Brevet FR2846897A1 — publié le 20040514

La présente invention concerne la conception et la réalisation d'un outil rotatif de rodage par extraction de copeaux, destiné notamment au rodage d'embouts d'électrode de soudage par points. Par souci de clarté dans la suite du présent exposé, on se placera le plus souvent dans le domaine préféré d'application de la présente invention, en considérant des outils destinés à remettre en forme des embouts d'électrode de soudage par points qui sont utilisés dans les ateliers de fabrication des carrosseries de io véhicules automobiles. Mais les mêmes dispositions de l'invention conviendraient tout aussi bien dans d'autres circonstances, pour tous outils d'usinage analogues. L'industrie fait un usage important de machines de soudage automatique pour assembler des panneaux de feuillards métalliques 15 par soudage par points. Une machine de soudage typique comporte une paire d'électrodes montées sur des mâchoires coopérantes qui emprisonnent des panneaux à réunir l'un contre l'autre. Le courant électrique appliqué alors entre les électrodes élève localement la température du métal pour produire une soudure ponctuelle. Dans 20 les lignes de fabrication automatisées, les électrodes sont habituellement déplacées par des robots commandés par ordinateur, qui sont programmés de manière à réaliser une séquence de soudage prédéterminée en fonction de la forme des pièces à réunir par soudage par points. Après avoir réalisé un certain nombre de cycles de soudage, les embouts d'électrode peuvent devenir pollués et / ou être déformés. Ils peuvent ainsi demander un resurfaçage afin de maintenir des propriétés de soudage cohérentes. Il s'agit alors d'effectuer une opération de rodage (de dressage) d'électrode au 30 moyen d'outils de rodage qui usinent la surface de l'embout d'électrode, en éliminant une faible quantité de matière par extraction de copeaux. Cette opération s'effectue par rotation de l'outil autour de l'axe de l'embout d'électrode à roder, afin de redonner à la surface venant en contact de la pièce à souder une configuration d'origine qui est déterminée par l'outil. L'outil de rodage d'embouts d'électrode tel qu'il est considéré ici est normalement installé dans un poste de service à 5 proximité de la machine de soudage. Après réalisation d'un nombre déterminé de points de soudage, la machine est programmée pour exécuter une routine d'entretien qui consiste à engager les embouts d'électrode dans l'outil de rodage pour qu'ils y subissent un usinage réalisé de manière qu'ils recouvrent leur forme d'origine. Il existe différents outils de rodage par extraction de copeaux tels que ceux qui sont particulièrement appropriés pour roder les embouts d'électrode de soudage par points. Certains sont des fraises à corps creux, d'autres des fraises à corps pleins. Les outils de rodage à corps creux se présentent 15 généralement sous la forme d'un cylindre creux dans lequel sont montées une ou plusieurs lames présentant chacune au moins une arête de coupe. De tels outils sont par exemple décrits dans la demande de brevet européen EP 0 679 468. Les copeaux formés en fonctionnement par l'outil de rodage s'accumulent dans une cavité 20 ménagée au coeur de l'outil et ils sont évacués axialement par gravité lorsque l'embout d'électrode est retiré de l'outil. Les outils de rodage à corps plein se présentent généralement sous la forme d'un cylindre plein. Ces outils présentent une cavité borgne ménagée dans le corps de l'outil, au 25 voisinage de la lame, là o elle présente une arête de coupe. La cavité sert à guider les copeaux formés lors du rodage des embouts d'électrode pour les évacuer radialement. De tels outils sont par exemple décrits dans la demande de brevet français 2 756 202. L'invention propose un nouvel outil de rodage, plus 30 performant que ceux décrits dans les demandes de brevets précitées. En effet, malgré la présence d'une cavité de réception des copeaux pour leur évacuation axiale (pour un outil à corps creux) ou de