Brevet FR3003496A1 — publié le 20140926

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COMPENSATION DE L'USURE D'UN OUTIL DE COUPE. [0001] L'invention porte sur un procédé de compensation de l'usure d'un outil de coupe. Elle porte également sur un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. [0002] Les outils de coupe - ou outils coupants - s'usent et ne permettent plus, après usure, de garantir les dimensions des pièces usinées. [0003] Il importe, par conséquent, de compenser cette usure pour permettre de garantir ces dimensions, par exemple de garantir le diamètre d'un alésage quelque soit l'usure de l'outil d'alésage ou de perçage. [0004] On connaît déjà des moyens permettant de compenser l'usure d'organes de fabrication mécanique. A titre d'exemple, le document EP 0 820 360 B1 décrit un procédé d'étirage, destiné à la compensation d'une usure se produisant lors du fonctionnement d'un mandrin d'étirage avec des anneaux d'étirage. Le résultat de l'opération d'étirage est, en partant chaque fois d'un godet, un corps de boîte étiré, du fait d'un déplacement axial du mandrin avec le godet à travers plusieurs anneaux d'étirage disposés en alignement axial, dans lequel on procède à un chauffage commandé d'au moins l'un des outils de formage utilisés pour l'étirage, au moyen d'une installation de chauffage, ou bien on procède à un refroidissement commandé de l'un des outils de formage, par l'intermédiaire d'une installation de refroidissement. De cette façon, on peut modifier, de manière commandée, au moins une dimension de l'outil de formage de manière opposée à l'usure qui apparaît, et utiliser ainsi cet outil de formage à plus long terme pour la fabrication de corps de boîtes étirés. Au moins l'un des outils d'étirage, en tant qu'outil de formage, est modifié quant à sa température, de manière commandée à long terme ou à court terme, afin d'agir sur une épaisseur de paroi de boîte du corps de boîte étiré. De plus, le mandrin d'étirage est soumis à des températures différentes, dans le sens de sa longueur axiale, lors de l'étirage du godet. [0005] Le but de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif de compensation de l'usure d'un outil de coupe, qui offrent une compensation efficace et progressive de l'usure de l'outil. [0006] Un autre but de la présente invention est de fournir un tel procédé et un tel dispositif, qui permettent d'obtenir une excellente qualité d'usinage de la pièce réalisée avec l'outil dont l'usure est compensée. [0007] C'est également un but de la présente invention de fournir un tel procédé et un tel dispositif, qui permettent d'augmenter le nombre de pièces usinées par outil de coupe, et de diminuer, en conséquence, le ratio de coût outil/pièce produite. [0008] Pour parvenir à ces buts, la présente invention a pour objet un procédé de compensation de l'usure d'un outil de coupe, selon lequel on applique un courant électrique à l'outil de coupe afin de faire dilater ce dernier. Cette dilatation permet, ainsi, de compenser progressivement son usure. [0009] Selon le principe de la présente invention, la quantité de courant électrique appliquée à l'outil de coupe est fonction du nombre de pièces usinées à l'aide dudit outil de coupe. [0010] La présente invention a aussi pour objet un dispositif de compensation de l'usure d'un outil de coupe, et ce dispositif, nouveau, comporte une alimentation en courant électrique vers le porte-outil qui maintient l'outil de coupe, et une commande numérique du moyen de fabrication supportant le porte-outil et ladite alimentation en courant électrique. [0011] Selon un mode préféré de réalisation de l'invention, la commande numérique du moyen de fabrication, qui supporte le porte-outil et l'alimentation en courant électrique, est équipée d'un module de calcul numérique qui a pour fonction de compter le nombre de pièces usinées. [0012] L'outil de coupe est avantageusement un outil de coupe par enlèvement de matière. [0013] De préférence, cet outil de coupe peut être est un outil d'alésage, ou bien un outil de perçage. [0014] De préférence également, cet outil de coupe peut être un outil en carbure de tungstène, ou bien un outil en diamant. [0015] D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un exemple de réalisation, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure unique est un schéma illustrant un outil de coupe et son moyen selon l'invention de compensation de l'usure dudit outil de coupe. [0016] En référence au dessin de la figure unique, on a représenté, très schématiquement et à titre d'exemple non limitatif de l'objet de la présente invention, un outil de coupe, de type outil de perçage, cylindrique, référencé 3 et d'axe longitudinal xx', monté sur un porte-outil désigné par la référence numérique 2. [0017] Le porte-outil 2 est monté sur un moyen de fabrication, de type machine-outil, de référence générale 4, ledit moyen de fabrication 4 est destinée à l'usinage par enlèvement de matière d'une pièce, dite « pièce à usiner » et référencée 6. [0018] La