Brevet FR2952844A1 — publié le 20110527

EBAVURAGE D'UNE PIECE USINEE [0001] L'invention concerne la fabrication de pièces mécaniques incluant des phases d'usinage, et en particulier l'ébavurage de la pièce mécanique après de 5 telles phases d'usinage. [0002] L'usinage d'une pièce mécanique est généralement réalisé dans un centre d'usinage numérique au moyen d'un outil tournant, tel qu'une fraise ou un outil de coupe. L'utilisation d'outils tournants génère un certain nombre de bavures lorsque l'outil quitte la pièce. Les bavures restent fixées à la pièce et peuvent avoir un certain 10 nombre de conséquences néfastes. Une bavure se détachant de la pièce usinée lors de son montage ou de son utilisation peut induire des problèmes de qualité par un dysfonctionnement du système accueillant la pièce. Une bavure peut également constituer un problème de sécurité, un opérateur pouvant se blesser lors de la manipulation de la pièce. 15 [0003] Une première technique d'ébavurage connue consiste à faire appel à des opérateurs munis de limes. Un opérateur utilise sa lime à main pour arrondir les arêtes et angles vifs de la pièce, ainsi que pour casser ses bavures résiduelles. L'utilisation d'une lime par rapport à des meuleuses haute vitesse est favorisée car elle limite les risques de projection et donc de blessures pour les yeux de l'opérateur 20 même en présence de lunettes. [0004] Pour des lignes de fabrication présentant des cadences importantes, par exemple pour l'assemblage de moteurs à combustion interne, une telle technique d'ébavurage implique un nombre d'opérateurs trop important induisant des coûts de production trop élevés. De plus, une telle opération s'avère particulièrement 25 fastidieuse et soumise à une cadence importante. Par ailleurs, une telle technique peut induire des problèmes de qualité, l'opérateur pouvant involontairement oublier certaines bavures ou altérer accidentellement les surfaces d'usinage par un choc avec sa lime. [0005] Une deuxième technique d'ébavurage connue consiste à monter un 30 outil d'ébavurage sur la machine-outil venant de générer la surface usinée. L'outil d'ébavurage comprend une brosse munie de longs poils. La brosse est entraînée à rotation par la broche de la machine-outil. La brosse est appliquée selon une avance contraire à l'avance de l'outil ayant généré les bavures, afin de favoriser leur retrait. [0006] Un ébavurage adéquat de la pièce nécessite généralement deux passes de la brosse d'ébavurage. En pratique, l'ébavurage présente un temps de cycle non négligeable par rapport au temps de cycle d'usinage de la pièce. Le brossage réduit ainsi en pratique la capacité de production de la machine-outil qui ne peut procéder à l'usinage d'une nouvelle pièce avant d'avoir terminé le brossage de la pièce précédente. De plus, un tel ébavurage présente une efficacité relativement mauvaise et présente un coût non négligeable du fait de la détérioration rapide des brosses et de leur nécessaire remplacement. L'utilisation de brosses sur des pièces usinées de grande dimension nécessite des brosses de grand diamètre, nécessitant également d'importants dégagements à l'intérieur de la machine-outil pour réaliser l'ébavurage, et des broches présentant un dimensionnement approprié. [0007] L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients. L'invention porte ainsi sur un outil d'ébavurage d'une pièce usinée, comprenant un support configuré pour être accouplé à une machine outil ; plusieurs organes d'ébavurage comprenant une première extrémité par laquelle ils sont montés flexibles par rapport au support, une partie intermédiaire présentant une surface de limage, et une deuxième extrémité présentant une rugosité très inférieure à celle de la surface de limage. [0008] Selon une variante, le support comprend un arbre d'accouplement à une broche d'une machine tournante. [0009] Selon une autre variante, les surfaces de limage sont inclinées d'un angle compris entre 10° et 45° par rapport à l'axe de l'arbre d'accouplement lorsque 25 les organes d'ébavurage sont au repos. [0010] Selon encore une variante, lesdits outils d'ébavurage sont répartis selon deux axes perpendiculaires. [0011] Selon encore une autre variante, les organes d'ébavurage comprennent un organe de rappel les sollicitant vers une position au repos lorsqu'ils 30 subissent une flexion par rapport à cette position. [0012] Selon une variante, la partie intermédiaire