Brevet FR3020295A1 — publié le 20151030

Le procédé objet de l'invention permet le bridage rapide et le maintien des tubes minces afin d'effectuer des opérations d'usinage tels que perçage multiple de trous cylindriques ou oblongs ainsi que des opérations comme les découpes de tubes ou l'ébavurage. Ces tubes minces présentent la particularité d'être très souples diamétralement et de pouvoir se déformer très facilement lors de leur maintien ; ces tubes peuvent être obtenus à partir de feuilles de métal soudées à leur extrémité ou à partir de métal extrudé. Ils peuvent être en acier de toute nuance voire même inoxydable, en titane, en aluminium, en bois, en composite ou en matière plastique. Ce procédé permet l'usinage de tubes de différentes sections avec une grande précision sans endommager leurs caractéristiques initiales comme leur géométrie ou leur état de surface. Il est à noter que ces tubes peuvent avoir des sections carrées, circulaires ou de toute autre géométrie, leur caractéristique principale étant d'avoir des parois minces donc facilement déformables. Actuellement, les tubes minces sont percés avec des forêts de forme appropriée en acier spécial ou en carbure monobloc ou avec des outils de type meule, cette opération est possible en insérant à l'intérieur du tube un tube plein ou un manche qui joue le rôle de martyr. Souvent les opérations de perçage ou plus généralement d'usinage des tubes sont effectuées manuellement en utilisant un gabarit de perçage comme un tube de section plus grande concentrique au tube à usiner et équipé de canons de perçage. Ces procédés artisanaux ont l'avantage d'un investissement initial faible mais d'une précision et d'une répétabilité aléatoires, insuffisantes pour les applications industrielles modernes. Les tubes minces peuvent aussi être enveloppés par des mâchoires en forme de demi-coquille qui maintiennent le tube de part et d'autre du trou à percer. Suivant le nombre de trous, la quantité de tubes à usiner, la position des trous et le budget disponible, le positionnement du tube est automatisé. Dans le cas d'une série importante avec des sections de tubes différents et des diamètres de trous à percer différents, il n'est pas rentable de changer manuellement les outillages à savoir principalement les mors à chaque changement de dimension de tube. D'où l'intérêt du procédé proposé. L'invention est composée de mors boîtes cylindriques (6) figure 3 type barillets qui seront appelés barillets par la suite, de forme cylindrique. Ce barillet est positionné angulairement sur un porte barillet (19) autour d'un axe (3) figure 6. Le porte barillet (19) figure 6 comporte une partie carrée avec une face verticale de référence et une face horizontale de référence qui s'ajuste dans les 2 broches creuses (1) et (16) figure 1, ces broches comportent un alésage de forme complémentaire. Ces broches qui permettent l'orientation et le bridage des porte-barillets font partie d'un mécanisme breveté FR 2779676 Al. Chaque porte-barillet qui est ajusté dans la broche est maintenu en position et bloqué dans celle-ci figure 1 à l'aide de vis (5) suivant le brevet FR 2884445 Al. Chaque barillet (6) est constitué d'une partie centrale en liaison pivot par rapport à l'axe du porte barillet (3). La partie extérieure du barillet est composée de parties mobiles en liaison glissière de direction radiale et normales à l'axe de rotation du barillet. Chaque barillet comporte un certain nombre d'alésages respectivement de géométries complémentaires aux tubes à usiner qui permettront le positionnement des tubes minces sur un demi-cercle seulement ce qui peut être considéré comme une demi-coquille ; l'autre demi-coquille fait partie d'une pièce mobile (10) ou (11) ou (12) ou (13) ou (14) ou (15) ou (17) ou (18) figure 4, poussée par un vérin plat de serrage (9) figure 4 et guidée par une forme complémentaire taillée dans le barillet. Chaque barillet comporte un certain nombre d'alésages compatibles avec le diamètre de ce barillet pour que les tubes puissent passer dans le passage libre des broches de diviseurs (1) et (16). La figure (1) représente les 2 diviseurs (2) et (8) qui se font face avec les broches (1) et (16) équipées de leurs barillets (6) qui maintiennent le tube pour l'opération d'usinage. La figure (2) montre l'intérieur de la broche creuse (1). La figure (3) représente un barillet (6) seul avec différents diamètres de tubes. La figure (4) montre l'ensemble monté en vue de face. La figure (5) montre un porte-barillet (19) équipé de son barillet (6) et du vérin de serrage (9) prêt à être monté dans sa broche. La figure (6) représente le porte-barillet (19) seul prêt à être monté dans la broche. Le mode de réalisation représenté sur les schémas concerne des