Brevet FR2765509A1 — publié le 19990108

La présente invention concerne un porte-outil utilisé pour fixer un outil à une broche de machine-outil, et plus particulièrement un porte- outil qui puisse garantir un équilibre rotationnel en cas de rotation à grande vitesse. Un porte-outil conventionnel va être décrit en référence aux figures 3 et 4. La figure 3 est une vue latérale d'un porte-outil conforme à la norme ISO, et la figure 4 est une vue en plan du porte-outil vu dans la direction de la flèche B dans la figure 3. Dans les figures 3 et 4, le porte-outil 30 a une portion de queue conique 31 destinée à être insérée dans une broche d'une machine-outil non illustrée, une bride de serrage 32 formée à l'extrémité de plus grand diamètre de la portion de queue conique 31, et une portion tubulaire 33 de fixation d'outil, qui s'étend depuis une surface d'extrémité de la bride 32, opposée à la portion de queue conique 31. La portion 33 de fixation d'outil s'étend dans une direction s'éloignant de la portion de queue conique 31 de sorte que l'axe de la portion 33 de fixation d'outil coïncide avec l'axe de la portion de queue conique 31. Sur la circonférence externe de la bride de serrage 32, est formée une gorge 321, par exemple une gorge en forme de V, d'une profondeur prédéterminée. Au cours d'une opération de changement d'outil, des doigts de serrage d'un appareil de changement d'outil viennent en prise avec la gorge 321. De plus, une paire de rainures de clavette ou de gorges de clavette de guidage 322 et 323 généralement longitudinales essentiellement diamétralement opposées sont formées respectivement dans la bride 32. La rainure de clavette 322 a une profondeur radiale inférieure à la profondeur radiale de la rainure de clavette 323. En outre, à proximité de la rainure de clavette 322, une encoche ou gorge 324 généralement longitudinale en forme de V est formée dans la bride 32. L'encoche ou gorge 324 est utilisée pour maintenir une phase rotationnelle prédéterminée d'un outil porté par le porte-outil quand l'outil est inséré conjointement avec le porte-outil dans un pot d'outils d'un magasin d'outils. Dans un tel porte-outil conventionnel, comme les rainures de clavette 322 et 323 formées dans la bride 32 ont des profondeurs différentes et que l'encoche 324 est formée à proximité de la rainure de clavette 322, la bride 32 a une forme dissymétrique par rapport à son axe, ce qui provoque un déséquilibre de masse. Par conséquent, lorsqu'un tel porte-outil est entraîné en rotation à grande vitesse (égale ou supérieure à 10000 t/mn) au cours d'une opération de finition de précision, il se produit un déséquilibre rotationnel dans la bride en raison de l'effet de forces excentriques générées au cours de la rotation à grande vitesse, ce qui a pour résultat que le porte-outil comportant l'outil provoque des vibrations de faible amplitude, qui génèrent un broutage. La présente invention a été mise en oeuvre pour résoudre au moins partiellement les problèmes susmentionnés, et l'invention a pour but de proposer un porte-outil qui facilite l'ajustement du déséquilibre rotationnel de la bride tout en préservant la conformité à la norme ISO. Conformément à la présente invention, il est prévu un porte-outil comprenant une portion de queue destinée à coopérer avec une machineoutil; une bride de serrage formée à une extrémité de ladite portion de queue; une portion de fixation d'outil qui s'étend depuis la surface d'extrémité de ladite bride, opposée à ladite portion de queue, ladite portion de fixation d'outil s'étendant dans la direction s'éloignant de ladite portion de queue, en alignement avec l'axe de ladite portion de queue; une gorge formée dans la circonférence externe de ladite bride et ayant une profondeur prédéterminée; une paire de rainures de clavette essentiellement diamétralement opposées formées dans ladite bride, lesdites rainures de clavette ayant des profondeurs radiales différentes; et une encoche formée dans ladite bride à proximité de la moins profonde desdites rainures de clavette, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une portion évidée pour réduire le déséquilibre rotationnel de ladite bride, ladite portion évidée étant formée radialement vers l'intérieur au niveau d'une portion de ladite gorge jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée, du côté de la bride opposé à ladite encoche par rapport à une ligne diamétrale qui passe par le centre de ladite rainure de clavette moins profonde. De préférence, la profondeur et la plage angulaire de la portion évidée sont déterminées en fonction du rayon de la bride. De préférence, la portion évidée est usinée au moyen d'une fraise à queue. Dans la présente