Brevet FR2975930A1 — publié le 20121207

Gabarit de perçage comprenant des canons de guidage indépendants et une couronne de protection. Le domaine de l'invention est celui de la conception et de la fabrication d'outillages destinés à la réalisation de travaux de perçage. Plus précisément, l'invention concerne un gabarit de perçage, destiné à être utilisé avec un outil de perçage, afin de faciliter le guidage de ce dernier dans une pièce rigide où doivent être réalisés des perçages. Un tel gabarit s'adresse en particulier aux industries mécaniques et notamment au secteur aéronautique, dans lequel des pièces de carlingue d'avion destinées à être assemblées par rivetage, doivent préalablement être percées selon des conditions permettant l'insertion de rivets. Un gabarit de perçage est généralement conçu de telle sorte qu'il puisse temporairement s'appuyer et être fixé sur la pièce dans laquelle un perçage doit être réalisé, pour guider avec suffisamment de précision et de régularité l'outil de perçage au cours de l'opération de perçage à travers cette pièce. Classiquement, un gabarit de perçage prévoit également des moyens de centrage, permettant de garantir qu'il est bien positionné par rapport à la pièce cible, préalablement à sa fixation et au perçage sur cette pièce. Pour cela, un gabarit de perçage est généralement constitué d'une plaque métallique (en aluminium, par exemple) ou plaque plastique, équipée de : un ou plusieurs orifices de perçage, permettant de repérer les points de la surface de la pièce où les perçages doivent commencer, puis de guider un minimum l'outil de perçage dans la ou les pièces placées sous le gabarit, en vue, par exemple, d'une opération d'assemblage de ces pièces par rivetage ; un ou plusieurs orifices de centrage (en général au moins deux), destinés à être traversés par un moyen chargé de faire correspondre le gabarit avec une partie de référence de la pièce (ou des pièces) placées sous le gabarit, voire de solidariser le gabarit à cette partie de référence. On note qu'un gabarit de perçage peut être suffisamment souple pour être aisément positionné sur la pièce, en prenant la forme correspondant à cette pièce. Cependant, le gabarit de perçage peut également être très rigide et présenter une forme complémentaire de la surface de la pièce à percer, ce qui facilite sa mise en référence sur la pièce, puis son maintien. Cependant, un gabarit de perçage selon l'art antérieur présente un certain nombre d'inconvénients. D'abord, il présente généralement une épaisseur constante, qui résulte notamment d'un compromis entre une hauteur minimale estimée pour guider l'outil de perçage, la surface de la pièce à couvrir, et le coût induit, qui s'avère d'autant plus élevé que la forme complémentaire est complexe et que le gabarit est volumineux. Ainsi, les gabarits ont souvent une épaisseur insuffisante pour guider correctement l'outil de perçage, ce qui entraîne des dérives dans l'axe de perçage (défauts de perpendicularité, par exemple), générant des mauvais montages des pièces percées. Ce phénomène est accrû par le fait qu'un jeu trop important est souvent constaté entre les dimensions intérieures des orifices de perçage et les dimensions extérieures de l'outil de perçage, ce qui a également pour effet d'engendrer des perçages ovalisés et/ou de diamètres trop importants. Dans d'autres cas, c'est souvent le périmètre du gabarit qui est insuffisant pour protéger la surface de la pièce vis-à-vis de l'outil de perçage, ce qui occasionne alors des chocs et détériore la pièce. Par ailleurs, il est fréquent que l'outil de perçage ripe sur la plaque alors qu'il doit être introduit dans un orifice de perçage, ce qui engendre des rayures sur la pièce à percer. Des rayures sont également constatées sur la pièce, du fait de l'appui de la plaque, dont l'état de surface n'est pas adapté pour les éviter. Or, tous ces aléas entraînent, notamment dans le domaine aéronautique, des coûts de non-qualité très importants (dérogations, pénalités financières...). L'invention a notamment pour objectif de pallier les inconvénients de l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de proposer un gabarit de perçage permettant d'optimiser la qualité d'une opération de perçage. En particulier, l'invention a pour objectif de fiabiliser la réalisation de perçages selon un diamètre et une orientation données. L'invention a également pour objectif de protéger la pièce sur laquelle un gabarit de perçage est destiné à être appliqué. L'invention a encore pour objectif d'améliorer l'ergonomie d'utilisation et d'identification d'un gabarit de perçage. