Brevet FR3049479A1 — publié le 20171006

Arrière-plan de l'invention L'invention se rapporte au domaine général des outils de fraisage. L'invention concerne notamment un outil de fraisage pour réaliser une fraisure, une machine de tournage verticale comprenant un tel outil, ainsi qu'un procédé de réalisation d'une fraisure. Lorsque l'on souhaite réaliser des fraisures sur la face interne de la paroi d'une pièce creuse de grande taille, par exemple à l'intérieur d'un divergent de moteur-fusée, il est aujourd'hui nécessaire de placer une machine de tournage à l'intérieur de la pièce. En conséquence, cette opération nécessite de nombreuses étapes de manutention de la machine pour la placer à l'intérieur de la pièce, et devient longue et couteuse. En outre, les techniques actuelles ne permettent pas l'utilisation de machines de tournage verticales pour réaliser de telles fraisures. Il existe donc un besoin pour disposer d'un outil, d'une machine de tournage et d'un procédé de réalisation d'une fraisure qui permettent de réaliser des fraisures sur de telles pièces, et qui ne présentent pas les inconvénients précités. Objet et résumé de l'invention La présente invention a donc pour but principal de pallier de tels inconvénients en proposant un outil de fraisage comprenant une queue axisymétrique autour d'un axe longitudinal destiné à coïncider avec l'axe de rotation d'une machine de tournage et une tête de coupe reliée à la queue par une tige. Conformément à l'invention, la tige s'étend suivant une direction parallèle et excentrée par rapport à l'axe longitudinal de la queue de l'outil de fraisage, et en ce que la tête de coupe fait saillie depuis la tige dans une direction perpendiculaire à la direction suivant laquelle s'étend ladite tige, la tête de coupe comportant une arête de coupe formant un angle inférieur ou égal à 90° avec l'axe longitudinal de la queue de l'outil de fraisage. Un tel outil peut avantageusement être utilisé sur une machine de 35 tournage verticale positionnée par exemple du côté de la face externe de la paroi d'une pièce afin de réaliser une fraisure sur la face interne de ladite 3049479 2 paroi. La cinématique d'utilisation d'un tel outil sera détaillée ultérieurement en lien avec un procédé de réalisation d'une fraisure selon l'invention. Brièvement, la tige de l'outil selon l'invention peut être aisément introduite à l'intérieur d'un orifice traversant préalablement réalisé dans la paroi de la 5 pièce, afin de réaliser la fraisure en tirant l'outil en rotation vers la paroi. Pour ce faire, la largeur de la tête de coupe peut être choisie inférieure au diamètre de l'orifice traversant. Dans un exemple de réalisation, la tige peut présenter une première portion reliée à la queue de l'outil de fraisage et une deuxième 10 portion depuis laquelle la tête de coupe fait saillie et la deuxième portion présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la première portion. Cette disposition permet de faciliter l'introduction de l'outil dans un orifice traversant réalisé dans la paroi de la pièce. De préférence, la queue comprend un méplat configuré pour 15 repérer la position angulaire de la tête de coupe autour de l'axe longitudinal de la queue. De préférence également, le méplat est positionné sur la queue du côté de la tête de coupe. Le méplat disposé de la sorte permet de réduire le balourd que peut causer la présence de la tige lorsque l'outil est en rotation, 20 et permet ainsi un meilleur équilibrage de l'outil. Le méplat peut par exemple être configuré pour permettre une fixation de l'outil sur un porte-outil de type Weldon. L'arête de coupe peut être recouverte de diamant polycristallin, d'un acier rapide ou d'un carbure. 25 L'invention vise aussi une machine de tournage verticale comprenant au moins une broche équipée d'un outil de fraisage tel que celui présenté précédemment. La queue axisymétrique de l'outil selon l'invention peut être montée sur la broche rotative de la machine de tournage verticale. L'axe de la queue peut avantageusement coïncider avec l'axe de la broche 30 lorsque l'outil est monté sur la machine de tournage pour faciliter le positionnement de la machine lors de l'opération de fraisage et le suivi de la position de l'outil. L'invention vise enfin un procédé de réalisation d'une fraisure sur la paroi d'une pièce comprenant les étapes suivantes : - perçage d'un orifice traversant dans la paroi de la pièce, 3049479 3 - introduction depuis une première face de la pièce d'un outil de fraisage tel que celui présenté précédemment dans l'orifice, la tête de coupe dudit outil de fraisage s'étendant au-dessus d'une deuxième face de la pièce, - alignement de l'axe longitudinal de la queue de l'outil de fraisage 5 avec l'axe de l'orifice, - mise en rotation de l'outil de fraisage autour de l'axe longitudinal de ladite queue, et - tirage progressif de l'outil vers la deuxième face de la pièce sur une distance déterminée en fonction de la profondeur de la fraisure à 10 réaliser. Dans un exemple de réalisation, la pièce peut être un divergent de moteur-fusée réalisé en matériau composite. De manière générale, la pièce peut être une pièce creuse de grande dimension. 