guidage de ces derniers pour leur évacuation radiale (pour les outils à corps plein), il est fréquent d'avoir à en dégager des copeaux qui s'y sont coincés, avant de pouvoir utiliser à nouveau l'outil. L'invention a pour objet un outil de rodage servant notamment au rodage d'embouts d'électrode, qui comporte un corps présentant un axe de rotation, dans lequel il est fixé au moins une lame de coupe présentant au moins une arête de coupe qui, par rotation du corps de l'outil, est à même d'usiner la surface de la 10 pièce à roder et dans lequel il est ménagé au moins une cavité de réception et/ou d'évacuation des copeaux formés en fonctionnement. * Dans un tel outil, la lame agit en face frontale de l'outil sur la surface de l'objet à usiner. Chaque arête de coupe contre laquelle se forme un copeau, d au retrait de matière extraite de la surface 15 de l'objet, est en disposition rayonnante par rapport à l'axe de rotation de l'outil. Suivant l'invention, l'outil comporte en outre des moyens agissant en fractionnement desdits copeaux au cours de leur formation. De cette manière, les copeaux fractionnés sont plus mobiles dans la cavité de l'outil les recevant, ce qui évite les 20 bourrages, et ils en sont aussi plus facilement évacues. Suivant des caractéristiques secondaires de l'invention, mettre préférentiellement en application séparément ou en combinaison, les moyens de fractionnement des copeaux consistent en des lacunes de l'effet tranchant de ladite arête et ils sont situés 25 sur la lame elle-même et avantageusement réalisés dans la matière de celle-ci. En conséquence, le copeau ne se forme plus tout le long de l'arête de coupe de la lame, car il est fractionné dans sa largeur au niveau de la lacune de coupe. Les copeaux ainsi formés sont donc de taille plus petite. Dans le cadre des modes de réalisation préférés de l'invention, la ou les lacunes de coupe consistent avantageusement en des rainures creusées dans la matière de la lame en travers de l'arête de coupe. Le copeau se formant le long de ladite arête de coupe est fractionné en plusieurs parties, au niveau de chacune des rainures ménagées dans la lame. De la sorte, plusieurs copeaux de tailles plus petites sont formés le long de l'arête de coupe de la lame au lieu d'un seul copeau de taille plus grande. Selon un mode de réalisation avantageux suivant 5 l'invention qui sera plus amplement décrit par la suite, l'outil selon l'invention comporte au moins deux arêtes tranchantes sur la même face frontale de l'outil, suivant une configuration qui respecte une symétrie de révolution autour de l'axe de rotation du corps d'outil. On entend ici par face frontale, l'une des deux faces à l'extrémité du i0 pourtour du corps d'outil. Elle est globalement perpendiculaire à l'axe de rotation et conformée, de manière en soi classique, pour que l'extrémité d'un embout d'électrode à usiner vienne s'y engager 'correctement centré sur l'axe de rotation et en pression sur la lame. Il est également connu en soi que, dans ce cas, les deux arêtes de 15 coupe s'étendent suivant les deux rayons d'un même diamètre de l'outil à partir de l'axe de rotation et qu'elles peuvent être formées dans la tranche d'une même lame ou dans deux lames différentes. La présence de deux telles arêtes de coupe, réalisées symétriques par rotation autour de l'axe de l'outil, a l'avantage, 20 suivant l'invention, de permettre d'en tirer profit d'une manière qui ne serait pas possible dans le cas d'une arête unique, en prévoyant des rainures ménagées de manière non symétrique en travers des deux arêtes. Ainsi, en particulier, les rainures sont à cet effet ménagées à des distances de l'axe de rotation de l'outil qui sont 25 différentes d'une arête à l'autre. De cette manière, on obtient un bon état de surface des embouts d'électrode. En effet, sur les parties des arêtes de la lame o les rainures sont ménagées, aucun retrait de matière sur les embouts d'électrode ne peut être réalisé par les rainures. Aussi, 30 quand la lame ne présente qu'une