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints grâce à l'invention qui a pour objet un gabarit de perçage dans une pièce rigide, comportant au moins une plaque présentant un ou plusieurs orifices de perçage destinés à être traversés par un outil de perçage. Selon l'invention, le gabarit de perçage comprend : un ou plusieurs canons de guidage indépendants, coopérant avec les orifices de perçage, chaque orifice de perçage étant équipé d'un canon de guidage, une couronne de protection, contenant la ou les plaques, et destinée à entrer en contact avec ladite pièce. Ainsi, la fonction de guidage de l'outil de perçage est dissociée de la fonction d'appui sur la pièce à percer. Un tel gabarit peut donc être réalisé en plusieurs parties, de conceptions (dimensions, matériaux...) dédiées et parfaitement adaptées à leur fonction. Avantageusement, les canons de guidage font saillie par rapport à la plaque. De cette façon, leurs hauteur et section d'orifice sont dimensionnées pour assurer un guidage suffisant de l'outil de perçage, compte tenu des tolérances recherchées, tandis que l'épaisseur de la plaque peut être minimisée. Selon une solution avantageuse, les canons de guidage s'étendent partiellement dans la profondeur des orifices de perçage. Cette caractéristique permet de prévoir un volume, entre la surface de la pièce et l'extrémité des canons de guidage montés dans les orifices de perçage, accueillant les copeaux générés par le perçage et leur permettant de ne pas détériorer (rayures...) la pièce. De façon préférentielle, les canons de guidage présentent un cône d'entrée. Un tel dispositif évite les pointages parasites et facilite l'introduction de l'outil de perçage dans le canon de guidage, le cône constituant naturellement une forme de guidage. Selon une solution préférée, chaque canon de guidage comporte un alésage présentant un diamètre de réception d'un outil de perçage, le gabarit comprenant des canons de guidage comportant des alésages présentant des diamètres de réception différents. Le gabarit peut ainsi être utilisé sur une grande surface de pièce, caractérisée par un grand nombre de perçages à réaliser, de diamètres différents. L'alésage de tous ces canons de guidage garantit un même niveau de qualité pour guider l'outil de perçage, et par extension dans les perçages réalisés. Avantageusement, le gabarit de perçage comprend des moyens d'identification visuelle du diamètre de réception des canons de guidage. De tels moyens sécurisent l'opérateur et fiabilisent les perçages. Ils peuvent également permettre un gain de temps important, notamment dans le cas de gabarits de grande envergure. Selon un autre mode de réalisation avantageux, la plaque comprend des orifices de centrage et/ou d'agrafage et en ce qu'il comprend des canons de centrage et/ou d'agrafage indépendants coopérant avec les orifices de centrage et/ou d'agrafage, chaque orifice de centrage et/ou d'agrafage étant équipé d'un canon de centrage et/ou d'agrafage. Des moyens de centrage et/ou d'agrafage variés, spécifiques et dédiés peuvent ainsi être utilisés et adaptés sur le gabarit de perçage, indépendamment du reste de sa conception. De préférence, la couronne de protection comporte un matériau souple. De cette façon, elle est susceptible de s'appliquer sur la pièce à percer en minimisant le risque de chocs. Elle peut également amortir d'éventuels mouvements intempestifs de l'outil de perçage, avant qu'il rentre en contact avec la pièce. Préférentiellement, la ou les plaques constituent un ensemble rigide. Dans ce cas, l'ensemble rigide est parfaitement adapté pour assurer une liaison solide, voire indémontable, avec les canons de guidage et les canons de centrage et/ou d'agrafage. Selon un mode de réalisation avantageux, l'ensemble rigide comprend une armature et une paroi plastique réalisée par surmoulage de l'armature. Un tel mode peut notamment permettre de renforcer l'ensemble rigide et de réutiliser une simple armature utilisée antérieurement comme gabarit de perçage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple illustratif et non limitatif, et des dessins annexés parmi lesquels : la figure 1 est une vue de dessus d'un gabarit de perçage selon l'invention ; la figure 2 est une vue longitudinale de côté d'un gabarit de perçage selon la figure 1 ; la figure 3 est une vue en perspective d'un gabarit de perçage selon la figure 1 ; la figure 4 est une coupe latérale agrandie d'un gabarit de perçage selon la figure 1 ; la figure 5 est une vue éclatée d'un gabarit de perçage selon l'invention. Tel qu'indiqué précédemment, le principe de l'invention réside dans le fait de proposer un gabarit de perçage comprenant des canons de guidage indépendants et personnalisés, ainsi qu'une couronne de protection. De façon classique, un gabarit de perçage est destiné à être appliqué sur une pièce rigide, dans laquelle des perçages doivent être réalisés au moyen d'un outil de perçage, afin de repérer la position sur la pièce des entrées de perçage et, éventuellement, afin de faciliter le guidage de l'outil de perçage dans la pièce. En référence aux figures 1 à 5, où la pièce et l'outil de perçage ne sont pas représentés, un tel gabarit de perçage comprend une plaque 1 présentant : une pluralité d'orifices de perçage 11 (dix-huit, sur les figures), circulaires et alignés, voués à être traversés par l'outil de perçage ; des