Brevet FR2975934A1 — publié le 20121207

La présente invention concerne une machine d'usinage comportant un outil de coupe qui comprend une tête apte à pivoter autour d'un axe de rotation A et dont la surface latérale présente des grains abrasifs, un système d'arrosage comprenant au moins une buse projetant un liquide sur ladite surface latérale par un orifice de sortie, cet orifice de sortie étant dirigé vers un point d'impact M de cette surface latérale de telle sorte que le liquide projeté par cet orifice de sortie impacte cette surface latérale sur une région d'impact entourant le point d'impact M. On connait une machine d'usinage 100 qui comprend un châssis 105 et un outil de coupe 110 qui comprend une tête 120. L'outil 110 et la tête 120 pivotent sur eux-mêmes par rapport à ce châssis 105 autour d'un axe de rotation A qui est leur axe de révolution, comme représenté en figure 4. La surface 125 de cette tête 120 est munie de grains abrasifs, et sert à usiner une pièce 190. Pour permettre une lubrification de cette surface de coupe (surface 125) et son refroidissement, il est nécessaire d'arroser cette surface de coupe avec un liquide. Cet arrosage permet également de désencrasser cette surface de coupe. Dans ce but, un système d'arrosage 140 est inclus à la machine d'usinage 100. Le système d'arrosage 140 comprend une ou plusieurs buses 145 dont l'orifice de sortie du liquide est dirigé vers la surface 125 de telle sorte que cette surface est arrosée durant l'usinage. Le système d'arrosage 140 et les buses 145 sont montées sur le châssis 105 de la machine d'usinage 100 et sont fixes par rapport à ce châssis 105. Cette configuration présente des inconvénients : les buses doivent se situer à une distance importante de la surface de coupe 125, pour éviter les problèmes de collisions entre les buses 145 et la pièce 190. En effet, la position des buses 145 restreint les mouvements de l'outil de coupe 110 car pour certaines positions de cet outil de coupe 110 par rapport à la pièce 190 qui est destinée à être usinée, les buses 145 entrent en contact avec cette pièce 190. En conséquence, l'usinage de certaines régions de la pièce 190 est impossible car ces régions sont situées hors d'atteinte de la tête 120. Par exemple, sur la figure 4, la machine d'usinage 100 est apte à usiner n'importe qu'elle région de la première face latérale 191 de la pièce 190, mais il ne lui est pas possible d'usiner la deuxième face latérale 192 (adjacente à la première face latérale 191) de la pièce 190 en dessous du plan P car une des buses 145 entre alors en contact avec la face supérieure 193 de la pièce 190 (voir la position en pointillé de la machine d'usinage 100 au moment d'un tel contact). En outre, les buses 145 se trouvent loin de la surface 125 et sont donc moins apte à la lubrifier et à la refroidir correctement. Pour usiner ces régions, il sera nécessaire de bouger la pièce pour la placer dans une position appropriée. Cependant, un tel déplacement de la pièce est indésirable car d'une part il allonge le processus d'usinage, d'autre part il nécessite un recalibrage du positionnement de la pièce afin que les cotes d'usinage soient respectées. Un tel recalibrage est fastidieux et est source d'erreurs. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. L'invention vise à proposer une machine d'usinage dont la tête soit mouillée par le fluide projeté par le système d'arrosage et soit apte à atteindre et usiner le plus de régions d'une pièce à usiner que possible. Ce but est atteint grâce au fait que la machine d'usinage comporte en outre un mécanisme de commande du système d'arrosage qui est apte à déplacer la ou les buses par rapport à la tête de telle sorte que, lorsque la machine d'usinage usine la surface d'une pièce, la ou les buses est toujours située à une distance non-nulle de la pièce. Grâce à ces dispositions, la machine d'usinage peut usiner n'importe quelle région de chacune des faces libres d'une pièce sans que le système d'arrosage entre en contact avec cette pièce, tout en faisant en sorte que la tête soit continuellement arrosée. L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux, à la lecture de la description détaillée qui suit, d'un mode de réalisation représenté à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine d'usinage selon l'invention, la