère extérieur (17) et quatre séries sont positionnées aux sommets d'un quadrilatère intérieur (18), les chemins extérieurs étant disposés par rapport à l'axe géométrique du porte-tige d'outil (11) à une distance plus grande que les chemins intérieurs plus proches dudit axe géométrique. - Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de guidage de roulement (14) prévus pour les billes de roulement (15) présentent des sections transversales en arc de cercle. 6- Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de guidage de roulement (14) prévus pour les billes de roulement présentent des sections transversales planes. 7- Porte-tige d'outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chemins de guidage de roulement (14') peuvent loger des rouleaux (15') à la place des billes de roulement (15).