Brevet FR2892650A1 — publié le 20070504

La présente invention concerne les outils d'usinage rotatifs, et en particulier les outils en forme de disque pour la finition par fraisage de pièces réalisées en matériaux divers : bois, aggloméré, métal ... etc. L'usinage de certains matériaux, génère des quantités importantes de poussières et de copeaux que l'on cherche à capter pour garantir une bonne qualité d'usinage, réduire l'usure des outils et limiter la salissure des machines-outils ainsi que des locaux. Pour cela, la plupart des machines-outils d'usinage connues à ce jour sont équipées de dispositifs de captage par aspiration des copeaux et des poussières. La conception de ces dispositifs de captage est conditionnée par le type d'outil d'usinage équipant la machine-outil et par les caractéristiques d'émission des particules (selon leur direction et amplitude de leur mouvement notamment). Cependant, les dispositifs de captage actuels n'assurent pas une collecte optimale des particules générées par l'usinage, en particulier dans le cadre des outils d'usinage rotatifs en forme général de disque employés pour le fraisage de pièces en bois, en matériaux agglomérés ou en métal. Pour remédier à cet inconvénient, la demanderesse a développé une nouvelle structure de disque d'usinage, qui permet d'optimiser la prise en charge des poussières et des copeaux par le dispositif de captage équipant la machine-outil associée. L'objectif de cette invention est de générer par rotation de l'outil une dépression d'air permettant d'évacuer les copeaux ou poussières de la zone de travail. L'outil d'usinage en question est du type constitué d'un corps en forme générale de disque délimité par deux faces annulaires, l'une avant et l'autre arrière, ce corps d'outil comportant : - une couronne centrale permettant son montage sur l'arbre d'entraînement rotatif d'une machine-outil adaptée, - un voile annulaire disposé dans le prolongement de ladite couronne et - une pluralité d'organes de coupe répartis sur sa bordure périphérique. Selon l'invention, le voile annulaire de ce corps d'outil est muni d'une pluralité d'orifices traversants, adaptés pour générer, lors de sa mise en rotation, un flux d'air circulant depuis ladite face avant vers ladite face arrière, cela au travers desdits orifices traversants, ledit flux d'air étant apte à entrainer au moins une partie des poussières et/ou copeaux générés lors de l'usinage, en particulier vers des dispositifs de captage associés. Pour créer le flux d'air correspondant, la bordure arrière des orifices traversants, tenant compte du sens de rotation destiné à être appliqué à l'outil, est avantageusement inclinée de l'aval vers l'amont selon une pente décroissante partant de la face avant du corps d'outil. Dans ce cas, l'axe ou le plan central de chacun des orifices traversants s'étend avantageusement en biais par rapport à l'axe central de l'outil ; ils forment l'un par rapport à l'autre, avantageusement, un angle a compris entre 10 et 45 (de préférence de l'ordre de 25 ). Selon une forme de réalisation intéressante, les orifices traversants ont une forme générale allongée et ils s'étendent sur pratiquement toute la largeur du voile annulaire du corps d'outil. Selon une autre caractéristique, chaque orifice traversant présente une forme allongée avec un axe médian longitudinal s'étendant entre ses extrémités extérieure et intérieure, ledit axe longitudinal formant un angle ≈avec le rayon passant par ladite extrémité extérieure, l'extrémité intérieure dudit orifice se situant alors du côté amont du rayon en question, tenant compte du sens de rotation destiné à être appliqué à l'outil (l'angle ≈en question est avantageusement au maximum de 45 ). Dans une forme de réalisation préférée, les orifices allongés comportent deux bordures longitudinales rectilignes. Encore selon une autre particularité intéressante pour la création du flux d'air recherché, les orifices traversants ont chacun une bordure arrière, tenant compte du sens de rotation destiné à être appliqué à l'outil, qui est plus épaisse que leur bordure avant ; cette épaisseur de bordure arrière est avantageusement obtenue par un bossage ménagé sur la face avant de l'outil. De préférence, l'outil d'usinage comporte entre deux et six orifices traversants régulièrement répartis autour de son axe central. Selon une caractéristique de réalisation supplémentaire, la bordure périphérique du corps d'outil, muni des organes de coupe, remonte du côté de la face avant dudit corps d'outil, ladite face avant présentant alors une forme générale concave. L'invention sera encore illustrée, sans être aucunement limitée, par la description suivante d'une forme de réalisation particulière, donnée uniquement à titre indicatif, et représentée sur les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue générale, en perspective, montrant schématiquement une machine-outil qui est équipée d'un outil d'usinage rotatif selon l'invention ; - la figure 2 montre l'outil d'usinage de la figure 1, vu en perspective et découpé selon un plan axial ; - la figure 3 est une vue de