est rigide. [0013] L'invention porte également sur un procédé d'ébavurage de la bordure d'une surface usinée dans une pièce, comprenant l'application d'un outil d'ébavurage tel que décrit ci-dessus contre la bordure de la surface usinée. [0014] Selon une variante, la surface usinée est une surface plane, et l'outil d'ébavurage est déplacé pour venir en contact avec la surface usinée avec une direction d'avance comprise dans le plan de la surface usinée. [0015] Selon encore une variante, ladite pièce comprend plusieurs surfaces usinées sensiblement coplanaires sur lesquelles l'outil d'ébavurage est appliqué lors 10 d'une passe. [0016] Selon une autre variante, les bavures sont en saillie par rapport à la pièce selon une orientation, et l'outil d'ébavurage est appliqué avec une orientation d'avance opposée à l'orientation des bavures. [0017] Selon encore une autre variante, l'outil d'ébavurage est appliqué 15 simultanément sur la surface usinée de plusieurs pièces. [0018] Selon une variante, la surface de limage d'un organe d'ébavurage est amenée en contact contre la bavure de la surface usinée, l'organe d'ébavurage étant déplacé par rapport à la pièce jusqu'à le fléchir et amener la deuxième extrémité de l'organe d'ébavurage en contact avec la surface usinée. 20 [0019] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : • la figure 1 est une représentation schématique de côté d'un outil d'ébavurage selon un mode de réalisation de l'invention ; 25 • la figure 2 est une vue de côté d'un organe d'ébavurage accostant une bavure ; • la figure 3 est une vue de côté de l'outil d'ébavurage la figure 1 au début d'une opération d'ébavurage d'une pièce usinée ; • les figures 4 à 7 représentent schématiquement différentes phases de l'ébavurage de la pièce usinée ; • la figure 8 est une vue de dessus illustrant l'avance d'un outil selon un procédé d'ébavurage ; • la figure 9 est une vue de dessus illustrant l'avance d'un outil selon une variante de procédé d'ébavurage ; • la figure 10 est une vue de dessus illustrant l'avance d'un autre mode de 10 réalisation d'outil durant un procédé d'ébavurage. [0020] L'invention propose un outil d'ébavurage de pièces usinées. Cet outil comprend un support configuré pour être accouplé à une machine-outil, typiquement la machine outil ayant réalisé l'usinage de la pièce. L'outil d'ébavurage comprend également plusieurs organes d'ébavurage. Un organe d'ébavurage comprend une 15 première extrémité par laquelle il est monté flexible par rapport au support, une partie intermédiaire munie d'une surface de limage, et une deuxième extrémité dont la rugosité est très inférieure à celle de la surface de limage. [0021] Un tel outil d'ébavurage permet de réaliser un ébavurage d'une pièce usinée en un temps réduit du fait de la multiplicité des organes d'ébavurage. De plus, 20 un tel organe d'ébavurage réalise l'ébavurage selon un mouvement d'avance particulièrement simple, permettant de réaliser l'ébavurage sur des machines-outils de plus petites dimensions. De plus, l'ébavurage peut être réalisé sans risquer d'abîmer les surfaces usinées, la deuxième extrémité d'un organe d'ébavurage étant plaquée en contact contre une surface usinée lorsque cet organe d'ébavurage 25 interfère avec la pièce usinée. [0022] La figure 1 est une représentation schématique de côté d'un exemple d'outil d'ébavurage 1. L'outil 1 comprend un support 4. Un arbre d'accouplement 3 s'étend depuis une première face du support 4. Cet arbre 3 est adapté pour être accouplé à la broche d'une machine-outil, telle qu'une fraiseuse. Des organes d'ébavurage 2 s'étendent depuis une deuxième face du support 4. Le support 4 présente avantageusement des première et deuxième faces parallèles, sensiblement perpendiculaires à l'axe de l'arbre 3. Le support 4 présente en l'occurrence une forme de parallélépipède. [0023] Un exemple d'organe d'ébavurage 2 est détaillé plus précisément à la figure 2, durant un accostage d'une bavure 52. L'organe d'ébavurage 2 comprend une extrémité supérieure 21 solidaire du support 4. L'extrémité supérieure 21 est en l'occurrence formée d'un arbre. L'organe d'ébavurage 2 comprend une partie intermédiaire 22 fixée sur l'extrémité supérieure 21. Cette partie intermédiaire 22 présente une surface de limage. Cette surface de limage est destinée à retirer les bavures avec lesquelles elle vient en contact. L'organe d'ébavurage 2 comprend en outre une