Brevet FR2975316A1 — publié le 20121123

OUTIL COUPANT OPTIMISE POUR UN USINAGE AVEC ASPIRATION DES COPEAUX La présente invention est relative à un outil coupant optimisé pour une utilisation avec un dispositif d'usinage portatif équipé de moyens de bridage et de moyens d'aspiration des copeaux. Dans le contexte d'un chantier d'assemblage d'un aéronef, des dispositifs d'usinage portatifs sont utilisés pour réaliser différents usinages à l'aide de différents outils coupants. Comme illustré en figure 1, un outil coupant 10 comprend une broche de montage 12, et le dispositif d'usinage portatif 14 comprend un bâti transportable 16 et des moyens de guidage 18 sur lesquels est montée la broche 12 de l'outil 10, les moyens de guidage 18 entraînant aussi la broche 12 en rotation. Afin de produire un travail de haute qualité répondant aux contraintes relatives à l'assemblage d'un aéronef, le dispositif d'usinage portatif 14 comprend des moyens de guidage 18 à avance automatique ainsi que des moyens de bridage 20 permettant de maintenir le dispositif 14 en position durant le cycle d'usinage. Ces moyens de bridage 20, par exemple une pince à serrage concentrique peuvent prendre la forme d'un nez 21 permettant de brider le dispositif d'usinage 14 par rapport à un gabarit G positionné devant la ou les pièces (P1,P2) à usiner. Dans le cas de la réalisation d'un trou avec fraisure dans une ou plusieurs pièces (P1,P2) à assembler, un outil coupant 10 de conception monobloc est utilisé pour réaliser les opérations de perçage, alésage et fraisurage en une seule passe afin de gagner en précision et en temps d'usinage. Un tel outil 10 monobloc comprend donc une première portion 22 pour le perçage et l'alésage, et une deuxième portion 24 pour le fraisurage située au-dessus de la première portion 22 et présentant une section de coupe maximale 524 plus grande que la section de coupe 522 de la première portion 22. De plus, un tel outil 10 monobloc comprend aussi une portion de liaison 26 reliant la deuxième portion 22 à la broche de montage 12. Selon une amélioration récente, les moyens de bridage 20 sont équipés de 10 moyens d'aspiration 28 permettant d'évacuer les copeaux produits par les opérations d'usinage. Plus précisément, une buse 30 pour le branchement d'un tuyau d'aspiration 32 est rajoutée juste au-dessus du nez 21 des moyens de bridage 20, la buse 30 ne pouvant pas être rajoutée au niveau du nez 21 par lequel est réalisé le bridage. 15 Selon un premier inconvénient des outils coupants 10 existants, la portion de liaison 26 présente au moins en partie une section 526 dans le prolongement de la section de coupe maximale 524 de la deuxième portion 24 de fraisurage. Aussi, lors de la réalisation d'une passe d'usinage, et même si cette portion de liaison 26 comporte une goujure de dégagement 34 pour le passage des copeaux, 20 seule une partie des copeaux peut passer entre la paroi 36 du nez 21 des moyens de bridage 20 et la portion de liaison 26, l'autre partie des copeaux s'accumulant sous la deuxième portion 22 et étant susceptible d'entraîner des dégradations de la qualité des trous usinés et éventuellement une casse de l'outil 10. Selon un deuxième inconvénient des outils coupants 10 de l'art antérieur, la 25 goujure de dégagement 34 ne se prolonge pas assez loin de la deuxième portion 22 de fraisurage pour permettre une évacuation correcte des copeaux de grande longueur. Par conséquent, cette goujure de dégagement 34 trop courte ne permet pas d'usiner certaines matières avec des réglages d'avance particuliers et susceptibles d'entraîner l'apparition de longs copeaux. Enfin, selon un troisième inconvénient des outils coupants 10 existants, la hauteur de dégagement H26 procurée par la portion de liaison 26 de l'outil 10 est insuffisante car elle ne permet pas de faire passer les copeaux jusqu'à la buse 30 des moyens d'aspiration 28 lorsque l'outil est en fin de passe d'usinage. Aussi, comme illustré en figure 1 et en fin de passe d'usinage, la broche de montage 12 de l'outil 10 se retrouve au droit de la buse 30 et gêne le passage des copeaux. Par conséquent, comme précédemment, une partie des copeaux est susceptible de s'accumuler et d'entraîner des dégradations de la qualité des trous usinés et éventuellement une casse de l'outil 10. Enfin, il est important de souligner que le nez 21 des moyens de bridage 20 ne peut pas être agrandi en éloignant la paroi 36 de l'outil 10 pour faciliter le passage des copeaux vers les moyens d'aspiration 28. En effet, le nez 21 doit présenter un encombrement minimal afin de permettre l'usinage de deux trous rapprochés