seule arête de coupe, les embouts d'électrode rodés par un tel outil risquent de présenter un bourrelet correspondant à la matière non retirée à cause de la présence de la rainure de la lame créant une lacune dans on effet tranchant. Dans le cas du mode de mise en oeuvre préféré de l'invention o la lame 35 présente deux arêtes de coupe sur une même face frontale de l'outil, avec des lacunes agissant en fractionnement des copeaux disposées de manière non symétrique, lorsque la première arête de coupe laisse un bourrelet sur la surface d'un embout d'électrode après un premier passage, la seconde arête de coupe l'élimine. Dans ses modes de réalisation préférés, l'outil suivant l'invention présente encore diverses caractéristiques qui concernent plus particulièrement la disposition et la forme des rainures matérialisant les lacunes de coupe agissant en fractionnement des copeaux, en visant à obtenir une surface rodée bien lisse et 1o régulière, alors même que chaque rainure réalisée dans l'arête de coupe tend à laisser un bourrelet de matière non extraite sur la surface de la pièce rodée. C'est ainsi que chaque rainure présente avantageusement, en section droite, un profil s'évasant vers l'extérieur. Elle peut être creusée en V, à fond pointu ou arrondi. 15 Les deux branches du V peuvent être également inclinées. Toutefois, il peut être plus avantageux de donner une pente plus importante à celle des deux faces de la rainure qui se situe plus proche de l'axe de rotation de l'outil. D'autre part, la rainure peut être creusée au plus simple 20 suivant un profil longitudinal rectiligne en travers de la lame perpendiculairement à celle-ci. Mais il peut être plus avantageux qu'elle soit formée en arc de cercle centré sur l'axe de rotation, afin de laisser librement passer sur toute la largeur de la lame l'excédent de matière non usinée formant bourrelet. Comme une rainure en arc 25 de cercle présente quelques difficultés pour la fabrication de la lame, un effet similaire au précédent peut être obtenu en donnant à la rainure un profil de section droite allant en s'évasant de la face d'attaque de la lame présentant l'arête transchante à sa face opposée. En d'autres termes, ces particularités permettent d'assurer 30 que l'effet de lacunes de coupe dans l'extraction de copeaux par la lame se traduise, sur toute la largeur de celle-ci, au même endroit du copeau en cours de formation. Le fractionnement n'en est que meilleur, cependant que l'on évite qu'un frottement du bourrelet dans la rainure vienne perturber la rotation de l'outil. Selon une autre caractéristique de l'invention dans ses modes de réalisation préférés, la face d'attaque de la lame, au droit de l'arête de coupe, est creusée d'une gorge favorisant l'enroulement du copeau lors de sa formation. Une telle gorge, conduisant à une arête dite de coupe positive, peut, pour des 5 questions de commodité et de simplicité de fabrication, se limiter à un chanfrein formé en biais dans la face d'attaque de la lame, en retrait le long de l'arête de coupe, pour former un déflecteur du copeau en cours de formation qui l'oblige à s'enrouler sur lui-même avant de tomber dans la cavité qui le reçoit pour l'évacuer. Préférentiellement, l'outil selon l'invention présente deux faces frontales opposées réalisées de manière symétrique aux deux extrémités transversales du corps d'outil pour roder simultanément une paire d'embouts d'électrode amenés en des positions opposées respectivement sur chacune des deux faces frontales. Par ses différentes caractéristiques, telles qu'elles ont été ci-avant ou qu'elles seront plus loin définies, décrites et illustrées, et telles qu'elles peuvent être avantageusement appliquées dans la pratique industrielle, l'outil selon l'invention permet notamment de mieux former les copeaux, de les former moins encombrants et plus 20 mobiles que ceux formés par les outils existants, et de mieux les guider hors de l'arête tranchante. lis sont ainsi plus facilement réceptionnés dans les cavités de l'outil