Brevet FR3058080A1 — publié le 20180504

La présente invention concerne un élément d'usinage tangentiel destiné à équiper une tête d'usinage et configuré pour usiner une pièce à usiner par enlèvement de matière, et plus particulièrement pour réduire le diamètre d'une pièce à usiner, telle qu'une barre d'armature. Un dispositif d'usinage pour réduire le diamètre d'une pièce à usiner, également appeler dispositif de pelage ou d'écroutage, comporte de façon connue : - une tête d'usinage comportant une pluralité d'éléments d'usinage tangentiels, chaque élément d'usinage tangentiel comportant une surface d'usinage qui est sensiblement plane et qui définit au moins en partie une arête d'usinage configurée pour réduire le diamètre extérieur d'une portion d'extrémité de la pièce à usiner, et - un élément de support destiné à supporter et retenir la pièce à usiner, l'élément de support étant monté mobile en translation par rapport à la tête d'usinage selon une direction de déplacement parallèle à la direction d'extension de la pièce à usiner. Un tel dispositif d'usinage peut en outre comporter un organe de manoeuvre destiné à être manipulé par un opérateur et configuré pour déplacer l'élément de support selon direction de déplacement. Ainsi, un tel dispositif d'usinage requiert la présence d'un opérateur durant toute l'étape d'usinage de la pièce à usiner, afin d'assurer en particulier une avance de l'élément de support, et donc de la pièce à usiner, vers la tête d'usinage. Cependant, le résultat obtenu à l'aide d'un tel dispositif d'usinage est fortement lié à l'habileté de l'opérateur. En effet, une avance irrégulière de la pièce à usiner induit nécessairement des défauts de surface sur la portion usinée de la pièce à usiner. De ce fait, une étape de « rattrapage » est souvent prévue après l'étape d'usinage afin de corriger les défauts de surface obtenus à l'aide d'un tel dispositif d'usinage. Pour pallier ces inconvénients, des dispositifs d'usinage à commande numérique ont été développés. Un dispositif d'usinage à commande numérique permet plus particulièrement de commander automatiquement l'avance de l'élément de support vers la tête d'usinage, et donc d'obtenir une pièce avec un état de surface lisse. Toutefois, les coûts de fabrication d'un tel dispositif d'usinage à commande numérique sont bien plus élevés que les coûts de fabrication d'un dispositif d'usinage conventionnel, ce qui induit une augmentation sensible des coûts d'usinage de la pièce à usiner. 3058080 2 La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. Le problème technique à la base de l'invention consiste donc à fournir un élément d'usinage tangentiel qui soit de structure simple et économique, tout en 5 assurant un usinage régulier et à moindres coûts d'une pièce à usiner. A cet effet, la présente invention concerne un élément d'usinage tangentiel destiné à équiper une tête d'usinage et configuré pour usiner une pièce à usiner par enlèvement de matière, l'élément d'usinage tangentiel comportant : - une face avant, 10 - une face arrière qui est opposée à la face avant et qui est configurée pour venir en butée contre une surface de butée appartenant à la tête d'usinage, - une face d'usinage reliant la face avant à la face arrière, l'intersection entre la face avant et la face d'usinage définissant une arête d'attaque, la face d'usinage comportant : 15 - une première partie d'usinage s'étendant à partir de l'arête d'attaque et le long de l'arête d'attaque, la première partie d'usinage comportant des nervures d'usinage sensiblement parallèles les unes aux autres, et - une deuxième partie d'usinage s'étendant entre la première partie d'usinage et la face arrière, la deuxième partie d'usinage comportant une 20 surface d'usinage qui est sensiblement plane, - une arrête d'usinage comportant au moins : - une première partie d'arête, également dite partie d'entraînement, définie en partie par les nervures d'usinage de la première partie d'usinage, la première partie d'arête étant configurée pour ménager un filetage sur la 25 pièce à usiner et pour déplacer la pièce à usiner par rapport à l'élément d'usinage tangentiel selon une direction de déplacement axiale, et - une deuxième partie d'arête, également dite partie de coupe, définie en partie par la surface d'usinage de la deuxième partie d'usinage, la deuxième partie d'arête étant configurée pour réduire le diamètre extérieur d'au moins une 30 portion, et par exemple une portion d'extrémité, de la pièce à usiner à une valeur prédéterminée. En d'autres termes, la deuxième partie d'arête est configurée pour cylindrer une portion de la pièce à usiner