orifices de centrage 12 (trois, en l'occurrence), circulaires et alignés, voués à être utilisés pour placer le gabarit dans une position de référence par rapport à la pièce. Les orifices de centrage 12 peuvent également être utilisés, en complément ou en lieu et place de leur fonction de centrage, pour maintenir le gabarit de perçage sur la pièce, à l'aide de moyens d'agrafage connus en soi. La ligne selon laquelle s'étendent les orifices de perçage 11 est confondue avec la ligne selon laquelle s'étendent les orifices de centrage 12. Pour optimiser centrage et/ou maintien du gabarit sur la pièce, notamment dans le cas d'un gabarit de grande envergure, deux des orifices de centrage 12 sont placés respectivement aux deux extrémités du segment contenant l'ensemble des orifices de perçage 11. Selon l'invention, le gabarit de perçage comprend des canons de guidage 21, indépendants les uns des autres et solidaires chacun d'un orifice de perçage 11. Afin que les perçages réalisés à travers tous les orifices du gabarit soient de qualité optimale, chaque orifice de perçage est équipé d'un canon de guidage. Tel qu'illustré sur la figure 2, les canons de guidage 21 font saillie par rapport à la plaque 1, en l'occurrence d'une hauteur environ deux fois supérieure à l'épaisseur de la plaque. Les canons de guidage 21 sont surmoulés sur les orifices de perçage 11, de façon à être indémontables. Comme l'illustre la figure 4, les canons de guidage 21 s'étendent partiellement dans la profondeur des orifices de perçage 11, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas vissés jusqu'au fond de ces orifices. De cette façon, ils laissent un espace 13 libre, pour la remontée éventuelle de copeaux (non représentés) produits au cours des perçages. A l'intérieur, les canons de guidage 21 comportent un alésage 210 de diamètre D, adapté pour recevoir et guider l'outil de perçage. Celui-ci doit pouvoir coopérer de façon non serrée mais ajustée avec l'alésage, en fonction des tolérances des perçages à réaliser. Les canons de guidage 21 présentent en outre un cône d'entrée 211, destiné à guider l'outil de perçage vers l'alésage 210. La figure 5 illustre que le diamètre D de l'alésage 210 peut différer, d'un canon de guidage 21 à l'autre, sur un même gabarit. Le diamètre D est compris dans une plage de valeurs très inférieures aux dimensions générales du gabarit. Or, la forme et les dimensions extérieures des canons de guidage 21 sont standardisées. Pour distinguer plus facilement des canons différant par leur diamètre D, un anneau 22 de couleur est placé entre la tête de chaque canon et l'orifice de perçage 11 correspondant, au moment de leur assemblage. Un code couleur est parallèlement défini, chaque couleur correspondant à un diamètre D. D'autres moyens d'identification visuelle du diamètre D de réception des canons de guidage 21 sont bien sûr envisageables, utilisant un code couleur (directement appliqué aux canons, par exemple) ou non (gravage, personnalisation géométrique etc). Afin qu'ils remplissent leur rôle pleinement et de façon durable, les canons de guidage 21 peuvent être réalisés dans des matériaux très durs (acier hautement traité...), tandis que les anneaux 22 peuvent être réalisés en plastique notamment. Tel qu'illustré sur les figures 3 et 5, le gabarit de perçage peut également comprendre des canons de centrage 23, indépendants, montés chacun dans un orifice de centrage 12. Conçus pour permettre l'introduction d'un moyen de centrage en direction d'une zone de référence de la pièce, ces canons peuvent également participer au maintien du gabarit sur la pièce à percer, en supportant par exemple des moyens d'agrafage. Dans l'exemple illustré, chaque orifice de centrage 12 est équipé d'un canon de centrage 23. Les canons de centrage restent contenus dans le volume de la plaque 1 et au plus près de sa surface, pour éviter toute forme saillante susceptible de constituer un obstacle ou point d'accroche pour l'outil de perçage. De tels canons de centrage 23 sont, par exemple, réalisés en acier traité, et insérés en force ou surmoulés dans la plaque 1. Selon l'invention, le gabarit comporte en outre une couronne de protection 3, qui constitue l'interface principale par laquelle il entre en contact avec la pièce. Ainsi, elle protège la surface de la pièce par rapport à l'état de surface (éventuellement plus agressif, ou brut et susceptible d'engendrer des rayures) de la plaque 1. Pour cela, la couronne de protection 3 contient la plaque 1, de sorte que la plaque est entièrement comprise dans le volume global occupé par la couronne. Dès lors, le contact entre la plaque 1 et la pièce à percer peut être complètement supprimé, même si, dans certains cas, il peut également être conservé. Réalisée dans un matériau élastomère ou silicone, par exemple, la couronne peut alors naturellement adhérer et constituer un « frein » sur la pièce, empêchant le gabarit (donc la plaque) de glisser dessus et de la rayer. La forme galbée de la couronne de