et plus facilement évacués. L'invention sera maintenant plus complètement décrite dans le cadre de caractéristiques préférées et de leurs avantages, en 25 faisant référence aux figures 1 à 5 dans lesquelles: - la figure 1 représente l'outil selon un mode de réalisation préféré de l'invention en vue de dessus; - la figure 2 illustre l'outil de la figure 1 en perspective - la figure 3 représente la lame de l'outil représenté en figure 1 30 vue en perspective; - la figure 4 illustre la lame de la figure 3 en vue de côté - la figure 5 montre une partie de la lame de la figure 4 en vue de coupe suivant l'axe 1-1 représenté en figure 4; - les figures 6, 7 et 8 représentent la tranche de la lame au niveau d'une rainure dans trois variantes de réalisation. Comme le montrent les figures 1 et 2, l'outil selon l'invention est constitué d'un corps cylindrique 1 dans lequel se loge 5 une lame 3. Le corps 1 est prévu pour tourner à grande vitesse autour de son axe X quand il est en fonctionnement. La lame 3 est montée fixe dans le corps 1 suivant un diamètre de celui-ci. Le corps d'outil 1 présente deux faces frontales opposées aux extrémités transversales de son pourtour circulaire, i0 perpendiculairement à l'axe de rotation X. Sur ces deux faces frontales le corps d'outil et la lame 3 sont réalisés et équipés de manière symétrique par rapport à un plan transversal de l'outil, celui-ci étant destiné à roder simultanément une paire d'embouts d'électrode amenés en des positions opposées respectivement sur 15 chacune des deux faces frontales. Le corps 1 est muni de crabots 10 périphériques à l'une des extrémités de son pourtour circulaire extérieur, au voisinage de sa face frontale supérieure sur les figures 1 et 2. Les crabots 10 servent à maintenir, de manière connue en soi, l'outil dans les 20 mâchoires d'un porte-outil. Comme l'illustre la figure 2, les crabots consistent en des créneaux réalisés en saillie du pourtour circulaire de l'outil. Egalement, le corps d'outil 1 comporte en son centre deux cavités 2 qui le traversent de part en part de l'une à l'autre des 25 faces frontales. Les cavités 2 ont pour fonction de réceptionner et d'évacuer axialement les copeaux créés lors de l'utilisation de l'outil en rodage d'un embout d'électrode. Elles occupent deux secteurs diamétralement opposées du corps d'outil 1, entre des secteurs pleins qui forment des portées planes d'appui de la face en regard 30 de la lame 3. Une cuvette 11 de guidage de l'extrémité d'un embout d'électrode à roder est ménagée dans les secteurs pleins du corps 1 qui séparent les cavités traversantes 2 et qui forment les portées longitudinales supportant la lame. La profondeur de la cuvette 11 va en augmentant jusqu'au centre de l'outil sur chacune des deux faces frontales, comme il est représenté sur les figures 1 et 2. Bien entendu, l'arête de coupe de la lame dépasse du fond de la cuvette. Selon l'invention, l'outil 1 comporte des moyens pour 5 fractionner les copeaux qui, comme on peut le voir en particulier des figures 3 à 5, sont ménagés sur la tranche de la lame 3 de l'outil 1 et qui consistent en des rainures 4 creusées dans la matière de la lame en travers de chaque arête de coupe 31. De cette manière, les copeaux ne se forment pas d'une 10 pièce tout le long de l'arête de coupe 31 de la lame 3, mais ils sont interrompus au niveau des rainures 4. Ils sont ainsi de taille plus petite et plus mobiles, si bien qu'ils sont plus facilement collectés dans les cavités 2 de l'outil 1 puis évacués hors de celles-ci après retrait des embouts d'électrode traités. Dans le même souci d'éviter les bourrages des cavités 2 de l'outil, selon le mode de réalisation préféré illustré par les figures, la lame 3 comporte une face d'attaque à gorge concave 32. Cette particularité est obtenue par un évidement de la lame le long de chaque arête de coupe, sur la face d'attaque, jusqu'à un chanfrein 20 33. Ce chanfrein suit à distance le profil de l'arête. Il agit comme déflecteur du copeau et l'aide à s'enrouler sur