référence 5 désigne le module de calcul qui équipe la commande numérique du moyen de fabrication 4. [0019] Selon le principe même de la présente invention, on applique un courant électrique à l'outil de coupe 3 afin de faire dilater ce dernier et permettre, ainsi, de compenser progressivement son usure. A cette fin, il est prévu une alimentation en courant électrique 1 vers le porte-outil 2 qui maintient l'outil de coupe 3. L'alimentation électrique 1, montée sur le porte-outil 2, est sensiblement cylindrique et coaxiale au porte-outil 2 et à l'outil de coupe 3. [0020] Lors de l'usinage de la pièce à usiner 6, fixe, par l'outil de coupe 3, tournant et d'axe de rotation xx', le courant électrique est conduit de l'alimentation 1 vers l'outil de coupe 3 via le porte-outil 2. Le module de calcul 5 compte le nombre de pièces 6 qui ont été usinées sur le moyen de fabrication 4 avec l'outil de coupe 3 et détermine la quantité de courant QE que l'alimentation électrique 1 doit délivrer pour compenser efficacement l'usure de l'outil de coupe 3 et avoir une bonne qualité de surface sur la pièce à usiner 6. [0021] On notera que l'élévation de température propre à entraîner la dilatation de l'outil n'apparaît qu'une fois que l'outil atteint sa fin de vie « classique » : usure maximale dans les conditions normales d'utilisation et de température. A partir de ce point de fin de vie, détecté par le compteur de pièces usinées déjà mentionné précédemment, la commande numérique du moyen de fabrication 4 pilote l'alimentation en courant 1 pour chauffer le porte-outil 2 puis l'outil 3 par phénomène « convecto-conductif ». De cette façon, on compense la perte de diamètre de l'outil de coupe 3 résultant de l'abrasion. [0022] La dilatation thermique des outils, comme c'est le cas pour tous les solides, est directement pilotée par le coefficient de dilatation thermique du matériau constitutif des outils et est proportionnelle à la variation de température. A titre d'exemple non limitatif de l'objet et de la portée de la présente invention, le coefficient de dilatation thermique du carbure de tungstène est [3c = 23 pm/K/m dans lequel K représente la variation de température. Pour un outil de 20 mm de diamètre et un échauffement K de 20°C, le coefficient linéique de variation de diamètre est [3c x 0,020 m, soit 0,46 pm/K et l'augmentation de diamètre de 0,46 x 20, soit 9,2 pm. [0023] A titre d'exemple également, le coefficient de dilatation thermique du diamant sur acier est [3D = 10 pm/K/m. Pour un même outil de 20 mm de diamètre et un échauffement K de 50°C, le coefficient linéique de variation dediamètre est [3D x 0,020 m, soit 0,20 pm/K et l'augmentation de diamètre de 0,20 x 50, soit 10 pm. [0024] Le dispositif de compensation de l'usure d'un outil de coupe décrit ci-dessus présente de nombreux avantages, parmi lesquels les avantages suivants : - il permet l'obtention d'une compensation efficace et progressive de l'usure de l'outil, - il garantit une excellente qualité d'usinage de la pièce réalisée avec l'outil dont l'usure est compensée, et - il permet d'augmenter le nombre de pièces usinées par outil de coupe, et de diminuer, en conséquence, le ratio de coût outil/pièce produite. [0025] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté ci-dessus à titre d'exemple ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS: 1. Procédé de compensation de l'usure d'un outil de coupe (3), qui est monté sur un moyen de fabrication (4) par l'intermédiaire d'un porte-outil (2) et qui est destiné à l'usinage d'une pièce (6) montée également sur ledit moyen de fabrication (4), caractérisé en ce qu'on applique un courant électrique audit outil de coupe (3) afin de faire dilater ce dernier. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité de courant électrique (QE) appliquée à l'outil de coupe (3) est fonction du nombre de pièces usinées (6) à l'aide dudit outil de coupe (3). 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une alimentation en courant électrique (1) vers le porte-outil (2) qui maintient l'outil de coupe (3), ainsi que d'une commande numérique du moyen de fabrication (4) supportant ledit porte-outil (2) et ladite alimentation en courant électrique (1). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite commande numérique du moyen de fabrication (4), qui supporte ledit porte-outil (2) et ladite alimentation en courant électrique (1), est équipée d'un module de calcul numérique (5) qui a pour fonction de compter le nombre de pièces usinées (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'outil de coupe (3) est un outil de coupe par enlèvement de matière. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'outil de coupe (3) est un outil d'alésage. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'outil de coupe (3) est un outil de perçage. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'outil de coupe (3) est un outil en carbure de tungstène. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que l'outil de coupe (3) est un outil en diamant.