avec le même gabarit G et sans le déplacer. La présente invention vise à pallier les inconvénients des outils coupants de l'art antérieur lorsqu'ils sont utilisés avec un dispositif d'usinage portatif équipé de moyens bridage comprenant des moyens d'aspiration des copeaux. A cet effet, la présente invention est relative à un outil coupant destiné à être utilisé avec un dispositif d'usinage portatif équipé de moyens bridage comprenant des moyens d'aspiration des copeaux, l'outil coupant comprenant une broche de montage, une première portion d'usinage, une deuxième portion d'usinage de section de coupe maximale plus grande que la section de coupe de la première portion d'usinage, ainsi qu'une portion de liaison reliant la deuxième portion d'usinage à la broche de montage, l'outil étant caractérisé en ce qu'au moins une première partie de la portion de liaison accolée à la deuxième portion d'usinage présente une section inférieure à la section de coupe maximale de la deuxième portion d'usinage. Cette réduction de section de la première partie de la portion de liaison permet 5 de faciliter le passage des copeaux vers la buse des moyens d'aspiration du dispositif d'usinage portatif. Dans le même objectif, la première partie de la portion de liaison présente une hauteur au moins égale à un tiers de la hauteur de la portion de liaison, ainsi qu'une section au plus égale à la section de coupe de la première portion 10 d'usinage. Avantageusement, la hauteur de la portion de liaison est supérieure à la hauteur du nez des moyens de bridage. Enfin, la présente invention couvre aussi un dispositif d'usinage portatif, équipé de moyens bridage comprenant des moyens d'aspiration des copeaux, sur lequel 15 est monté un outil coupant optimisé selon l'invention, ainsi qu'un procédé d'usinage réalisé à l'aide d'un tel dispositif d'usinage portatif sur lequel est monté un outil coupant optimisé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre de l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement, en regard 20 des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 représente un outil coupant selon l'art antérieur et monté sur un dispositif d'usinage portatif, - la figure 2 représente une première variante d'un outil coupant optimisé selon l'invention, 25 - la figure 3 représente un outil coupant optimisé selon l'invention, monté sur un dispositif d'usinage portatif, et en position de début de passe d'usinage, - la figure 4 représente un outil coupant optimisé selon l'invention, monté sur un dispositif d'usinage portatif, et en position de fin de passe d'usinage, - la figure 5 représente une deuxième variante d'un outil coupant optimisé selon l'invention. La figure 2 représente un outil coupant 40 optimisé selon l'invention. Cet outil coupant 40 est optimisé pour un procédé d'usinage particulier d'une ou plusieurs pièces (P1,P2) avec un dispositif d'usinage portatif 14 équipé de moyens de bridage 20 permettant de maintenir le dispositif 14 en position durant le cycle d'usinage et comprenant des moyens d'aspiration 28 des copeaux, comme cela est représenté sur les figures 3 et 4. Ainsi, ce procédé d'usinage particulier consiste à réaliser, de préférence en une seule passe, un trou 44 présentant une partie supérieure 46 de plus grande section que la partie inférieure 48 du trou, la partie supérieure 46 du trou 44 formant un lamage ou une fraisure. Ensuite, le trou 44 est réalisé avec un dispositif d'usinage portatif 14 dont les moyens de bridage 20 prennent la forme d'un nez 21 de hauteur H21, avec un orifice 23 pour le passage de l'outil coupant 40. Ces moyens de bridage 20 sont formés par exemple d'une pince à serrage concentrique à nez expansible. Ce nez 21 permet de brider le dispositif d'usinage 14 sur un gabarit G positionné devant la ou les pièces (P1,P2) à usiner, et forme une paroi 36 autour de l'outil coupant 40. Enfin, les moyens de bridage 20 du dispositif d'usinage portatif 14 sont équipés de moyens d'aspiration 28 permettant d'évacuer les copeaux, ces moyens d'aspiration 28 prenant la forme d'une buse 30, notamment pour le branchement d'un tuyau d'aspiration 32, rajoutée juste au-dessus du nez 21 des moyens de bridage 20, la buse 30 étant donc séparée de l'extrémité 50 des moyens de bridage 20 par au moins la hauteur H21 du nez 21. Afin de produire un travail de haute qualité répondant aux contraintes relatives à l'assemblage d'un aéronef, le dispositif d'usinage portatif 14 comprend de 5 préférence des moyens de guidage 18 à avance automatique. De façon connue, l'outil coupant 40 selon l'invention comprend une broche de montage 42, et le dispositif d'usinage portatif 14 comprend un bâti transportable 16 et des moyens de guidage 18 sur lesquels est montée la broche 42 de l'outil coupant 40. 