15 Brève description des dessins D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante d'un mode particulier de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : 20 - la figure 1 montre un divergent de moteur-fusée et une machine de tournage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective d'un outil selon l'invention, - la figure 3 est une vue selon la direction III de l'outil de la figure 2, et 25 - les figures 4A à 4G illustrent les différentes étapes d'un procédé de réalisation d'une fraisure selon l'invention. Description détaillée La figure 1 montre une vue en coupe d'un divergent 10 de moteur- 30 fusée en matériau composite au-dessus duquel est positionnée une machine de tournage verticale 20. La machine 20 est munie d'une broche 22 destinée à être entraînée en rotation autour d'un axe X, dans laquelle est monté un outil de fraisage 100 selon l'invention. Le divergent 10 comprend une paroi 12 ayant une face interne 14 et une face externe 16. Dans l'exemple illustré, 35 un orifice traversant 18 a été réalisé dans la paroi 12. Un outil 100 et un procédé selon l'invention permettent, comme cela sera expliqué 3049479 4 ultérieurement, de réaliser une fraisure 19 au niveau de l'orifice 18 sur la face interne 14 du divergent 10 en utilisant la machine de tournage verticale 20. La figure 2 montre une vue en perspective d'un outil de fraisage 5 100 selon l'invention. L'outil 100 comprend une queue 110 de forme généralement cylindrique et axisymétrique autour d'un axe longitudinal A. L'axe longitudinal A est par ailleurs destiné à coïncider avec l'axe de rotation X de la machine de tournage 20. La queue 110 est reliée à une tige 120 qui s'étend selon un axe B parallèle à l'axe longitudinal A de la queue et excentré 10 par rapport à l'axe longitudinal A. La tige 120 comprend ici une première portion 122 reliée à la queue 110, et une deuxième portion 124 dans le prolongement de la première portion 122. Dans l'exemple illustré, la deuxième portion 124 présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la première portion 122. 15 Une tête de coupe 130 fait saillie depuis la deuxième portion 122 selon une direction généralement perpendiculaire à l'axe B selon lequel s'étend la tige 120. La tête de coupe 130 comprend ici une arête de coupe 132 formant un angle inférieur ou égal à 90° avec l'axe B, par exemple compris entre 0° et 90°, ou encore compris entre 30° et 60°, qui permettra 20 de réaliser la fraisure 19. Lorsque l'arête de coupe 132 forme un angle égal à 90° avec l'axe B, l'outil permet de réaliser un lamage. Lorsque l'arête de coupe 132 forme un angle inférieur strictement à 90° avec l'axe B, l'outil permet de réaliser une fraisure. L'arête de coupe 132 peut être recouverte de tout matériau utilisé traditionnellement pour recouvrir les arêtes de coupe 25 des outils de fraisage, comme par exemple du diamant polycristallin, de l'acier rapide ou un carbure. Un méplat 140 peut être réalisé sur la queue 110 de l'outil 100. Dans l'exemple illustré, le méplat 140 s'étend sur toute la longueur de la queue 110. On notera qu'en variante le méplat peut s'étendre seulement sur 30 une partie de la queue 110, par exemple seulement sur une partie de la queue 110 à proximité de son extrémité opposée à la tige 120. Le méplat 140 est configuré pour pouvoir repérer la position angulaire de la tête de coupe 130 lorsque l'outil 100 est monté sur la broche 22 de la machine 20. Il est avantageux que le méplat 140 soit positionné, comme cela est visible sur 35 la figure 3, du côté de la tête de coupe 130 afin de réduire l'éventuel balourd 3049479 5 créé par la tige 120 et la tête de coupe 130 lorsque l'outil 100 est en mis rotation. Les différentes étapes d'un procédé de réalisation d'une fraisure 19 mettant en oeuvre une machine de tournage verticale 20 équipée d'un outil 5 100 selon l'invention vont être décrites en lien avec les figures 4A à 4G. Une étape préalable consiste à percer un orifice 18 d'axe Y et de diamètre D dans la paroi 12 du divergent. Pour réaliser cette étape, on peut utiliser la machine de tournage 20 sur laquelle a été monté un outil de perçage, de façon connue en soi. On remplace ensuite dans la machine 20 10 l'outil de perçage par l'outil de fraisage 100 selon l'invention. Puis, on positionne la tête de coupe 130 du côté de la face extérieure 16 du divergent, en face de l'orifice 18 (figure 4A). On notera que la largeur L de la tête de coupe 130 est inférieure au diamètre D de l'orifice 18 pour que celle-ci puisse être introduite dans l'orifice 18. 