Brevet FR2961727A1 — publié le 20111230

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des accessoires des machines-outils, à commande numérique, centres d'usinage, cellules et ateliers flexibles et a pour objet un moyen d'amortissement pour porte-outils, tel que tête à aléser, mandrin à pince ou porte-fraise. Les porte-outils ont tendance, du fait même de leur constitution, à vibrer, ce qui est préjudiciable à leur bon fonctionnement. Cette tendance à vibrer est d'autant plus importante que les vitesses de travail des machines-outils actuelles sont en constante augmentation. Pour obvier à ces inconvénients il a été proposé de munir les porte-outils d'un dispositif d'amortissement des oscillations permettant une adaptation de leur rigidité aux conditions de travail. A cet effet, on connaît actuellement, notamment par US-A-3 447 402, un tel dispositif qui consiste essentiellement en une masse d'amortissement montée dans un logement axial et maintenu dans ce dernier par serrage entre des masses élastiquement déformables, le réglage de la raideur étant réalisé par l'intermédiaire d'un moyen de butée chargé par ressort, le tarage de ce ressort pouvant lui-même être réglé par l'intermédiaire d'un dispositif à vis. Par ailleurs, on connaît, par FR-A-2 173 957, un amortisseur réglable pour machines-outils qui est constitué par un organe d'amortissement placé dans un trou axial d'un arbre porte-outils et relié à cet arbre par l'intermédiaire d'éléments élastiques annulaires, montés sur des extrémités coniques de l'organe d'amortissement et pouvant être comprimés sur lesdites extrémités, afin de régler la rigidité. EP-A-O 571 490 décrit un autre dispositif d'amortissement, qui est constitué par un support cylindrique central, logé dans le corps du porte-outils et sur lequel est monté un corps amortisseur. Ce corps amortisseur est relié au support cylindrique central par l'intermédiaire d'éléments élastiques disposés dans les extrémités du corps amortisseurs et retenus par l'intermédiaire de rondelles reliés au support central. Un dispositif similaire est décrit dans EP-A-1 248 692. Dans tous ces dispositifs connus, le maintien de l'organe d'amortissement dans le trou axial est effectué par action sur les extrémités de l'organe par l'intermédiaire d'éléments élastiquement déformables, ce, -2- toutefois uniquement par action auxdites extrémités, sans contact desdits éléments élastiquement déformables avec la génératrice de l'organe d'amortissement (US-A.-3 447 402 et FR-A-2 173 957). Les deux documents décrivant l'utilisation d'un support cylindrique central ne prévoient pas non plus de contact de la génératrice de l'organe d'amortissement avec un élément élastiquement déformable qui serait en contact, par ailleurs, avec le logement de l'organe amortisseur. Il en résulte que l'action sur la rigidité d'un arbre équipé d'un tel organe d'amortissement est uniquement possible par les extrémités, de sorte que l'amortissement s'effectue davantage de manière axiale et ne peut donc pas être optimal. Il a également été proposé , par FR-A-2 929 868, un porte-outils pourvu d'un moyen d'amortissement sous forme d'un corps allongé disposé dans un logement d'extrémité du porte-outils, de forme et de dimension correspondantes, et fermé à son extrémité par un corps de réception d'une tête à aléser ou par un élément porte-fraise, dans lequel le moyen d'amortissement est de type uniquement à absorption radiale et est pourvu d'au moins un moyen élastiquement déformable, au moins près de chaque extrémité, lesdits moyens élastiquement déformables s'étendant entre l'enveloppe du moyen d'amortissement et la paroi du logement du porte-outils en étant serrés entre la paroi du logement et le moyen d'amortissement, les extrémités du moyen d'amortissement s'étendant dans le logement sans contrainte. Le moyen d'amortissement selon cette dernière demande, dont le déplacement s'effectue exclusivement dans le sens radial, permet d'annihiler les effets vibratoires dus aux efforts de coupe et aux vitesses d'usinage, tout en étant de conception et de mise en oeuvre simples. En outre, ce moyen d'amortissement ne nécessite aucun élément complémentaire ni procédé de réglage spécifiques et peut être mis en oeuvre sur tous types de porte-outils. Cependant, dans le cas de mise en oeuvre de porte-outils présentant une grande longueur en regard de leur diamètre et portant un outil de faible diamètre, il se pose un problème de positionnement du moyen d'amortissement le plus près possible de