extrémité inférieure libre 23. Cette extrémité inférieure 23 est destinée à guider l'organe d'ébavurage 2 sur une surface usinée 51 après le retrait d'une bavure 52. [0024] Par l'intermédiaire de son extrémité 21, l'organe d'ébavurage 2 est monté flexible par rapport au support 4 autour d'un axe de flexion perpendiculaire à l'axe de l'arbre formé par l'extrémité supérieure 21. [0025] La flèche en traits pleins de la figure 2 illustre le mouvement d'avance de l'outil d'ébavurage 1. Le positionnement en hauteur de l'outil d'ébavurage 1 est réglé de sorte que la surface de limage de la partie intermédiaire 22 accoste la bavure 52 lors de l'avance de l'outil 1. Une partie de la surface de limage et l'extrémité inférieure 23 sont ainsi placées en dessous du niveau de la surface usinée 51. On peut par exemple envisager que l'extrémité inférieure 23 peut être située jusqu'à environ 10 mm sous le niveau de la surface usinée 51. La surface de limage de la partie intermédiaire 22 exerce un effort tel qu'illustré par la flèche en pointillé, détachant la bavure 52 de la pièce usinée 5. L'effort exercé par la surface de limage est contraire à l'effort ayant conduit à la formation de la bavure 52. [0026] Du fait du montage flexible de l'organe d'ébavurage 2 par rapport au support 4, lorsque le mouvement d'avance est poursuivi, le contact entre l'organe d'ébavurage 2 et la pièce usinée 5 fléchit l'organe d'ébavurage 2. La surface de limage et l'extrémité inférieure 23 sont ainsi relevées jusqu'au niveau de la surface usinée 51, de sorte que le mouvement d'avance peut être poursuivi. L'extrémité inférieure 23 de l'organe d'ébavurage 2 est alors en contact avec la surface usinée 51. L'extrémité inférieure 23 présente ainsi une rugosité très faible par rapport à la rugosité de la surface de limage. Cette rugosité sera suffisamment faible pour éviter de détériorer la surface usinée 51 avec l'extrémité inférieure 23 durant l'avance. La partie intermédiaire 22 sera avantageusement rigide pour faciliter le retrait de la bavure 52. [0027] L'organe d'ébavurage 2 est monté flexible par rapport au support 4 par tous moyens appropriés au niveau de son extrémité inférieure 21. On peut par exemple envisager de réaliser l'extrémité 21 sous forme d'arbre flexible par déformation élastique, de fixer cette extrémité de façon pivotante sur le support 4 et d'y adjoindre un ressort de rappel de torsion, d'utiliser des liaisons pneumatiques ou hydrauliques fléchissant au-delà d'un effort prédéfini. Les organes d'ébavurage 2 présentent avantageusement une fonction de rappel vers leur position au repos, permettant d'exercer un effort suffisant sur la bavure 52 pour la retirer, et permettant le retour des organes d'ébavurage 2 vers leur position au repos après avoir été fléchis pour surmonter la surface usinée 51. [0028] La surface de limage peut être réalisée au moyen de dentures ou d'abrasifs, et présente ainsi une rugosité relativement élevée. La rugosité ou la surface de limage sera adaptée au type de matériau à ébavurer. La partie intermédiaire 22 peut être de forme cylindrique et présenter une surface de limage sur toute sa périphérie. La partie intermédiaire 22 peut également être de forme plate. [0029] La surface de limage de la partie intermédiaire 22 est avantageusement inclinée par rapport à l'axe de l'arbre d'accouplement 3. Cette inclinaison est avantageusement comprise entre 10° et 45° lorsque l'organe d'ébavurage est au repos, et préférentiellement comprise entre 15° et 30°. Une telle inclinaison facilite le retrait de la bavure 52 et la flexion de l'extrémité supérieure 21 pour que l'organe d'ébavurage 2 surmonte la pièce usinée 5. Dans l'exemple illustré, l'inclinaison est définie par l'inclinaison selon laquelle l'extrémité supérieure 21 est fixée au support 4. On pourra prévoir que les organes d'ébavurage 2 puissent être fléchis jusqu'à former un angle atteignant 60° par rapport à l'axe de l'arbre d'accouplement 3. [0030] L'embout au niveau de l'extrémité inférieure 23 d'un organe d'ébavurage présente avantageusement une forme facilitant son guidage sur la surface usinée sans risquer de détériorer celle-ci. Ainsi, l'embout présente avantageusement une forme sphérique. L'embout est avantageusement réalisé monobloc avec la partie intermédiaire 22. L'embout et la partie intermédiaire 22 peuvent par exemple être réalisés dans une même pièce d'acier et présenter des rugosités