tubes de section circulaire afin de simplifier les schémas. Dans la réalité, les tubes peuvent avoir d'autres sections qui peuvent être rectangulaires, carrées, hexagonales ou de géométrie quelconque comme des cornières. En référence à ces dessins l'obtention des géométries de perçage et d'enlèvement de matière dans les tubes est obtenue avec une broche d'usinage. En réalité ces géométries peuvent aussi être obtenues en remplaçant la broche d'usinage par une tête jet d'eau ou une tête laser ou une torche plasma ou une combinaison de ces différentes solutions d'enlèvement de matière. De la même manière il est possible de remplacer la broche principale d'usinage ou d'adjoindre à cette broche principale une visseuse automatique permettant de visser automatiquement des vis autoforeuses ou non autoforeuses. En référence à ces dessins, suivant le diamètre du tube à serrer, il est possible d'équiper les porte-barillets du barillet correspondant et de monter cet ensemble manuellement dans les broches adéquates et de les bloquer par les vis (5) ; ces 2 barillets seront face à face dans les 2 broches suivant une position de départ de référence angulaire et bloqués par rapport au porte-barillet. Après l'introduction du tube suivant une opération qui peut être automatique, le serrage des demi-coquilles est obtenu par l'action du vérin plat (9) qui prend appui sur son porte barillet (19) permettant le positionnement et le serrage du tube. La programmation numérique permet de prendre en charge les déplacements des broches et des outils pour les opérations d'usinage. Ce dispositif selon l'invention est destiné au bridage de tubes minces sur machine à commande numérique pour des opérations de perçage, d'usinage, de sciage sur toute la périphérie du tube. Ce dispositif est adapté pour un usinage entre les deux diviseurs (2) et (8) qui se font face et dont les positions relatives axiales sont déterminées par commande numérique. Le maintien du tube sur toute sa périphérie permet de faire une mise à longueur du tube directement à l'outil coupant sans avoir besoin d'une scie. Il est possible de couper le tube en combinant le mouvement de rotation de ce tube qui tourne autour de l'axe de rotation du diviseur et le mouvement de translation d'un outil coupant en rotation placé dans la broche principale, normal à l'axe du tube. Il est possible de changer rapidement de section de tube à usiner en desserrant d'abord le vérin de serrage (9) du porte barillet (19). Le choix du maintien en position du barillet dans la nouvelle position angulaire souhaitée s'obtient avec des solutions déjà connues comme les solutions telles que billes à ressort sur le porte barillet et trou de positionnement dans le barillet. Une autre solution consiste à craboter le porte barillet sur le barillet. L'opération de mise en position du barillet en position angulaire est possible soit manuellement soit en utilisant un robot de manipulation soit grâce au mouvement de la broche principale sur laquelle un outil spécifique aura été mis en broche. Un mode de réalisation particulier consiste à utiliser un outil en forme de tournevis dans la broche principale ; le mouvement de rotation de la broche principale permet via le tournevis d'entrainer donc de faire tourner un engrenage lié au barillet autour d'un autre engrenage lié au porte barillet. Ainsi suivant le nombre de tours effectués par la broche principale, il est possible de choisir automatiquement grâce à la commande numérique la nouvelle section de profilés à maintenir et à brider avec une très bonne précision angulaire. Suivant le budget disponible et la durée autorisée de changement de position angulaire des barillets, l'une ou l'autre des solutions de changement de position angulaire et de maintien en position seront utilisées. REVENDICATIONS1-Dispositif de bridage de tubes minces de tout matériau métallique , plastique ou bois ou composite pour l'usinage nécessitant des opérations de perçage, lamage, taraudage, fraisage ou sciage se montant dans des broches d'un centre d'usinage pour barres, ce dispositif comporte un barillet de forme cylindrique qui se monte sur un support, qui est positionné et bloqué dans une des 2 broches (1) ou (16) caractérisé en ce que ce barillet (6) comporte plusieurs usinages formant demi-coquilles. 2-Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que chaque demi-coquille extérieure est une pièce mobile en liaison glissière dans la partie intérieure du barillet qui peut être poussée par un vérin de serrage (9) du porte barillet (19). 3-Dispositif suivant les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que chaque barillet (6) comporte un certain nombre d'alésages compatibles avec les dimensions du passage libre des diviseurs (1) et (16).