protection 3, telle que représentée sur la figure 2, est destinée à épouser la forme de la pièce. Ce faisant, elle limite les contacts répétés, donc potentiellement les agressions, à la surface de la pièce. Afin que les contacts entre le gabarit et la pièce ne marquent pas la surface avoisinant les perçages, la couronne de protection 3 comporte de préférence un matériau souple. Ainsi, elle peut notamment être réalisée en plastique, en particulier par surmoulage de la plaque 1, ce qui assure leur solidarisation. L'assemblage de la couronne de protection 3 et de la plaque 1 peut cependant être réalisé par d'autres techniques, connues en soi. On note que la couronne de protection 3 intègre des indications « HAUT », « BAS » qui constituent des repères de positionnement du gabarit sur la pièce, améliorant donc son ergonomie d'utilisation. De même, la couronne de protection 3 constitue un support idéal pour d'autres indications 31, assurant par exemple la traçabilité de fabrication du gabarit de perçage, ou validant la conformité à des tests qualité. La couronne de protection 3 peut, également, être réalisée dans une couleur qui indique directement le programme ou projet auquel elle se rattache. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, illustré par la figure 5, la liaison entre la couronne de protection 3, souple, et les canons de guidage 21, particulièrement durs, est assurée par la plaque 1 et par une armature 4, qui constituent un ensemble solidaire et rigide. L'armature 4 peut notamment être un gabarit de perçage de l'art antérieur, métallique. La plaque 1 est solidarisée à l'armature 4, par surmoulage plastique par exemple, dès lors que l'assemblage réalisé permet de garantir l'indémontabilité des canons montés sur la plaque. La plaque constitue alors une paroi plastique, surmoulée sur l'armature. Une variante peut toutefois être envisagée, selon laquelle la liaison entre la couronne de protection 3 et les canons de guidage 21 est assurée par la plaque 1, seule, réalisée dans un plastique rigide. Dans tous les cas, cette interface permet de dimensionner les canons et la couronne de protection de façon indépendante et en tenant compte avant tout de leur fonction première respective : la couronne (et, par extension, la plaque) présente une faible épaisseur (inférieure au centimètre) et une surface étendue, pour optimiser le contact sur la pièce et la protection vis-à-vis de l'outil de perçage, tandis que les canons présentent une hauteur, nettement supérieure à l'épaisseur de la couronne, permettant d'optimiser le guidage de l'outil de perçage. Cette construction modulaire du gabarit de perçage, en plusieurs parties distinctes et spécialisées, le rend particulièrement flexible et facile à adapter avec un grand nombre de pièces, de formes et dimensions différentes, et avec une grande plage de perçages.15 REVENDICATIONS1. Gabarit de perçage dans une pièce rigide, comportant au moins une plaque (1) présentant un ou plusieurs orifices de perçage (11) destinés à être traversés par un outil de perçage, caractérisé en ce qu'il comprend : un ou plusieurs canons de guidage (21) indépendants, coopérant avec les orifices de perçage, chaque orifice de perçage étant équipé d'un canon de guidage, une couronne de protection (3), contenant la ou les plaques, et destinée à entrer en contact avec ladite pièce. 2. Gabarit de perçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canons de guidage (21) font saillie par rapport à la plaque (1). 3. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les canons de guidage (21) s'étendent partiellement dans la profondeur des orifices de perçage (11). 4. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canons de guidage (21) présentent un cône d'entrée (211). 5. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque canon de guidage (21) comporte un alésage (210) présentant un diamètre (D) de réception d'un outil de perçage, le gabarit comprenant des canons de guidage comportant des alésages présentant des diamètres de réception différents. 6. Gabarit de perçage selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'identification visuelle (22) du diamètre (D) de réception des canons de guidage (21). 7. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la plaque (1) comprend des orifices de centrage (12)et/ou d'agrafage et en ce qu'il comprend des canons de centrage (23) et/ou d'agrafage indépendants coopérant avec les orifices de centrage et/ou d'agrafage, chaque orifice de centrage et/ou d'agrafage étant équipé d'un canon de centrage et/ou d'agrafage. 8. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la couronne de protection (3) comporte un matériau souple. 9. Gabarit de perçage selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la ou les plaques (1) constituent un ensemble rigide. 10. Gabarit de perçage selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'ensemble rigide comprend une armature (4) et une paroi plastique réalisée par surmoulage de l'armature.15