lui-même. De cette manière, les copeaux formés sont encore moins encombrants que ceux formés contre une lame ne présentant pas de face d'attaque concave. Les figures 6, 7 et 8 illustrent trois variantes de la forme d'une rainure 4 avec, dans chaque cas, une vue de face de la lame à son niveau, une vue de dessus sur la tranche de la lame et un détail en perspective faisant ressortir le profil de la rainure correspondante dans son sens longitudinal et dans son sens 30 transversal. On observe ainsi que la rainure 41 de la figure 6 présente en section droite (42 sur la figure) une forme évasée vers la tranche de la lame 3. Un profil similaire est adopté pour la rainure 45 de la figure 8 avec une section à deux pans inclinés symétriques. Dans la variante de la figure 7, le profil transversal de la rainure 43 est plus arrondi, comme on le voit en 46 du côté de la face d'attaque 44 de la lame. Par ailleurs, le profil longitudinal de la rainure 41 de la 5 figure 6 est droit, perpendiculaire aux faces de la lame et la rainure est de section constante, d'une largeur uniforme d'une face à l'autre de la lame et donc dans le cas de la variante de la figure 7, on voit au contraire que la largeur de la rainure va en s'évasant de la face d'attaque 44 à la face opposée 48. Enfin, une largeur uniforme se 1o retrouve pour la rainure 45 de la figure 8 mais cette fois, le profil longitudinal est en arc de cercle, centré sur l'axe de rotation de l'outil. Suivant un autre perfectionnement que l'on n'a pas cherché à faire ressortir sur les figures, les rainures 4 sont différemment 15 réparties suivant l'endroit o elles se trouvent sur la tranche de la lame. En particulier, il est avantageux qu'elles soient réparties de manière plus serrée, là o l'arête de coupe est en courbe, donc sur le bord de l'embout d'électrode à roder, tandis qu'elles peuvent être à des intervalles plus espacés quand on se rapproche de la partie 20 centrale de l'outil, l'extrémité de l'embout d'électrode étant là supposée plate. Cette particularité vient s'ajouter au fait qu'entre les deux arêtes des deux moitiés de la lame sur la même face frontale de l'outil, les rainures sont disposées de manière non symétrique par 25 rapport à l'axe de rotation de l'outil. Elles sont par exemple à des distances de l'axe se trouvant sur l'une des arêtes en quinconce par rapport à celles de l'autre. On assure ainsi que les effets ne se cumulent pas sur la surface usinée. Au contraire, tout bourrelet résultant d'une lacune de l'arête de coupe du fait des rainures de la 30 première arête se trouve détruit par la seconde arête à chaque tour de rotation. La description qui précède explique clairement comment l'invention permet d'atteindre les objectifs qu'elle s'est fixés. En particulier, l'outil permet non seulement de roder efficacement les extrémités des embouts d'électrode, mais également de roder plus d'embouts d'électrode à temps égal que les outils existants. Il ressort néanmoins de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en oeuvre qui ont été spécifiquement décrits et représentés sur les figures. En particulier, le corps de l'outil selon l'invention pourrait être un corps plein dans lequel serait ménagée une cavité borgne d'évacuation radiale des copeaux. On notera toutefois que la forme de réalisation à corps creux ménageant des cavités d'évacuation io axiale des copeaux (chacune en regard de la face d'attaque de la lame pour l'arête tranchante correspondante, donc de part et d'autre de la lame sur ses faces longitudinales opposées) a l'intérêt de permettre, comme il a été décrit, de combiner l'effet de fractionnement des copeaux en formation avec celui d'une arête dite 15 de coupe positive, présentant une face d'attaque concave, creusée d'un évidement longeant l'arête de coupe et s'ouvrant dans ladite cavité. D'autre part, on s'est intéressé ci-dessus à des modes de réalisation rendant plus avantageux de prévoir les faces d'attaque et 20 arêtes de coupe sur la même face de la lame quand elles se