10 Toujours de façon connue, les moyens de guidage 18 entraînent aussi la broche 42 en rotation. Ensuite, pour permettre la réalisation d'un trou 44 tel que défini auparavant en une seule passe, l'outil coupant 40 est de conception monobloc. Selon cette conception, l'outil 40 comprend une première portion 52 d'usinage, 15 une deuxième portion 54 d'usinage de section de coupe maximale 554 plus grande que la section de coupe 552 de la première portion 52 d'usinage, ainsi qu'une portion de liaison 56 reliant la deuxième portion 54 d'usinage à la broche de montage 42. Ainsi, la première portion 52 permet la réalisation, soit le perçage et l'alésage, 20 de la partie inférieure 48 du trou 44, tandis que la deuxième portion 54 permet la réalisation de la partie supérieure 46 du trou 44, soit du fraisurage ou du lamage. Afin de faciliter le passage des copeaux entre la paroi 36 du nez 21 et l'outil coupant 40 lors de la réalisation d'une passe d'usinage, au moins une première 25 partie 58 de la portion de liaison 56 accolée à la deuxième portion 54 d'usinage présente une section 558 inférieure à la section de coupe maximale 554 de la deuxième portion 54 d'usinage. De préférence, la partie 58 a un diamètre inférieur à celui de la portion 54. Ainsi, les copeaux ne s'accumulent pas sous la deuxième portion 54 d'usinage et ne risquent plus de causer de dégradations de la qualité des trous usinés ou de casse de l'outil 40. Toujours pour faciliter le passage des copeaux entre la paroi 36 du nez 21 et l'outil coupant 40 lors de la réalisation d'une passe d'usinage, la première partie 58 de la portion de liaison 56 comprend au moins une goujure de dégagement 60 sur toute la hauteur H58 de cette première partie 58. De plus, la première partie 58 de la portion de liaison 56 présente une hauteur H58 au moins égale à un tiers de la hauteur H56 de la portion de liaison 56. Ainsi, la goujure de dégagement 60 se prolonge assez loin de la deuxième portion 54 d'usinage pour permettre une évacuation correcte des copeaux de grande longueur. Et, cette gou jure de dégagement 60 permet d'usiner certaines matières avec des réglages d'avance particuliers et susceptibles d'entraîner l'apparition de longs copeaux. Encore en vue de faciliter le passage des copeaux entre la paroi 36 du nez 21 et l'outil coupant 40 lors de la réalisation d'une passe d'usinage, la première partie 58 de la portion de liaison 56 présente une section 558 au plus égale à la section de coupe 552 de la première portion 52 d'usinage. De préférence, la partie 58 a un diamètre au plus égal à celui de la portion 52. Ensuite, afin de conserver une certaine rigidité de l'outil coupant 40 entre la broche de montage 42 et les portions (52,54) d'usinage, la deuxième partie 62 de la portion de liaison 56 est pleine et présente une section 562 croissante de la section 558 de la première partie 58 à la section 542 de la broche de montage. Enfin, et pour éviter de fragiliser la deuxième portion 54 d'usinage, cette deuxième portion 54 d'usinage comprend un épaulement de renfort 64 la séparant de la portion de liaison 56. Cet épaulement de renfort 64 présente une section au moins égale à la section maximale 554 de la deuxième portion 54 d'usinage et une hauteur suffisante pour renforcer cette deuxième portion 54 d'usinage, cependant la section et la hauteur de cet épaulement de renfort sont aussi limitées pour ne pas gêner le passage des copeaux entre la paroi 36 du nez 21 et l'outil coupant 40. Selon une première variante de l'outil coupant 40 selon l'invention illustrée en figure 2, la première portion 52 et la deuxième portion 54 sont à denture hélicoïdale et sont donc parcourues par une gou jure de coupe 66-1 hélicoïdale. Dans cette première variante, la goujure de dégagement 60-1 est hélicoïdale et située dans le prolongement de la goujure de coupe 66-1 hélicoïdale. Selon une deuxième variante de l'outil coupant 40 selon l'invention illustrée en figure 5, la première portion 52 et la deuxième portion 54 sont à denture droite et sont donc parcourues par une goujure de coupe 66-2 droite. Dans cette deuxième variante, la gou jure de dégagement 60-2 est droite et 15 située dans le prolongement de la goujure de coupe 66-2 droite. Pour rappel, et comme illustré par les figures 3 et 4, l'outil coupant 40 selon l'invention est destiné à être utilisé avec un dispositif d'usinage portatif 14 équipé de moyens bridage 20 comprenant des moyens d'aspiration 28 des copeaux, les moyens de bridage 20 prenant la forme d'un nez 21 de hauteur H21, 20 les moyens d'aspiration 28 prenant la forme d'une buse 30 rajoutée juste au-dessus du nez 21, la buse 30 étant séparée de l'extrémité 50 des moyens de bridage 20 par au moins la hauteur H21 du nez 21, le dispositif d'usinage portatif 14 comprenant un bâti transportable 16 et des moyens de guidage 18 sur lesquels est montée la broche 42 de l'outil coupant 40 tel qu'il vient d'être décrit. 