figure 2 est une vue en perspective d'une machine d'usinage selon une variante de l'invention, la figure 3 est une vue en perspective d'une machine d'usinage selon une variante de l'invention dans le cas où la tête d'usinage est conique, la figure 4, déjà décrite, est une vue en perspective d'une machine 5 d'usinage selon l'art antérieur. La figure 1 est une vue en perspective d'une machine d'usinage 1 selon l'invention. La machine d'usinage 1 qui comprend un châssis 5 et un outil de coupe 10 qui comprend une tête 20. L'outil de coupe 10 (et la tête 20) pivote sur 10 lui-même par rapport à ce châssis 5 autour d'un axe de rotation A qui est son axe de révolution. La surface 25 de cette tête 20 est munie de grains abrasifs, par exemple des diamants, et sert à usiner une pièce 90. Pour permettre une lubrification de cette surface de coupe (surface 25) son refroidissement et son désencrassement, un système d'arrosage 15 40 est inclus à la machine d'usinage 100. Le système d'arrosage 40 comprend une buse 45 dont l'orifice de sortie du liquide est dirigé vers la surface 25 de telle sorte que cette surface est arrosée durant l'usinage. Dans la description ci-dessous on considère que la surface 25 est la surface latérale de la tête 20. La surface 25 peut également être toute 20 autre surface de la tête 20, par exemple sa surface distale (située dans un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal A). Selon l'invention, la machine d'usinage 1 comprend un mécanisme de commande 50 qui est apte à commander la position du système d'arrosage 40 de telle sorte que la buse 45, et plus généralement toute 25 partie du système d'arrosage 40, est toujours située à une distance non-nulle de la pièce 90. Le système d'arrosage 40 comprend également un réservoir (non-représenté) rempli de fluide et un raccord (non-représenté) qui amène ce fluide du réservoir à la buse 45. Si ce réservoir reste à une position fixe 30 tandis que la machine d'usinage 1 se déplace lorsqu'elle usine la pièce 90, alors ce raccord est flexible de façon à accommoder les déplacements de la machine d'usinage 1. Alternativement, ce réservoir peut être solidaire de la machine d'usinage 1 de telle sorte qu'il se déplace avec elle. Par exemple, la buse 45 (et éventuellement les parties du système 35 d'arrosage 40 qui dépassent du châssis 5) est montée sur un plateau rotatif 55 autour de l'axe de rotation A qui fait partie du mécanisme de commande 50 et dont la rotation est commandée par ce mécanisme de commande 50. La buse 45 (et éventuellement les parties du système d'arrosage 40 qui dépassent du châssis 5) est munie d'un capteur 59 de telle sorte que lors du déplacement de la machine d'usinage 1 autour de la pièce 90 qui est usinée par la machine d'usinage 1, le mécanisme de commande 50 fait pivoter le plateau rotatif 55 pour éloigner la buse 45 de la surface de la pièce 90 si le capteur 59 indique que la buse 45 est trop proche de la surface de la pièce 90 (par exemple la buse 45 est située à une distance inférieure à une distance seuil non-nulle prédéterminée). Un tel mécanisme de commande 50 comprenant le plateau rotatif 55, le capteur 59, un moteur rotatif 57 pour faire pivoter ce plateau 55, et une unité centrale 58 pour traiter les signaux provenant du capteur de proximité 59 et les transmettre au moteur rotatif, fonctionne selon des principes connus et son fonctionnement n'est pas explicité plus avant ici. L'orientation de la buse 45 est pilotée par l'unité centrale qui pilote également les mouvements de la machine par rapport à la pièce à usiner (ou qui est connectée à une unité centrale qui pilote ces mouvements), et dont la programmation permet d'éviter toute collision entre la buse 45 et la pièce 90. Par exemple, ce capteur 59 est un capteur de proximité. Ainsi, selon l'invention, la machine d'usinage 1 permet d'éviter un contact entre la buse 45 (et plus généralement le système d'arrosage 40) et une surface de la pièce 90 qui est en train d'être usinée par cette machine d'usinage 1, quelle que soit la position de cette machine d'usinage 1 par rapport à la pièce 90. La machine d'usinage 1 selon l'invention permet ainsi un usinage complet de la pièce 90 sans qu'il soit nécessaire de repositionner cette pièce 90, tout en permettant un arrosage satisfaisant et en continu de la surface de coupe (surface 