15 On introduit ensuite l'outil de fraisage 100 dans l'orifice 18 depuis la face externe 16 jusqu'à ce que la tête de coupe 130 s'étende au-dessus de la face interne 14, c'est-à-dire jusqu'à ce que la tête de coupe 130 soit complètement sortie de l'orifice 18 (figure 4B) et dépasse dudit orifice 18. Puis, on aligne l'axe longitudinal A de la queue avec l'axe Y de 20 l'orifice 18 (figure 4C), par exemple en déplaçant l'outil 100 latéralement. L'outil de fraisage 100 est mis en rotation par la machine de tournage 20 autour de l'axe A de la queue 110. Durant cette étape, l'axe A coïncide avec l'axe de rotation X de la machine 20. La tête de coupe 130 de l'outil 100 est ensuite tirée 25 progressivement en direction de la face interne 14 sur une distance déterminée en fonction de la profondeur de la fraisure 19 à réaliser, pour réaliser la fraisure 19 du côté de la face interne 14 du divergent 10 (figure 4D). La tête de coupe 130 est ensuite légèrement déplacée dans la 30 direction opposée à la face interne 14 pour que l'arête de coupe 132 ne soit plus au contact de la paroi 12 du divergent 10, et la rotation de l'outil 100 est interrompue (figure 4E). On peut alors décaler latéralement l'outil de fraisage 100 (figure 4F) pour pouvoir le retirer de l'orifice 18 (figure 4G). On obtient ainsi une fraisure 19. 35 Dans le présent exposé, il est bien entendu possible d'inverser la position de la machine de tournage 20 et de la placer du côté de la face 3049479 6 interne 14 pour réaliser une fraisure 19 du côté de la face externe 16, le procédé de réalisation de la fraisure restant similaire. REVENDICATIONS1. Outil de fraisage (100) comprenant une queue (110) axisymétrique autour d'un axe longitudinal (A) destiné à coïncider avec l'axe 5 de rotation (X) d'une machine de tournage (20) et une tête de coupe (130) reliée à la queue par une tige (120), caractérisé en ce que la tige (120) s'étend suivant une direction (B) parallèle et excentrée par rapport à l'axe longitudinal (A) de la queue (110) de l'outil de fraisage, et en ce que la tête de coupe (130) fait saillie 10 depuis la tige (120) dans une direction perpendiculaire à la direction (B) suivant laquelle s'étend ladite tige, la tête de coupe (130) comportant une arête de coupe (132) formant un angle inférieur ou égal à 90° avec l'axe longitudinal (A) de la queue (110) de l'outil de fraisage. 15 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige (120) présente une première portion (122) reliée à la queue (110) de l'outil de fraisage et une deuxième portion (124) depuis laquelle la tête de coupe (130) fait saillie et en ce que la deuxième portion présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur de la première portion. 20 3. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la queue comprend un méplat (140) configuré pour repérer la position angulaire de la tête de coupe (130) autour de l'axe longitudinal (A) de la queue (110). 25 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé en ce que le méplat (140) est positionné sur la queue (110) du côté de la tête de coupe (130). 5. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 30 caractérisé en ce que l'arête de coupe (132) est recouverte de diamant polycristallin, d'un acier rapide ou d'un carbure. 6. Machine de tournage verticale (20) comprenant au moins une broche (22) équipée d'un outil de fraisage (100) selon l'une quelconque des 35 revendications 1 à 5. 3049479 8 7. Procédé de réalisation d'une fraisure (19) sur la paroi (12) d'une pièce (10) comprenant les étapes suivantes : - perçage d'un orifice (18) traversant dans la paroi (12) de la pièce (10), - introduction depuis une première face (16) de la pièce d'un outil de fraisage (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans l'orifice (18), la tête de coupe (130) dudit outil de fraisage s'étendant au-dessus d'une deuxième (14) face de la pièce, - alignement de l'axe longitudinal (A) de la queue (110) de l'outil de fraisage avec l'axe (Y) de l'orifice (18), - mise en rotation de l'outil de fraisage (100) autour de l'axe longitudinal (A) de ladite queue (110), et - tirage progressif de l'outil vers la deuxième face (14) de la pièce sur une distance déterminée en fonction de la profondeur de la fraisure (19) à réaliser. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pièce est un divergent (10) de moteur-fusée réalisé en matériau composite.