l'outil de coupe, ce dernier nécessitant généralement d'être monté à l'extrémité d'un tel porte-outils de faible diamètre. En effet, dans un tel cas, le moyen d'amortissement mis en oeuvre de manière habituelle est positionné à une distance relativement -3- importante du plan de la partie active de l'outil, du fait d'une impossibilité de montage au niveau de l'outil, de sorte que son efficacité est nettement moindre qu'en utilisation avec un porte-outils standard. De plus, les outils de faible diamètre, montés sur ces porte- outils sont généralement fixés par frettage, c'est-à-dire par chauffage préalable, de sorte qu'il se pose un problème de transmission de la chaleur à des éléments en amont et notamment au moyen d'amortissement, qui présente des parties sensibles à des températures élevées et qui peuvent donc se dégrader, rendant ainsi le moyen d'amortissement inopérant. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un moyen d'amortissement pour porte-outils, tel que tête à aléser, mandrin à pince ou porte-fraise, permettant d'annihiler les effets vibratoires dus aux efforts de coupe et aux vitesses d'usinage, au plus près des outils de coupe, et adaptable à des porte-outils de longueurs différentes. En outre, ce moyen d'amortissement peut être muni d'un dispositif de protection contre une température excessive. A cet effet, le moyen d'amortissement pour porte-outils, tel que tête à aléser, mandrin à pince ou porte-fraise, qui est sous forme d'un corps allongé, est caractérisé en ce qu'il est logé dans un corps de montage, rapporté par une extrémité sur un corps de porte-outils et présentant à son autre extrémité un embout de montage d'un outil. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe d'un porte-outils pourvu d'un moyen d'amortissement conforme à l'invention ; la figure 2 est une vue partielle en coupe et à plus grande échelle du moyen d'amortissement ; la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'une première variante de réalisation de l'invention le moyen d'amortissement étant pourvu d'un embout de montage par frettage; la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 3, le moyen d'amortissement étant pourvu, en outre, d'un dispositif de prévention contre 35 un échauffement excessif ; -4- la figure 5 est une vue analogue à celles des figures 3 et 4 représentant une variante de réalisation du moyen d'amortissement de la figure 4, et les figures 6 et 7 sont des vues analogues à celles des figures 3 à 5 d'une autre variante de réalisation du moyen d'amortissement de la figure 4, respectivement en position de service après frettage d'un outil et en position de prévention contre un échauffement excessif lors du frettage. Les figures 1 à 7 des dessins annexés représentent, à titre d'exemples, un porte-outils sous forme de tête à aléser 1, qui est pourvu d'un moyen d'amortissement 2 sous forme d'un corps allongé. Conformément à l'invention, le moyen d'amortissement 2 est logé dans un corps de montage 3, rapporté par une extrémité sur le corps de porte-outils 1 et présentant à son autre extrémité un embout 4 de montage d'un outil. Comme le montrent les figures des dessins annexés, le corps de montage 3 présente un logement 31 de réception du moyen d'amortissement 2 et est rapporté sur l'extrémité avant du corps du porte-outils 1 par vissage ou par emmanchement à force sur un embout 101 de ce dernier. De préférence, le corps de montage 3 se présente sous forme d'un réceptacle à parois de faible épaisseur. Ainsi, le corps de montage 3 permet une adaptation à un faible diamètre d'outils et donc, notamment, une possibilité de mise en oeuvre d'un outil de faible diamètre en extrémité d'un porte-outils de grande longueur, par exemple pour la réalisation d'alésages de faible diamètre et de longueur importante. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 1 à 7, la fermeture du logement 31 du moyen d'amortissement 2 est réalisée par vissage direct ou par emmanchement à force de l'embout 101 dans l'extrémité du logement 31. Cependant, il est également possible, conformément à une variante de réalisation de l'invention non représentée aux dessins annexés, de monter le moyen d'amortissement 2 à travers l'embout 4 de montage d'un outil, le logement 31 étant alors fermé par un bouchon inséré dans ledit embout 4. Par ailleurs, comme le montrent les figures 1 à 3 des dessins annexés, le corps de montage 3 peut avantageusement être muni d'au moins un conduit 32 d'alimentation en lubrifiant, débouchant à son extrémité