25) de la tête d'usinage 20. Cette situation est illustrée en figure 1 où la machine d'usinage 1 est apte à usiner la première face latérale 91 et/ou la deuxième face latérale 92 de la pièce 90 sans que la buse 45 entre en contact avec la surface de la pièce 90. Par exemple, la machine d'usinage 1 commence à usiner la première face latérale 91 puis, après avoir passé l'angle de la pièce 90 frontière entre cette première face latérale 91 et la deuxième face latérale 92, la machine d'usinage 1 usine cette deuxième face latérale 92 sans que la buse 45 entre en contact avec cette deuxième face latérale 92 : en effet, le mécanisme de commande 50 a fait pivoter le plateau rotatif 55 et la buse 45 au passage de cet angle de la pièce. La machine d'usinage 1 est alors positionnée par rapport à cette deuxième face latérale 92 comme indiqué en pointillés (son positionnement par rapport à cette deuxième face latérale 92 est identique à son positionnement par rapport à la première face latérale 91 avant de passer cet angle de la pièce). Avantageusement, l'orifice de sortie 451 se situe à une distance du point d'impact M qui est au plus de quelques centimètres. D'après les essais réalisés par les inventeurs, cette distance est avantageusement inférieure à 3 cm. Cette configuration permet de positionner l'orifice de sortie 451 au plus près du point d'impact M (ce qui n'était pas possible dans la machine d'usinage selon l'art antérieur) et ainsi de mouiller la surface latérale 25 (et/ou une surface de la tête 20) plus efficacement. Par exemple, l'orifice de sortie se situe entre les deux plans perpendiculaires à l'axe de rotation A et délimitant la tête 20. Ainsi, le jet de fluide projeté par l'orifice de sortie percute la surface latérale de la tête de telle sorte qu'il lubrifie et désencrasse cette tête de façon plus efficace. Le fluide sort de l'orifice de sortie 451 avec une certaine pression. Avantageusement cette pression est d'au moins 70 bars. Dans le cas où la tête est cylindrique, l'orifice de sortie 451 de la buse 45 est orienté selon une direction perpendiculaire à l'axe de rotation A. Ceci signifie que la direction vers laquelle pointe l'orifice de sortie 451 (c'est-à-dire la direction de projection du fluide projeté par la buse 45 en sortie de l'orifice de sortie 451) est perpendiculaire à l'axe de rotation A. Cette direction s'étend donc dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation A. L'orifice de sortie 451 est ainsi dirigé vers le point d'impact M qui est sensiblement au centre de la région d'impact où le fluide projeté par l'orifice de sortie 451 impacte la surface latérale 25 de la tête 20. Comme représenté sur la figure 1 dans le cas d'une tête cylindrique, la direction d'impact est selon l'axe radial B au point d'impact M, c'est-à-dire selon l'axe passant par le point d'impact M et coupant l'axe de rotation A. Ainsi, l'axe radial B est perpendiculaire au plan tangent à la surface latérale 25 au point d'impact M. L'orifice de sortie 451 est situé sur l'axe radial B, et dirigé selon l'axe radial B vers le point d'impact M. L'angle d'inclinaison (3 de la direction de l'orifice de sortie avec l'axe radial B perpendiculaire à l'axe de rotation A et passant par le point d'impact M est dans ce cas égal à 0°. La direction de l'orifice de sortie 451 se situe dans le plan perpendiculaire à l'axe A et passant par le point d'impact M, de telle sorte que l'angle d'inclinaison [3 est mesuré dans ce plan. Selon une variante de l'invention, cet angle d'inclinaison (3 est supérieur à 0° et inférieur ou égal à 45°. Cette situation est représentée en figure 2, où l'angle d'inclinaison [3 est égal à 45°. Ainsi, le fluide impacte la surface latérale 25 au point d'impact M non pas perpendiculairement (angle (3 = 0°) mais avec un angle [3 non-nul, ce qui permet un mouillage plus efficace de la surface latérale 25. La forme de l'orifice de sortie 451 est telle que la région d'impact s'étend sur toute la hauteur de la tête mesurée selon l'axe de rotation A. Par exemple l'orifice de sortie 451 a la forme d'une fente s'étendant dans sa plus grande dimension parallèlement à l'axe de rotation A. Cette forme permet à la buse 45 de mouiller simultanément toute la hauteur de la surface latérale 25, ce qui est plus efficace. L'invention s'applique également au cas où la tête 20 de l'outil de 25 coupe présente une autre forme, par exemple une forme conique comme représenté en figure 3. Dans ce cas, l'orifice de sortie 451 de la buse 45 est orienté selon une direction située dans un cône C dont les génératrices sont perpendiculaires aux génératrices de la tête conique 20. 