dessus de l'outil d'usinage représenté sur les figures 1 et 2, - la figure 4 est une vue en coupe partielle selon le plan IV-IV de la figure 3, montrant l'orientation des orifices traversants de l'outil d'usinage. Sur la figure 1, l'outil d'usinage 1 selon l'invention, en forme générale de disque, est monté sur une machine-outil 2 représentée schématiquement pour simplifier sa description. La machine-outil 2 en question comprend principalement un organe moteur 3 entraînant en rotation un arbre central ; cet arbre moteur est associé à un manchon hydraulique 5 sur lequel l'outil d'usinage 1 est fixé au moyen de vis (non représentées). Une rondelle 6 est prévue pour noyer les têtes des vis précitées et venant se fixer dans le manchon hydraulique 5 afin d'obtenir un ensemble solidaire. Cette machine-outil 2 comporte, en outre, des dispositifs (non représentés) de captage par aspiration des copeaux et poussières générés lors de l'usinage. De manière classique, l'ensemble peut être placé à l'intérieur d'un capotage de cloisonnement. La machine-outil 2 assure la mise en rotation de l'outil d'usinage 1 autour d'un axe 8. Le sens de rotation appliqué à cet outil 1 est symbolisé par la flèche repérée 9 sur la figure 1. La pièce à usiner 10, en l'occurrence une lame de bois ou de composite bois/liant , chemine tangentiellement par rapport à l'outil d'usinage 1 pour subir ici une opération de fraisage sur l'une de ses bordures longitudinales. La structure particulière de l'outil d'usinage 1 est détaillée ci-après en relation avec les figures 2 à 4. Comme on peut le voir sur ces figures, cet outil d'usinage 1 se présente sous la forme générale d'un disque d'axe central 11. Le corps d'outil correspondant comprend : - une couronne centrale 12, adaptée pour être associée au manchon hydraulique 5 (et à la rondelle 6) pour son montage sur l'arbre rotatif de la machine-outil 2, - un voile annulaire 13 disposé dans le prolongement de ladite couronne 12 et - une pluralité d'organes de coupe 14, régulièrement répartis sur la bordure périphérique dudit voile annulaire 13. Les organes de coupe 14 sont conformés pour favoriser la projection des copeaux et des poussières vers l'intérieur (ou autrement dit de manière centripète). Le corps d'outil 1 comporte deux faces annulaires, l'une avant 15 de dessus et l'autre arrière 16 de dessous. Comme on peut le voir sur la figure 2, les organes de coupe 14 sont disposés du côté de la face avant 15 du corps d'outil. On observe encore que la bordure périphérique du voile annulaire 13, munie des organes de coupe 14, est légèrement recourbée vers le haut, de sorte que la face avant 15 présente une forme générale concave. En outre, le corps d'outil 1 est muni d'une pluralité d'orifices traversants 17, régulièrement répartis autour de son axe central 11, adaptés, lorsqu'il est entraîné en rotation, pour produire un flux d'air favorisant l'évacuation des copeaux et des poussières générés tout au long de l'usinage de la pièce 10 ; ce flux d'air vise en particulier à favoriser le guidage de ces copeaux et poussières en direction des dispositifs de captage de la machine-outil 2. Dans le mode de réalisation illustré, ces orifices 17 sont au nombre de cinq. La conformation des orifices traversants 17 est détaillée ci-dessous en relation avec les figures 3 et 4. Sur la figure 3, on peut voir que les orifices 17 sont ménagés dans le voile annulaire 13, et qu'ils s'étendent sur pratiquement toute la distance séparant la couronne centrale 12 et la bordure périphérique munie des organes de coupe 14. Chacun des orifices traversants 17 présente une forme allongée, en l'occurrence de type oblongue, comportant un axe longitudinal 19 passant par ses extrémités opposées intérieure et extérieure. Plus précisément, chaque orifice 17 est délimité par deux bordures rectilignes 20 et 21 parallèles entre elles, qui sont reliées par deux bordures en arc de cercle, l'une intérieure 22 et l'autre extérieure 23. Pour simplifier la description, et tenant compte du sens de rotation 9 appliqué à l'outil 1, la bordure rectiligne aval 20 est dite avant et la bordure rectiligne amont 21 est dite arrière . Sur la figure 4, on observe que les bordures avant 20 et arrière 21 de chaque orifice 17 sont inclinées de l'aval vers l'amont, tenant compte du sens de rotation 9 appliqué à l'outil d'usinage 1, selon une pente décroissante partant de la face avant 15. En outre, le plan central 17' de chaque orifice traversant 17, parallèle à ces bordures avant 20 et arrière 21, s'étend en biais par rapport à l'axe 11 du corps d'outil, et cela selon un angle a de l'ordre de 25 ; plus généralement, cet angle a peut être compris entre 10 et 45 Toujours sur la figure 4, on remarque que la bordure arrière 21 des orifices 17 est plus épaisse que la bordure avant 20. A cet effet, un bossage 25 est ménagé sur toute la longueur de cette bordure arrière 21, cela sur la face avant 15 de l'outil 1 (figures 3 et 4). Sur la figure 3, on observe encore que chaque orifice 17 est orienté en biais par rapport aux rayons de l'outil d'usinage 1, ceci de sorte que son