très différentes. [0031] L'extrémité inférieure 23 pourra également comporter un élément tel qu'un ou un patin destinés à entrer en contact avec la surface usinée 51 et à limiter les efforts de frottement avec cette surface usinée 51. [0032] L'outil d'ébavurage 1 comprend avantageusement plusieurs organes d'ébavurage 2 répartis transversalement par rapport à sa direction d'avance. Par un simple mouvement d'avance de l'outil d'ébavurage 1, différentes zones de la pièce usinée 5 pourront ainsi être ébavurées. La direction d'avance de l'outil d'ébavurage 1 sera préférentiellement la direction de flexion préférentielle des organes d'ébavurage 2. L'outil d'ébavurage 1 comprend également avantageusement plusieurs rangées d'organes d'ébavurage 2 répartis selon la direction d'avance, afin d'améliorer la finition de l'ébavurage par des passes successives de différents organes d'ébavurage lors de l'avance de l'outil 1. L'utilisation de différentes rangées permet également d'éviter de devoir réaliser plusieurs passes de l'outil 1 sur la pièce usinée 5 dans la plupart des cas. Les différentes rangées pourront être décalées transversalement les unes par rapport aux autres pour améliorer la qualité de l'ébavurage. [0033] Les figures 4 à 7 représentent différentes étapes d'un procédé d'ébavurage. La pièce usinée 5 subissant l'ébavurage comprend en l'occurrence plusieurs surfaces planes usinées 51 disposées successivement selon la direction d'avance de l'outil d'ébavurage 1. Ces surfaces planes usinées 51 sont sensiblement à la même hauteur. [0034] A la figure 4, le procédé d'ébavurage débute avec le retrait d'une bavure par un premier organe d'ébavurage 2A. Le mouvement d'avance se poursuivant, le premier organe d'ébavurage 2A est fléchi par rapport au support 4. À la figure 5, le mouvement d'avance se poursuit. Le premier organe d'ébavurage 2A poursuit sa flexion et surmonte la pièce usinée 5 de sorte que son extrémité inférieure vient en contact avec la surface usinée 51. À la figure 6, le premier organe d'ébavurage 2A revient à sa position de repos en atteignant un premier alésage de la pièce usinée 5. Le premier organe d'ébavurage 2A retire une autre bavure présente sur la bordure du premier alésage. Un deuxième organe d'ébavurage 2B atteint également la pièce usinée 5 et commence à fléchir. [0035] À la figure 7, le premier organe d'ébavurage 2A retire une bavure au niveau de la deuxième surface usinée. Le deuxième organe d'ébavurage 2B est fléchi et son extrémité inférieure est en contact avec la première surface usinée. Un troisième organe d'ébavurage 2C est dans sa position au repos, logé dans le premier alésage de la pièce usinée 5. Ainsi, en déterminant un mouvement d'avance appropriée, l'outil d'ébavurage 1 pourra parcourir plusieurs surfaces usinées différentes en un temps de cycle relativement réduit. [0036] On pourra également prévoir que le mouvement d'avance horizontal décrit soit combiné avec un déplacement vertical de l'outil d'ébavurage 1 lorsque les 20 surfaces usinées sont disposées à différents niveaux. [0037] La figure 8 représente en vue de dessus une variante d'un procédé d'ébavurage dans lequel l'outil d'ébavurage 1 est appliqué simultanément sur plusieurs pièces usinées 5. La flèche en pointillé illustre le mouvement d'avance de l'outil 1. La seule utilisation d'un mouvement d'avance sans rotation permet le 25 montage d'un outil 1 relativement large dans une machine-outil, afin d'ébavurées simultanément plusieurs pièces et ainsi d'accroître la cadence de fonctionnement de la machine-outil. L'absence de mouvement de rotation de l'outil 1, ou du moins l'absence de rotation à des vitesses importantes permet également de limiter l'usure de l'outil 1. 30 [0038] La figure 9 représente en vue de dessus une variante du procédé d'ébavurage de la figure 8. Dans cette variante, l'outil 1 est déplacé selon un mouvement d'avance, combiné à un mouvement transversal alternatif. Un tel mouvement permet d'améliorer l'ébavurage en appliquant des efforts selon plusieurs axes sur les bavures. [0039] La figure 10 représente en vue de dessus une autre variante de procédé d'ébavurage. Dans cet exemple, l'outil 1 comprend deux supports décalés selon la direction d'avance. Une telle configuration permet de balayer plus rapidement les pièces usinées 5. Selon d'autres variantes, on peut également envisager que l'outil 1 soit pivoté de 180° autour de l'axe de