Brevet FR2851818A1 — publié le 20040903

La présente invention concerne un outil de coupe muni de moyens de mesure et/ou de détection directe et en continu de son usure et un porteoutil pour un tel outil de coupe. Elle se rapporte plus particulièrement à une plaquette en matériau fritté 5 (carbure, céramique,...) et à son porte outil utilisés pour l'usinage de pièces sur des machines-outils. On connaît déjà dans l'état de la technique antérieure, notamment par le brevet français FR 2 616 218, un tel outil de coupe dont une sonde ou un capteur lui est inséré près de l'arête de coupe afin de gérer notamment l'usure et les i0 conditions de coupe par exemple. Un tel outil de coupe dit " instrumenté " forme généralement un ensemble monobloc avec son porte-outil entraînant de fait un cot relativement important par rapport à un outillage classique constitué d'une plaquette amovible interchangeable et d'un porte-outil. Le but de l'invention est de proposer un outillage instrumenté qui se rapproche des outillages classiques constitués en deux parties permettant ainsi de résoudre le problème du cot et également d'offrir la possibilité de changer aisément l'outil coupant notamment lorsque ce dernier est défaillant ou usé et de le remplacer éventuellement par un outil classique. A cet effet, la présente invention a pour objet un outil de coupe, en particulier une plaquette en matériau fritté, comportant une arête de coupe et une sonde ou un micro-capteur inséré dans le corps de l'outil près de l'arête de coupe, caractérisé en ce que ladite sonde ou ledit micro-capteur de l'outil est relié à un contacteur mâle solidaire du corps de la plaquette apte à coopérer 25 avec un contacteur femelle solidaire d'un porte-outil ou vice-versa. Selon un mode de réalisation particulier, le contacteur mâle est noyé en partie dans le corps de l'outil. Selon une variante de réalisation, le contacteur mâle est logé dans un bloc isolant qui est solidaire de la face inférieure de l'outil. Selon une caractéristique avantageuse, ledit contacteur mâle est constitué d'au moins une broche, de préférence deux broches assurant la polarité pour la transmission du signal de la sonde, réalisée avantageusement en un mélange de matériaux thermocouple qui fait saillie de la face inférieure de l'outil. Selon une autre caractéristique avantageuse, l'insertion desdites broches dans l'outil est effectuée soit par perçage laser soit par frittage afin de réaliser des canaux à l'intérieur desquels sont disposés la sonde, les fils de connexion et 5 les broches, et en ce qu'une résine isolante assure à la fois le maintien des éléments et leur isolation thermique et électrique par rapport à l'outil. Selon encore une autre caractéristique avantageuse, ledit contacteur mâle est constitué de deux disques métalliques logés chacun dans un évidemment réalisé sur la face inférieure de l'outil. Selon encore une autre variante, ledit contacteur mâle est constitué de deux plots -ou de billes- réalisés en un mélange de Chromel et d'Alumel montés sur ressorts. Un autre objet de la présente invention concerne un porte-outil apte à recevoir un outil de coupe conforme à l'une quelconque des caractéristiques sus15 mentionnées, caractérisé en ce qu'il est pourvu de manière complémentaire aux contacteurs de l'outil de coupe de contacteurs femelles noyés dans le corps du porte-outil et dont la forme est apte à recevoir par frottement la forme des contacteurs mâles de manière à transmettre la continuité du signal issu de la sonde ou du micro-capteur. Selon une caractéristique avantageuse, le porte-outil comporte en outre des contacteurs femelles, des fils gainés assurant le raccordement à un second contacteur logé dans le porte-outil notamment à son extrémité opposée à l'outil qui est apte à se connecter à une unité d'analyse des informations issues de la sonde. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, en se référant aux dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de dessus d'un outil coupant monté sur son porteoutil selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne l-l de la figure 1, - la figure 3 est une vue à plus grande échelle de la partie A de la figure 1, selon une variante d'exécution, et - les figures 4 à 6 sont des vues en coupe longitudinale de trois variantes de réalisation selon la présente invention. On a représenté aux figures 1 et 2, un outil coupant 1 en particulier une plaquette en carbure de section générale triangulaire ou polygonale qui est 5 montée amovible sur son porte-outil 2 et maintenue sur celui-ci, de manière classique, par l'intermédiaire d'une bride et d'une cale support (non représentées). Une sonde 3 ou un micro-capteur, de préférence électrique, est insérée dans la plaquette 1 près de son arête de coupe, comme visible sur les figures 2 10 et 3, afin de mesurer et/ou détecter l'usure en dépouille de la plaquette. Cette sonde 3 du type thermocouple est isolée électriquement par l'intermédiaire par exemple d'une résine dans la plaquette 1 permettant en outre également de supporter des températures élevées atteintes lors des opérations d'usinage de l'ordre de 800 à 1 4000C. Selon la présente invention, la sonde 3 ou le micro-capteur de ladite plaquette amovible est reliée à un contacteur mâle/femelle 4 solidaire du corps de la plaquette apte à coopérer avec un contacteur femelle/mâle 5 solidaire du porte-outil 2. On comprend que les contacteurs mâle et femelle peuvent être inversés, 20 toutefois, afin de simplifier la description on décrira l'invention selon un seul agencement des contacteurs. Selon un premier mode de réalisation, ledit contacteur mâle 4 est avantageusement constitué d'au moins une broche réalisée avantageusement en un mélange de chromel et alumel qui fait saillie de la face inférieure de la 25 plaquette 1. On constatera que dans une application à une sonde thermocouple, le contacteur mâle est constitué de deux broches 4, comme visibles sur les figures 2 et 3, qui sont respectivement reliées par un fil 6 isolé électriquement dans une résine 7, à la sonde 3, assurant ainsi les deux