extrémité intérieure 22' se situe en amont du rayon 26 passant par l'extrémité extérieure 23', tenant compte du sens de rotation 9 de l'outil. Plus précisément, l'axe longitudinal 19 de chaque orifice 17 forme un angle g avec le rayon 26 précité ; l'angle g en question est ici de l'ordre de 15 . En utilisation, la rotation de l'outil 1 dans le sens de la flèche 9 génère un flux d'air 27 (figures 1, 2 et 4) circulant de la face avant 15 vers la face arrière 16, cela au travers des orifices 17. Ce flux d'air 27, créé par la présence des orifices 17, favorise l'orientation des copeaux et poussières produits par l'opération de fraisage en direction des dispositifs de captage de l'installation. La forme générale des orifices 17, leur orientation, et la bordure arrière 21 munie du bossage 25, permettent la création et l'optimisation des caractéristiques de ce flux d'air. II est à noter que la face avant concave 15 de l'outil 1, conférant à celui-ci une forme générale de cuvette, permet de créer une zone neutre du côté de ladite face avant 15, limitant les perturbations ou turbulences au-dessus des orifices 17 ; cette particularité structurelle optimise encore la qualité du flux d'air 27. Dans une variante de réalisation, la bordure arrière 21 et/ou la bordure avant 20 des orifices 17 pourront ne pas être rectilignes ; par exemple, elles pourront avoir une forme générale rayonnée (arc de cercle) ou en section d'ellipse. REVENDICATIONS - 1.- Outil d'usinage rotatif, en particulier de type outil de fraisage, constitué d'un corps (1) en forme générale de disque d'axe central (11) délimité par deux faces annulaires, l'une avant (15) et l'autre arrière (16), lequel corps d'outil (1) comporte - une couronne centrale (12) permettant son montage sur l'arbre d'entraînement rotatif d'une machine-outil (2) adaptée, - un voile annulaire (13) disposé dans le prolongement de ladite couronne centrale (12), et - une pluralité d'organes de coupe (14) répartis sur la bordure périphérique dudit voile annulaire (13), caractérisé en ce que ledit voile annulaire (13) est muni d'une pluralité d'orifices traversants (17) adaptés pour générer, lors de la mise en rotation dudit outil d'usinage (1), un flux d'air (27) circulant depuis ladite face avant (15) vers ladite face arrière (16), cela au travers desdits orifices traversants (17), ledit flux d'air (27) étant apte à entraîner au moins une partie des poussières et/ou copeaux générés lors de l'usinage, en particulier vers des organes de captage équipant ladite machine-outil (2). 2.- Outil d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque orifice traversant (17) comporte au moins une bordure arrière (21), tenant compte du sens de rotation (9) destiné à être appliqué à l'outil (1), qui est inclinée de l'aval vers l'amont selon une pente décroissante partant de la face avant (15). 3.- Outil d'usinage selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'axe ou le plan central (17') de chacun des orifices traversants (17) s'étend en biais, entre les faces avant (15) et arrière (16) par rapport à l'axe central (11). 4.- Outil d'usinage selon la revendication 3, caractérisé en ce que les orifices traversants (17) ont un axe ou plan central (17') formant un angle a compris entre 10 et 45 par rapport à l'axe central (11). 5.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les orifices traversants (17) ont une forme générale allongée, s'étendant sur pratiquement toute la largeur du voile annulaire (13). 6.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque orifice traversant (17) présente une forme allongée avec un axe longitudinal (19) s'étendant entre ses extrémités extérieure (23') et intérieure (22'), ledit axe longitudinal (19) formant un angle avec le rayon (26) passant par ladite extrémité extérieure (23'), et ladite extrémité intérieure (22') se situant du côté amont dudit rayon (26) tenant compte du sens de rotation (9) destiné à être appliqué à l'outil (1). 7.- Outil d'usinage selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe longitudinal (19) de chaque orifice (17) et le rayon (26) passant par son extrémité extérieure (23') forment ensemble un angle allant jusqu'à 45 . 8.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que chaque orifice (17) comporte deux bordures rectilignes longitudinales (20, 21) 9.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les orifices traversants (17) ont chacun une bordure arrière (21), tenant compte du sens de rotation (9) destiné à être appliqué à l'outil (1), qui est plus épaisse que leur bordure avant (20), l'épaisseur de ladite bordure arrière (21) étant obtenue par un bossage (25) ménagé sur la face avant (15) du voile annulaire (13). 10.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte entre deux et six orifices traversants (17), régulièrement répartis autour de l'axe central (11). 11.- Outil d'usinage selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que sa bordure périphérique, munie des organes de coupe (14) remonte du côté de la face avant (15), ladite face avant (15) présentant alors une forme générale concave.