30 Cette direction d'orientation de l'orifice de sortie 451 peut être selon l'axe B perpendiculaire à la surface latérale 25 de la tête 20 et passant par le point d'impact M, ou cette direction d'orientation peut faire un angle d'inclinaison f3 compris entre 0° et 45° avec cet axe B. Cette situation est illustrée comme représenté en figure 3 dans le cas 35 d'une tête 20 de forme conique. L'axe d'inclinaison (3 est alors mesuré dans le cône C qui contient à la fois cet axe B et la direction d'orientation de l'orifice de sortie 451. L'angle d'inclinaison 3 est par exemple égal à 0°, et le fluide impacte alors la surface 25 au point d'impact M perpendiculairement à cette 5 surface 25. La forme de l'orifice de sortie 451 peut également être telle que la région d'impact s'étend sur toute la hauteur de la tête mesurée selon l'axe de rotation A. 10 REVENDICATIONS1. Machine d'usinage (1) comportant un outil de coupe (10) qui comprend une tête (20) apte à pivoter autour d'un axe de rotation A et dont la surface (25) présente des grains abrasifs, un système d'arrosage (40) comprenant au moins une buse (45) projetant un liquide sur ladite surface (25) par un orifice de sortie (451), ledit orifice de sortie (451) étant dirigé vers un point d'impact (M) de ladite surface (25) de telle sorte que ledit liquide projeté par ledit orifice de sortie (451) impacte ladite surface (25) sur une région d'impact entourant ledit point d'impact (M), ladite machine d'usinage (1) étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un mécanisme de commande (50) dudit système d'arrosage (40) qui est apte à déplacer ladite au moins une buse (45) par rapport à ladite tête (20) de telle sorte que, lorsque ladite machine d'usinage (1) usine la surface d'une pièce (90), ladite au moins une buse (45) est toujours située à une distance non-nulle de ladite pièce (90). 2. Machine d'usinage (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que ledit mécanisme de commande (50) comprend un capteur (59) qui envoie des signaux audit mécanisme de commande (50) pour éloigner ladite au moins une buse (45) de ladite pièce si la distance entre ladite au moins une buse (45) et ladite pièce est inférieure à une distance seuil non-nulle prédéterminée. 3. Machine d'usinage (1) selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que ledit mécanisme de commande (50) est apte à faire pivoter ladite au moins une buse (45) autour dudit axe de rotation A. 4. Machine d'usinage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que l'orifice de sortie 451 se situe à une distance du point d'impact M qui est au plus de quelques centimètres. 5. Machine d'usinage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que, lorsque ledit point d'impact (M) est situé sur la surface latérale (25) de ladite tête (20), ledit orifice de sortie (451) se situe entre les deux plans perpendiculaires audit axe de rotation A et délimitant cette tête (20). 6. Machine d'usinage (1) selon la revendication 5 caractérisée en ce que ladite tête (20) est cylindrique et ledit orifice de sortie (451) est orienté selon une direction perpendiculaire audit axe de rotation A. 7. Machine d'usinage (1) selon la revendication 5 caractérisée en ce que ladite tête (20) est conique. 8. Machine d'usinage (1) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisée en ce que l'angle d'inclinaison (13) de la direction dudit orifice de sortie (451) avec la direction radiale perpendiculaire à ladite surface latérale (25) et passant par le point d'impact (M) est compris entre 0° et 45°. 9. Machine d'usinage (1) selon la revendication 8 caractérisée en ce que ledit angle d'inclinaison (R) est égal à 0°. 10. Machine d'usinage (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce que la forme dudit orifice de sortie (451) est telle que ladite région d'impact s'étend sur toute la hauteur de ladite tête (20) mesurée selon ledit axe de rotation A. 11. Machine d'usinage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que lesdits grains abrasifs sont des diamants.