invention, l'équilibre de masse de la bride dans la direction circonférentielle est obtenu par formation d'une portion évidée dans la surface de fond de la gorge, jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée sur le côté opposé à l'encoche par rapport à une ligne diamétrale qui passe par le centre de la rainure de clavette moins profonde. Par conséquent, le déséquilibre rotationnel de la bride est éliminé, ce déséquilibre étant généré en raison de la différence de profondeur entre la paire de rainures de clavette et la formation de l'encoche. Par conséquent, il est possible de fournir un porte-outil qui ne provoque pas de broutage, même en cas de rotation à grande vitesse. De plus, dans la présente invention, puisque la portion évidée, pour éliminer le déséquilibre rotationnel, est formée dans la surface du fond de la gorge de la bride, le. déséquilibre rotationnel peut facilement être essentiellement éliminé tout en préservant la conformité à la norme IS0. Divers autre objectifs, caractéristiques et de nombreux avantages associés de la présente invention seront facilement appréciés alors que celle-ci devient mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit du mode de réalisation préféré, donnée en regard des dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue latérale d'un porte-outil selon un mode de réalisation de la présente invention; La figure 2 est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 1; La figure 3 est une vue latérale d'un porte-outil conventionnel; et La figure 4 est une vue en plan du porte-outil conventionnel suivant la direction de la flèche B dans la figure 3. Un mode de réalisation de la présente invention va être décrit en référence aux dessins annexés. La figure 1 est une vue latérale d'un porte-outil selon un mode de réalisation de la présente invention, et la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A de la figure 1. Comme le montrent les figures 1 et 2, un porte-outil 10 selon le présent mode de réalisation a une portion de queue conique 11 destinée à être insérée dans une broche d'une machine-outil non illustrée, une bride de serrage 12 formée au niveau de l'extrémité de plus grand diamètre de la portion de queue conique 11, et une portion de fixation d'outil 13, qui dans ce cas est tubulaire, qui s'étend depuis la surface d'extrémité de la bride 12, opposée à la portion de queue conique 11. La portion de fixation d'outil 13 s'étend dans la direction s'éloignant de la portion de queue conique 11 de telle sorte que l'axe de la portion de fixation d'outil 13 coincide avec l'axe de la portion de queue conique 11. Sur la circonférence externe de la bride de serrage 12 est formée une gorge 121 de la profondeur prédéterminée. Dans le mode de réalisation illustré, la gorge comprend une région de base circonférentielle 124 et des parois inclinées 125, 126. Dans d'autres modes de réalisation, la gorge peut avoir généralement une forme en V, une forme en U ou toute autre configuration que l'homme de l'art jugera appropriée. Au cours d'une opération de changement d'outil, les doigts de serrage d'un appareil de changement d'outil viennent en prise avec la gorge 121. De plus, des rainures de clavette ou des gorges de clavette de guidage 122 et 123 généralement longitudinales essentiellement diamétralement opposées sont formées respectivement dans la bride 12. La rainure de clavette 122 a une profondeur radiale inférieure à la profondeur radiale de la rainure de clavette 123. En outre, à proximité de la rainure de clavette 122, une encoche ou gorge 134 généralement longitudinale en forme de V est formée dans la bride 12. L'encoche ou la gorge 134 est utilisée pour maintenir une phase rotationnelle prédéterminée d'un outil porté par le porte-outil lorsque l'outil est inséré, conjointement au porte-outil, dans un pot d'outils d'un magasin d'outils. En outre, une portion évidée 14, pour réduire ou éliminer le déséquilibre rotationnel de la bride 12, est formée dans la région de base de la gorge 121 jusqu'à une profondeur prédéterminée d sur le côté opposé à l'encoche 134 par rapport à une ligne diamétrale L qui passe par le centre de la rainure de clavette 122 moins profonde. La portion évidée 14 est formée sur une plage angulaire 02 commençant au niveau d'une position séparée de la ligne diamétrale L d'un angle 61. La portion évidée peut être facilement usinée au moyen d'une fraise à queue ou d'un outil similaire tout en préservant la conformité à la norme ISO. Par exemple, dans le cas d'un porte-outil selon le numéro de la norme ISO de la norme ISO, le diamètre de la bride 12 est de 97,50 mm. Afin d'ajuster le déséquilibre rotationnel de la bride 12, l'angle 01 a été fixé à 23 , l'angle 02 a été fixé à 40 , et la profondeur a été fixée à 4,8 mm. Grâce à la formation de l'évidement, le déséquilibre rotationnel de la bride a été éliminé. De plus, dans le cas d'un porte-outil selon le numéro de norme ISO 40 de la norme ISO, le diamètre de la bride 12 est de 63,55 mm. Afin d'ajuster le déséquilibre rotationnel de la bride 12, l'angle 01 a été fixé à 24 , l'angle 02 a été fixé à 60 , et la profondeur a été fixée à 3,5 mm. Grâce à la formation de l'évidement, le déséquilibre rotationnel de la bride a été éliminé. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, l'équilibre de masse de la bride dans la direction circonférentielle est obtenu par la formation d'une portion évidée 14 dans la surface du fond de la gorge 121 jusqu'à une profondeur prédéterminée d sur le côté opposé à l'encoche 134 par rapport à une ligne diamétrale L qui passe par le centre de la rainure de clavette 122 moins profonde, la portion évidée 14 étant formée sur une plage angulaire prédéterminée 02 commençant au niveau de la position séparée de la ligne diamétrale L d'un angle el. Par conséquent, le déséquilibre rotationnel de la bride 12 est réduit ou éliminé, ce déséquilibre étant généré en raison de la différence de profondeur entre la paire de rainures de clavette 122 et 123 et la formation de l'encoche ou de la gorge 134. Par conséquent, il est possible de fournir un porte-outil qui ne provoque pas de broutage, même en cas de rotation à grande vitesse, ce qui permet ainsi un usinage précis de la pièce. De toute évidence, de nombreuses modifications et variations de la présente invention sont possibles à la lumière des enseignements cidessus. Il faut donc comprendre que, dans le cadre des revendications annexées, la présente invention peut être mise en pratique autrement que décrit spécifiquement ici. Dans la présente spécification, sauf lorsque le contexte l'exige, "longitudinal" se rapporte à une direction généralement parallèle à l'axe de la portion de queue, et "longitudinalement" devrait être interprété de manière correspondante; "radial" se rapporte à une direction radiale vers une ligne qui inclut l'axe de la portion de queue et "radialement" devrait être interprété de manière correspondante; "circonférence" se rapporte à un arc ou une portion d'arc décrit sur une surface par un point sur un rayon lorsque ledit rayon est tourné autour d'une ligne qui inclut ledit axe de la portion de queue, et "circonférentiel" et "circonférentiellement" devraient être interprétés de manière correspondante, et "diamétralement opposées" se rapporte au positions respectives au niveau desquelles un diamètre croise une circonférence. REVENDICATIONS 1. Porte-outil (10) comprenant une portion de queue (11) destinée à coopérer avec une machine-outil; une bride de serrage (12) formée à une extrémité de ladite portion de queue (11); une portion de fixation d'outil (13) qui s'étend depuis la surface d'extrémité de ladite bride (12), opposée à ladite portion de queue (11), ladite portion de fixation d'outil (13) s'étendant dans la direction s'éloignant de ladite portion de queue (11) en alignement avec l'axe de ladite portion de queue (11); une gorge (121) formée dans la circonférence externe de ladite bride (12) et ayant une profondeur prédéterminée; une paire de rainures de clavette (122, 123) essentiellement diamétralement opposées formées dans ladite bride (12), lesdites rainures de clavette (122, 123) ayant différentes profondeurs radiales; et une encoche (134) formée dans ladite bride (12) à proximité de la moins profonde (122) desdites rainures de clavette (122, 123), caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une portion évidée (14) pour réduire le déséquilibre rotationnel de ladite bride (12), ladite portion évidée étant formée radialement vers l'intérieur au niveau d'une portion de ladite gorge (121) jusqu'à une profondeur prédéterminée et sur une plage angulaire prédéterminée (02) sur le côté de la bride (12) opposé à ladite encoche (134) par rapport à une ligne diamétrale (L) passant par le centre de ladite rainure de clavette la moins profonde (122). 2. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la profondeur et la plage angulaire de ladite portion évidée (14) sont déterminées en fonction du rayon de ladite bride (12). 3. Porte-outil selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la portion évidée (14) est usinée au moyen d'une fraise à queue. 4. Porte-outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la gorge (121) comprend une portion de base circonférentielle (124) et des parois opposées inclinées (125, 126) par rapport à la direction radiale de la bride et s'étendant respectivement depuis ladite portion de base.