trouvent d'un même côté de l'axe de rotation, avec l'une des arêtes agissant en face frontale supérieure de l'outil, l'autre en face frontale inférieure. C'est ainsi que l'on voit sur les figures 3 et 4 représentées en pointillés les gorges d'enroulement des copeaux 25 associées aux arêtes de coupes situées sur l'autre face de la lame et l'une sur sa tranche supérieure et l'autre sur sa tranche inférieure. Dans d'autres formes de réalisation, les conditions de chaque application particulière pourrait rendre préférable d'utiliser une autre dispotition tête-bêche entre les tranches supérieures et 30 inférieures de la lame. Enfin, on aura observé sur la figure 3 une encoche 34 qui est destinée au montage de la lame dans le corps d'outil 1 par fixation à travers le trou 35 apparaissant sur la figure 2, percé radialement dans le pourtour cylindrique du corps d'outil. Mais 35 d'autres modes de montage pourraient aussi bien être utilisés. REVENDICATIONS 1. Outil de rodage par extraction de copeaux, destiné notamment au rodage d'embouts d'électrode, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une arête de coupe (31) formée sur la 5 tranche d'une lame (3) en face frontale d'un corps (1) à axe de rotation, suivant un rayon de celui-ci, ladite arête de coupe étant active en extraction de copeaux lors de la rotation dudit corps (1), en ce qu'il est ménagé dans ledit corps (1) au moins une cavité (2) de réception et/ou d'évacuation des copeaux créés au 10 voisinage de ladite arête en fonctionnement, et en ce qu'il comporte en outre des moyens agissant en fractionnement desdits copeaux au cours de leur formation. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fractionnement des copeaux consistent en une 15 ou plusieurs lacunes de l'effet tranchant de ladite arête. 3. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fractionnement sont situés sur ladite lame (3). 4. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de fractionnement consistent essentiellement en 20 une ou, de préférence, plusieurs lacunes de coupe réalisées sous la forme de rainures (4) creusées dans la matière de ladite lame (3) en travers de ladite arête de coupe (31). 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins deux arêtes tranchantes sur une même face 25 frontale dudit corps d'outil, lesdites arêtes tranchantes étant réalisées symétriques par rotation autour de l'axe de l'outil, et en ce que lesdites rainures (4) sont ménagées de manière non symétrique en travers de chacune dites arêtes respectivement, notamment à des distances différentes de l'axe de rotation de l'outil d'une arête à l'autre. 6. Outil selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que ladite rainure (4) présente, en section droite, un profil s'évasant vers l'extérieur. 7. Outil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite rainure (4) présente un profil longitudinal en arc de cercle centré sur l'axe de rotation dudit corps (1) de l'outil. 8. Outil selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite rainure (4) présente un profil longitudinal allant en s'évasant de la face d'attaque de ladite lame présentant ladit arête à sa face opposée. 9. Outil selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, 15 caractérisé en ce que, sur chacune de deux faces frontales opposée, lesdites deux arêtes (31) sur une même face frontale sont situées sur une même lame (3) disposée suivant un diamètre du corps d'outil et prenant appui sur des portées planes de secteurs pleins dudit corps d'outil séparant deux secteurs creux 20 formant deux cavités (2) de réception et d'évacuation axiale des copeaux, chacune en regard de la face d'attaque de la lame pour l'arête tranchante correspondante. 10. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite lame (3) présente, le 25 long de ladite arête (31), une face d'attaque concave, creusée d'un évidement (32) longeant l'arête de coupe et s'ouvrant dans ladite cavité (2), celle- ci étant une cavité de réception et d'évacuation axiale des copeaux.