avant dans l'embout 4 de montage d'un outil et connecté à son autre extrémité à -5- une gorge circulaire 102 de distribution de lubrifiant prévue sur la face avant du porte-outils 1. Grâce au corps de montage 3, il est possible de réaliser des porte-outils longs, de faible diamètre par rapport à leur longueur et permettant le montage d'outils d'alésage ou de fraisage de faible diamètre, tout en assurant une suppression des effets vibratoires dus aux efforts de coupe et aux vitesses d'usinage, au plus près des outils de coupe. En effet, l'amortissement est effectué par l'intermédiaire du corps de montage qui est adaptable sur des porte-outils différents et qui reçoit directement l'outil de coupe sur son embout de montage 4. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas de mise en oeuvre d'un embout 4 de montage d'un outil par frettage, le corps de montage 3 peut avantageusement être muni, en outre, d'un dispositif 5 de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement 2 (figures 4 à 7). Selon un premier mode de réalisation, représenté à la figure 4 des dessins annexés, le dispositif 5 de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement 2 est avantageusement constitué par un tampon isolant thermique 51 s'étendant devant l'extrémité du moyen d'amortissement 2 du côté de ce dernier situé près de l'embout de montage 4. Un tel tampon isolant thermique 51 peut être constitué en tout matériau présentant un coefficient élevé d'isolation, à savoir, par exemple, à base de fibres de verre noyées dans une résine ou encore à base de mica et de résine. Ainsi, lors du chauffage, en vue du frettage de l'outil préalablement centré sur l'embout de montage 4, une part relativement importante de la chaleur dégagée est transmise audit embout de montage 4 et par ce dernier à l'ensemble du corps de montage 3, de sorte qu'il se produit également un échauffement du logement 31 du moyen d'amortissement 2. La prévision du tampon isolant thermique 51 formant le dispositif 5 permet d'isoler ledit logement 31 contre la chaleur provenant directement de l'embout de montage 4 et plus particulièrement de la chaleur sous forme d'air très chaud se trouvant dans le perçage central 41 dudit embout de montage 4. Il s'ensuit que les éléments du moyen d'amortissement 2, à 35 savoir les parties élastiquement déformables servant à l'amortissement sont protégées contre un échauffement trop important. -6- La figure 5 des dessins annexés représente une variante de réalisation, dans laquelle le dispositif 5 de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement 2 est constitué par un réceptacle 52 de logement du moyen d'amortissement 2, ce réceptacle étant inséré dans le logement 31 du porte-outils 1 et étant fermé par une paroi 52' au moins sur son côté tourné vers l'embout de montage 4. Dans ce mode de réalisation, le réceptacle 52 est également avantageusement réalisé en un matériau à haut pouvoir d'isolation thermique. Les figures 6 et 7 des dessins annexés représentent une deuxième variante de réalisation, dans laquelle le dispositif 5 de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement 2 consiste essentiellement en la prévision d'un logement 31 du moyen d'amortissement 2 de longueur supérieure à la longueur dudit moyen d'amortissement 2, la prévention contre un échauffement excessif étant réalisée par un déplacement du moyen d'amortissement 2 d'une position de service (figure 6), dans laquelle le moyen d'amortissement 2 est placé et est maintenu à une extrémité du logement 31, au plus près de l'embout de montage 4, vers une position de prévention contre l'échauffement, dans laquelle le moyen d'amortissement 2 est placé et est maintenu à l'extrémité opposée du logement 31. Le maintien du moyen d'amortissement 2 dans ses deux positions extrêmes peut être assuré par l'intermédiaire de deux vis de pression 53 coopérant, chacune dans l'une des positions du moyen d'amortissement 2, avec une gorge médiane circulaire 21 dudit moyen d'amortissement 2. Ce maintien du moyen d'amortissement 2 dans ses deux positions extrêmes peut également être assuré par un dispositif à deux billes éclipsables coopérant, chacune dans l'une des positions du moyen d'amortissement 2, avec la gorge médiane circulaire 21 dudit moyen d'amortissement 2. Un tel dispositif n'est pas représenté aux dessins annexés, sa conception étant parfaitement accessible à l'homme du métier. Grâce à l'invention, il est possible de réaliser un moyen d'amortissement pour porte-outils, tel que tête à aléser, mandrin à pince ou porte-fraise, pouvant être mis en oeuvre sur tous types de porte-outils, en particulier des porte-outils longs, de faible diamètre par rapport à leur longueur, et permettant le montage d'outils d'alésage ou de fraisage de -7- faible diamètre, par frettage, tout en préservant les parties fragiles du moyen d'amortissement 2, en particulier les éléments élastiquement déformables, contre une détérioration due à la chaleur dégagée lors du frettage. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS1. Moyen d'amortissement (2), sous forme d'un corps allongé, pour porte-outils (1), tel que tête à aléser, mandrin à pince ou porte-fraise, caractérisé en ce qu'il est logé dans un corps de montage (3), rapporté par une extrémité sur le corps de porte-outils (1) et présentant à son autre extrémité un embout (4) de montage d'un outil. 2. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de montage (3) présente un logement (31) de réception du moyen d'amortissement (2) et est rapporté sur l'extrémité avant du corps du porte-outils (1) par vissage ou par emmanchement à force sur un embout (101) de ce dernier. 3. Moyen d'amortissement, suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps de montage (3) se présente sous forme d'un réceptacle à parois de faible épaisseur. 4. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la fermeture du logement (31) du moyen d'amortissement (2) est réalisée par vissage direct ou par emmanchement à force de l'embout (101) dans l'extrémité du logement (31). 5. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'amortissement (2) est monté à travers l'embout (4) de montage d'un outil dans le logement (31) qui est fermé par un bouchon inséré dans ledit embout (4). 6. Moyen d'amortissement, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps de montage (3) est muni d'au moins un conduit (32) d'alimentation en lubrifiant, débouchant à son extrémité avant dans l'embout (4) de montage d'un outil et connecté à son autre extrémité à une gorge circulaire (102) de distribution de lubrifiant prévue sur la face avant du porte-outils (1). 7. Moyen d'amortissement, suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, dans le cas de mise en oeuvre d'un embout (4) de montage d'un outil par frettage, le corps de montage (3) est muni, en outre, d'un dispositif (5) de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement (2). 8. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (5) de prévention contre un échauffement-9- excessif du moyen d'amortissement (2) est constitué par un tampon isolant thermique (51) s'étendant devant l'extrémité du moyen d'amortissement (2) du côté de ce dernier situé près de l'embout de montage (4). 9. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (5) de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement (2) est constitué par un réceptacle (52) de logement du moyen d'amortissement (2), ce réceptacle étant inséré dans le logement (31) du porte-outils 1 et étant fermé par une paroi (52') au moins sur son côté tourné vers l'embout de montage (4). 10. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif (5) de prévention contre un échauffement excessif du moyen d'amortissement (2) consiste essentiellement en la prévision d'un logement (31) du moyen d'amortissement (2) de longueur supérieure à la longueur dudit moyen d'amortissement (2), la prévention contre un échauffement excessif étant réalisée par un déplacement du moyen d'amortissement (2) d'une position de service, dans laquelle le moyen d'amortissement (2) est placé et est maintenu à une extrémité du logement (31), au plus près de l'embout de montage (4), vers une position de prévention contre l'échauffement, dans laquelle le moyen d'amortissement (2) est placé et est maintenu à l'extrémité opposée du logement (31). 11. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le maintien du moyen d'amortissement (2) dans ses deux positions extrêmes est assuré par l'intermédiaire de deux vis de pression (53) coopérant, chacune dans l'une des positions du moyen d'amortissement (2), avec une gorge médiane circulaire (21) dudit moyen d'amortissement (2). 12. Moyen d'amortissement, suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le maintien du moyen d'amortissement (2) dans ses deux positions extrêmes est assuré par un dispositif à deux billes éclipsables coopérant, chacune dans l'une des positions du moyen d'amortissement (2), avec une gorge médiane circulaire (21) dudit moyen d'amortissement (2).