à un diamètre prédéterminé. Une telle configuration de l'élément d'usinage tangentiel permet, après 35 mise en contact de la pièce à usiner avec la tête d'usinage par l'opérateur, d'assurer une avance régulière et automatique de la pièce à usiner du fait de la création d'un 3058080 3 filetage sur cette dernière par l'intermédiaire de la première partie d'arête, ce filetage étant ensuite enlever par la deuxième partie d'arête qui permet également de réduire le diamètre de la pièce à usiner à la valeur souhaitée. L'avance par tour de la pièce à usiner ou de l'élément d'usinage peut être aisément adaptée en modifiant le pas du 5 filetage, c'est-à-dire en modifiant la configuration des nervures d'usinage. Ainsi, l'élément d'usinage tangentiel selon la présente invention permet d'assurer une avance automatique sur un dispositif d'usinage initialement manuel, et supprime également le besoin d'avoir soit une poussée hydraulique, soit une visse-mère mécanique, soit un axe piloté par une commande numérique pour assurer 10 l'avance de la pièce à usiner ou de la tête d'usinage. Il en résulte un dispositif d'usinage plus simple, plus robuste et moins onéreux. Il doit être noté que l'élément d'usinage tangentiel selon la présente invention pourra être utilisé pour réduire le diamètre d'une pièce à usiner, avant de réaliser un filetage ultérieur, par exemple par roulage ou déformation, sur la portion 15 usinée à l'aide d'un tel élément d'usinage tangentiel. En outre, le fait de réaliser un filetage en premier sur la pièce à usiner permet d'obtenir avec un seul passage d'usinage une importante diminution du diamètre de la pièce à usiner du fait de la formation de multiples copeaux obtenus notamment par les sillons formés par le filetage et ensuite l'arasage des filets. Par 20 conséquent, l'élément d'usinage tangentiel selon la présente invention permet la réalisation d'un outil étagé permettant une prise de copeau très profonde et rapide. L'élément d'usinage tangentiel peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième partie d'arête 25 est configurée pour araser le filetage ménagé par la première partie d'arête. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'usinage tangentiel comporte une première face latérale et une deuxième face latérale opposée à la première face latérale, l'intersection entre la première face latérale et la face d'usinage définissant l'arrête d'usinage. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface d'usinage et les sommets des nervures d'usinage s'étendent sensiblement dans un même plan d'extension. Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie d'usinage comporte une surface biseautée, également appelée chanfrein d'entrée, s'étendant 35 depuis et le long de l'arête d'attaque. La présence d'une telle surface biseautée participe également à la formation des multiples copeaux obtenus, et donc à la 3058080 4 possibilité d'obtenir une importante diminution du diamètre de la pièce à usiner en un seul passage d'usinage. Selon un mode de réalisation de l'invention, la face arrière est biseautée. Selon un mode de réalisation de l'invention, la face avant est 5 sensiblement plane, et la face arrière est sensiblement plane et inclinée par rapport à la face avant. Selon un mode de réalisation de l'invention la première face latérale est biseautée. Selon un mode de réalisation de l'invention, la deuxième face latérale est 10 sensiblement plane, et la première face latérale est sensiblement plane et inclinée par rapport à la deuxième face latérale. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'usinage tangentiel comprend en outre une face de montage destinée à être montée sur un dispositif de retenue appartenant à la tête d'usinage, la face de montage étant 15 opposée à la face d'usinage. Selon un mode de réalisation de l'invention, la face de montage comporte une surface d'appui destinée à prendre appui contre une surface d'appui complémentaire prévue sur le dispositif de retenue, la surface d'appui étant sensiblement parallèle à la surface d'usinage. 20 Selon un mode de réalisation de l'invention, la face de montage comporte une surface de serrage configurée pour coopérer avec un élément de serrage appartenant au dispositif de retenue. Selon un mode de réalisation de l'invention, la surface de serrage est biseautée. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, la face montage comporte une rainure de serrage débouchant dans la face avant et définissant la surface de serrage. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'usinage tangentiel présente une forme générale parallélépipédique. 