polarités. On notera qu'une contre plaquette 8 peut être solidaire de l'outil de coupe 2, comme illustré à la figure 3 afin de rigidifier l'outil 1. L'insertion de ces broches 4 peut être effectuée soit par perçage laser soit au frittage afin de réaliser des canaux 9 à l'intérieur desquels on dispose la sonde, les fils de connexion 6 et les broches 4. Ces canaux 9 équipés sont alors remplis d'une résine isolante 7 assurant à la fois le maintien des éléments 3, 6 et 4 et leur isolation électrique par rapport à la plaquette 1. Le porte-outil 2 est pourvu de manière complémentaire aux contacteurs de la plaquette de contacteurs femelles 5 noyés dans le corps du porte-outil constitués d'un logement réalisé en un mélange de chromel et d'alumel et dont la forme est apte à recevoir par frottement la forme des broches des contacteurs mâles 4 de manière à transmettre la continuité du signal issu de la sonde 3. De manière analogue à la plaquette 1, des canaux 10 sont réalisés dans le porte-outil 2 afin de loger les contacteurs femelles 5, ainsi que les fils gainés 11 assurant le raccordement à un second contacteur 12 logé dans le porte-outil 2 qui est apte à se connecter à une unité d'analyse des informations issues de la sonde 3. Ce second contacteur 12 est fixé sur le porte-outil 2, par exemple à son extrémité libre opposée à l'outil coupant 1, par l'intermédiaire d'une vis 13 et maintenu de manière étanche dans son logement 14 par un joint circulaire 15. On comprend qu'un tel agencement d'un contacteur femelle 5 sur le porteoutil 2 permet l'utilisation de plaquettes classiques avec leur fixation et également 20 de pouvoir modifier le type de plaquette sans nécessairement démonter le porteoutil 2 de la machine. On a représenté à la figure 4, une variante de réalisation dans laquelle les broches sont remplacées par des disques métalliques 16 destinés à coopérer avec des disques métalliques similaires 16b logés dans le porteoutil 2. Un tel 25 agencement de connexion offre par rapport au premier mode de réalisation l'avantage de nécessiter un minimum d'enlèvement de matière dans la plaquette 1. Selon encore une autre variante de réalisation représentée à la figure 5, les contacteurs mâles sont constitués de plots ou de billes 17 réalisés en des 30 matériaux thermocouple (exemple Chromel et Alumel) montés sur ressorts (non représentés) assurant ainsi par coopération avec une forme conjuguée 18 montée sur le porte-outil 2, comme visible sur la figure 5, la continuité du signal, lesdits plots ou billes étant reliés de manière similaire au premier mode de réalisation à un second connecteur 12. Afin de réduire encore l'enlèvement de matière il est possible, comme représenté sur la figure 6, de rapporter le moyen de connexion dans un bloc isolant 19 sur la face inférieure de la plaquette 1. Le porte-outil 2 étant alors pourvu d'un logement 20 de réception pour un tel bloc de connexion 19. Bien entendu sans sortir du cadre de l'invention, on comprend que ce bloc 19 rapporté peut se situer en amont ou en aval de la plaquette 1. On comprend à la lecture de la description ci-dessus que l'outil coupant 1 et le porte-outil pour un tel outil coupant sont relativement simples à réaliser et 10 permettent une rapidité de montage équivalent aux plaquettes classiques. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. REVENDICATIONS 1. Outil de coupe, en particulier une plaquette en matériau fritté (1), comportant une arête de coupe et une sonde (3) ou un micro-capteur inséré dans le corps de l'outil près de l'arête de coupe, caractérisé en ce que ladite sonde (3) 5 ou ledit micro-capteur de l'outil est relié à un contacteur mâle (4;16;17;19) solidaire du corps de la plaquette (1) apte à coopérer avec un contacteur femelle (5;16b;18;20) solidaire d'un porte-outil (2) ou vice-versa. 2. Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur mâle (4) est noyé en partie dans le corps de l'outil. 3. Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce que le contacteur mâle est logé dans un bloc isolant (19) qui est solidaire de la face inférieure de l'outil. 4. Outil de coupe selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit contacteur mâle est constitué d'au moins une broche (4), de préférence 15 deux broches assurant la polarité pour la transmission du signal de la sonde, réalisée avantageusement en un mélange de matériaux thermocouple qui fait saillie de la face inférieure de l'outil. 5. Outil de coupe selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'insertion desdites broches (4) est effectuée soit par perçage laser soit au frittage 20 afin de réaliser des canaux à l'intérieur desquels sont disposés la sonde (3), les fils de connexion (6) et les broches (4), et en ce qu'une résine isolante (7) assure à la fois le maintien des éléments (3, 4 et 6) et leur isolation thermique et électrique par rapport à l'outil (1). 6. Outil de coupe selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit contacteur mâle est constitué de deux disques métalliques (16) logés respectivement dans un évidemment réalisé sur la face inférieure de l'outil. 7. Outil de coupe selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit contacteur mâle est constitué de deux plots (17) -ou de billesréalisés en un mélange de Chromel et d'Alumel montés sur ressorts. 8. Porte-outil apte à recevoir un outil de coupe conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est pourvu de manière complémentaire aux contacteurs de l'outil de coupe (1) de contacteurs femelles (5;16b;18;20) noyés dans le porte-outil et dont la forme est apte à 5 recevoir par frottement la forme des contacteurs mâles (4;16;17;19) de manière à transmettre la continuité du signal issu de la sonde (3) ou du micro- capteur. 9. Porte-outil selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des contacteurs femelles, des fils gainés (11) assurant le raccordement à un second contacteur (12) logé dans le porte-outil notamment à 10 son extrémité opposée à l'outil (1) qui est apte à se connecter à une unité d'analyse des informations issues de la sonde (3).