son arbre d'accouplement 3, puis qu'une nouvelle passe soit réalisée sur la pièce usinée 5 en inversant l'orientation de l'avance. [0040] L'outil d'ébavurage 1 est avantageusement mis en oeuvre par la machine-outil ayant réalisé les surfaces d'usinage à ébavurer. L'outil d'ébavurage 1 est ainsi avantageusement stocké dans le magasin d'outils de la machine-outil, afin d'être accouplé à la broche de la machine-outil pour réaliser l'ébavurage en fin de processus d'usinage. La sécurité des opérateurs est ainsi garantie, la pièce usinée ne quittant la machine-outil qu'après avoir été ébavurée, évitant ainsi tout risque de blessures lors de sa manipulation. [0041] Dans les exemples détaillés auparavant, on utilise l'avance de l'outil d'ébavurage 1 par rapport à la pièce usinée 5 pour procéder à l'ébavurage. L'invention s'applique bien entendu également à un procédé d'ébavurage mettant en oeuvre un outil d'ébavurage 1 balayant une pièce usinée 5 mobile. L'outil d'ébavurage 1 peut ainsi être fixé dans un tunnel dans lequel défilent des pièces usinées 5. [0042] L'invention peut être appliquée à toutes pièces mécaniques usinées. Plus particulièrement, l'invention peut être appliquée à des pièces mécaniques de véhicules automobiles telles que des culasses, des carters moteur, des porte arbre à cames, des paliers d'arbre à cames, des carters de boîte de vitesses ou des collecteurs d'échappement. L'invention s'avère particulièrement avantageuse lorsque la pièce présente plusieurs surfaces planes usinées sensiblement coplanaires. REVENDICATIONS1. Outil d'ébavurage (1) d'une pièce usinée (5), caractérisé en ce qu'il comprend un support (4) configuré pour être accouplé à une machine outil ; plusieurs organes d'ébavurage (2) comprenant une première extrémité (21) par laquelle ils sont montés flexibles par rapport au support, une partie intermédiaire (22) présentant une surface de limage, et une deuxième extrémité (23) présentant une rugosité très inférieure à celle de la surface de limage. 2. Outil d'ébavurage (1) selon la revendication 1, dans lequel le support (4) 10 comprend un arbre d'accouplement (3) à une broche d'une machine tournante. 3. Outil d'ébavurage selon la revendication 2, dans lequel les surfaces de limage sont inclinées d'un angle compris entre 10° et 45° par rapport à l'axe de l'arbre d'accouplement (3) lorsque les organes d'ébavurage sont au repos. 4. Outil d'ébavurage sur la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdits outils 15 d'ébavurage sont répartis selon deux axes perpendiculaires. 5. Outil d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les organes d'ébavurage (2) comprennent un organe de rappel les sollicitant vers une position au repos lorsqu'ils subissent une flexion par rapport à cette position. 6. Outil d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans 20 lequel la partie intermédiaire (22) est rigide. 7. Procédé d'ébavurage de la bordure d'une surface usinée (51) dans une pièce (5), comprenant l'application d'un outil d'ébavurage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes contre la bordure de la surface usinée. 8. Procédé d'ébavurage selon la revendication 7, dans lequel la surface usinée est 25 une surface plane, et dans lequel l'outil d'ébavurage est déplacé pour venir en contact avec la surface usinée (51) avec une direction d'avance comprise dans le plan de la surface usinée. 9. Procédé d'ébavurage selon la revendication 8, dans lequel ladite pièce (5) comprend plusieurs surfaces usinées (51) sensiblement coplanaires sur lesquelles l'outil d'ébavurage (1) est appliqué lors d'une passe. 10. Procédé d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel les bavures (52) sont en saillie par rapport à la pièce selon une orientation, et dans lequel l'outil d'ébavurage est appliqué avec une orientation d'avance opposée à l'orientation des bavures. 11. Procédé d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, dans lequel l'outil d'ébavurage (1) est appliqué simultanément sur la surface usinée de plusieurs pièces. 12. Procédé d'ébavurage selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, dans lequel la surface de limage d'un organe d'ébavurage (2) est amenée en contact contre la bavure de la surface usinée (51), l'organe d'ébavurage étant déplacé par rapport à la pièce jusqu'à le fléchir et amener la deuxième extrémité (23) de l'organe d'ébavurage (2) en contact avec la surface usinée.