25 bans une telle utilisation, et afin de s'assurer que les copeaux parviennent jusqu'à la buse 30 des moyens d'aspiration 28 lorsque l'outil 40 est en fin de passe d'usinage comme illustré par la figure 4, l'invention prévoit que la hauteur H56 de la portion de liaison 56 est supérieure à la hauteur H21 du nez 21 des moyens de bridage 20. Ainsi, la broche 42 de montage 12 de l'outil 10 reste au-dessus de la buse 30 et ne gêne pas le passage des copeaux. L'invention couvre le dispositif d'usinage portatif 14 et l'outil coupant 40 tels qu'ils viennent d'être décrits, mais elle couvre également un procédé d'usinage dans lequel ce dispositif d'usinage portatif 14 et cet outil coupant 40 sont utilisés pour réaliser un trou 44 dans une ou plusieurs pièces (P1,P2), le trou 44 présentant une partie supérieure 46 de plus grande section que la partie inférieure 48 du trou, et la partie supérieure 46 du trou 44 formant un lamage ou une fraisure. REVENDICATIONS1. Outil coupant (40) destiné à être utilisé avec un dispositif d'usinage portatif (14) équipé de moyens bridage (20) comprenant des moyens d'aspiration (28) des copeaux, l'outil coupant (40) comprenant une broche de montage (42), une première portion (52) d'usinage, une deuxième portion (54) d'usinage de section de coupe maximale (554) plus grande que la section de coupe (552) de la première portion (52) d'usinage, ainsi qu'une portion de liaison (56) reliant la deuxième portion (54) d'usinage à la broche de montage (42), caractérisé en ce qu'au moins une première partie (58) de la portion de liaison (56) accolée à la deuxième portion (54) d'usinage présente une section (558) inférieure à la section de coupe maximale (554) de la deuxième portion (54) d'usinage. 2. Outil coupant (40) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première partie (58) de la portion de liaison (56) comprend au moins une goujure de dégagement (60) sur toute sa hauteur (H58). 3. Outil coupant (40) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la goujure de dégagement est hélicoïdale (60-1) ou droite (60-2). 4. Outil coupant (40) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la première partie (58) de la portion de liaison (56) présente une hauteur (H58) au moins égale à un tiers de la hauteur (H56) de la portion de liaison (56). 5. Outil coupant (40) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première partie (58) de la portion de liaison (56) présente une section (558) au plus égale à la section de coupe (552) de la première portion (52) d'usinage. 6. Outil coupant (40) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la deuxième partie (62) de la portion de liaison (56) est pleine et présenteune section (562) croissante de la section (558) de la première partie (58) à la section (542) de la broche de montage (42). 7. Outil coupant (40) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la deuxième portion (54) d'usinage comprend un épaulement de renfort (64). 8. Dispositif d'usinage portatif (14) équipé de moyens bridage (20) comprenant des moyens d'aspiration (28) des copeaux, les moyens de bridage (20) prenant la forme d'une pince à serrage concentrique comprenant un nez (21) de hauteur (H21), les moyens d'aspiration (28) prenant la forme d'une buse (30) rajoutée juste au-dessus du nez (21), la buse (30) étant séparée de l'extrémité (50) des moyens de bridage (20) par au moins la hauteur (H21) du nez (21), le dispositif d'usinage portatif (14) comprenant un bâti transportable (16) et des moyens de guidage (18) sur lesquels est montée la broche (42) d'un outil coupant (40) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (H56) de la portion de liaison (56) est supérieure à la hauteur (H21) du nez (21) des moyens de bridage (20). 9. Procédé d'usinage d'un trou (44) dans une ou plusieurs pièces (P1,P2), le trou (44) présentant une partie supérieure (46) de plus grande section que la partie inférieure (48) du trou, la partie supérieure (46) du trou (44) formant un lamage ou une fraisure, caractérisé en ce qu'un dispositif d'usinage portatif (14) selon la revendication 8 est utilisé pour réaliser le trou (44).