30 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément d'usinage tangentiel est allongé et s'étend selon une direction d'extension, l'arête d'attaque s'étendant selon la direction d'extension de l'élément d'usinage tangentiel et l'arête d'usinage s'étendant transversalement à la direction d'extension de l'élément d'usinage tangentiel. 35 Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque nervure d'usinage présente une section transversale sensiblement triangulaire. 3058080 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce à usinier est allongée et s'étend selon une direction d'extension. La pièce à usinier peut être une barre métallique, et par exemple une barre d'armature, également appelée rond à béton. 5 La présente invention concerne en outre une tête d'usinage comportant une pluralité d'éléments d'usinage tangentiels selon la présente invention. La présente invention concerne également un dispositif d'usinage comportant : - une tête d'usinage selon la présente invention, et 10 - un élément de support destiné à supporter et retenir une pièce à usiner, l'élément de support étant monté mobile par rapport à la tête d'usinage selon une direction de déplacement. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de support est un chariot de support. 15 Selon un mode de réalisation de l'invention, la direction de déplacement est sensiblement parallèle à la direction d'extension de la pièce à usinier. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif d'usinage comporte en outre au moins un élément de guidage configuré pour guider l'élément de support lors d'un déplacement, selon une direction de déplacement, de l'élément 20 de support par rapport à la tête d'usinage. De toute façon l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence aux dessins schématiques annexés représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet élément d'usinage tangentiel. Figure 1 est une vue en perspective d'un élément d'usinage tangentiel 25 selon la présente invention. Figure 2 est une vue de côté de l'élément d'usinage tangentiel de la figure 1. Figure 3 est une vue avant de l'élément d'usinage tangentiel de la figure 1. 30 Figure 5 est une vue schématique d'un dispositif d'usinage comportant une pluralité d'éléments d'usinage tangentiels de la figure 1. Figure 6 est une vue de face d'une tête d'usinage appartenant au dispositif d'usinage de la figure 4. Figure 7 est une vue en perspective d'un dispositif de retenue 35 appartenant à la tête d'usinage de la figure 5 et équipé de l'élément d'usinage tangentiel de la figure 1. 3058080 6 Figure 8 est une vue en coupe du dispositif de retenue de la figure 6. Les figures 1 à 4 représentent un élément d'usinage tangentiel 2 configuré pour usiner une pièce à usiner 3 par enlèvement de matière. La pièce à usinier 3 peut être par exemple une barre métallique, telle qu'une barre d'armature. 5 L'élément d'usinage tangentiel 2 est allongé et s'étend selon une direction d'extension De. L'élément d'usinage tangentiel 2 présente plus particulièrement une forme générale parallélépipédique, et comporte ainsi six faces opposées deux à deux. L'élément d'usinage tangentiel 2 comporte notamment une face avant 4, 10 également nommée face d'attaque, s'étendant selon la direction d'extension De, et une face arrière 5 opposée à la face avant 4 et s'étendant également selon la direction d'extension De. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la face avant 4 est plane, et la face arrière est biseautée, c'est-à-dire est inclinée par rapport à la face avant 4. 15 L'élément d'usinage tangentiel 2 comporte également une face de montage 6 reliant la face avant 4 à la face arrière 5 et s'étendant selon la direction d'extension De. La face de montage 6 comporte une surface d'appui 7 qui est sensiblement plane et s'étend sur toute la longueur de la face de montage 6. La surface d'appui 7 présente avantageusement une forme générale rectangulaire. La 20 face de montage 6 comporte également une rainure de serrage 8 qui débouche dans la face avant 4 et qui et s'étend sur toute la longueur de la face de montage 6. La rainure de serrage 8 définit plus particulièrement une surface de serrage 9, qui peut par exemple être biseautée. L'élément d'usinage tangentiel 2 comporte en outre une face d'usinage 25 11 opposée à la face de montage 6. La face d'usinage 11 relie la face avant 4 à la face arrière 5 et s'étendant selon la direction d'extension De. L'intersection entre la face avant 4 et la face d'usinage 11 définit une arête d'attaque 12 s'étendant selon la direction d'extension De, tandis que l'intersection entre la face arrière 5 et la face d'usinage 11 définit une arête arrière 13 s'étendant également selon la direction 30 d'extension De. La face d'usinage 11 comporte plus particulièrement une première partie d'usinage 14 s'étendant à partir et le long de l'arête d'attaque 12. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la première partie d'usinage 14 comporte une surface biseautée 14.1 s'étendant depuis et le long de l'arête d'attaque 12, et des 35 nervures d'usinage 14.2 sensiblement parallèles les unes aux autres. Les nervures d'usinage 14.2 peuvent par exemple être légèrement inclinées par rapport à la 3058080 7 direction d'extension De. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, chaque nervure d'usinage 14.2 présente une section transversale sensiblement triangulaire. La face d'usinage 11 comporte de plus une deuxième partie d'usinage 15 5 s'étendant entre la première partie d'usinage 14 et la face arrière 5. La deuxième partie d'usinage 15 comporte plus particulièrement une surface d'usinage 15.1 qui est avantageusement plane et sensiblement parallèle à la surface d'appui 7. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, les nervures d'usinage 15.2 sont disposées entre la surface biseautée 14.1 et la surface d'usinage 15.1, et les sommets 10 14.3 des nervures d'usinage 14.2 s'étendent dans un même plan d'extension que la surface d'usinage 15.1. L'élément d'usinage tangentiel 2 comporte de plus une première face latérale 16 s'étendant transversalement à la direction d'extension De, et une deuxième face latérale 17 opposée à la première face latérale 16 et s'étendant 15 également transversalement à la direction d'extension De. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la deuxième face latérale 17 est plane et s'étend perpendiculairement à la surface d'usinage 7, et la première face latérale 16 est biseautée, c'est-à-dire est inclinée par rapport à la deuxième face latérale 17. L'intersection entre la première face latérale 16 et la face d'usinage 11 20 définit plus particulièrement une arrête d'usinage 18 comportant successivement de l'avant vers l'arrière : - une partie d'arête 18.1 définie en partie par la surface biseautée 14.1, la partie d'arête 18.1 étant configurée pour réduire le diamètre extérieur d'une portion d'extrémité de la pièce à usiner 3, 25 - une partie d'arête 18.2 définie en partie par les nervures d'usinage 14.2 de la première partie d'usinage 14, la partie d'arête 18.2 étant configurée pour ménager un filetage 19 sur la pièce à usiner 3 et pour déplacer la pièce à usiner 3 par rapport à l'élément d'usinage tangentiel 2 selon une direction de déplacement Dd, et - une partie d'arête 18.3 définie en partie par la surface d'usinage 15.1 de 30 la deuxième partie d'usinage 15, la partie d'arête 18.3 étant configurée pour araser le filetage 19 ménagé par la partie d'arête 18.2 et pour réduire le diamètre extérieur de la portion d'extrémité de la pièce à usiner 3. En conditions d'utilisation, la partie d'arête 18.1, la partie d'arête 18.2 et la partie d'arête 18.3 sont configurées pour générer respectivement un premier 35 copeau, un deuxième copeau et un troisième copeau. 3058080 8 Un tel élément d'usinage tangentiel 2 est plus particulièrement destiné à équiper un dispositif d'usinage 21, tel que schématisé à la figure 5. Le dispositif d'usinage 21, également appelé dispositif d'écroutage ou de pelage, comporte notamment une tête d'usinage 22 pourvue d'une pluralité d'éléments d'usinage 5 tangentiels 2 régulièrement décalés angulairement les uns des autres, et un élément de support 23, tel qu'un chariot de support, destiné à supporter et retenir une pièce à usiner 3. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'élément de support 23 est monté mobile en translation par rapport à la tête d'usinage 22 selon une direction de déplacement Dd sensiblement parallèle à la direction d'extension de la pièce à usinier 10 3, et est donc configuré pour se déplacer en direction de la tête d'usinage 22. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la tête d'usinage 22 pourrait être montée mobile en translation par rapport à l'élément de support 23 selon une direction de déplacement Dd sensiblement parallèle à la direction d'extension de la pièce à usinier 3, et donc être configurée pour se déplacer en direction de l'élément de support 23. 15 En outre, selon un mode de réalisation de l'invention, la tête d'usinage 22 pourrait être mobile en rotation autour d'un axe de rotation, et l'élément de support 23 pourrait être configuré pour immobiliser en rotation la pièce à usiner 3. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la tête d'usinage 22 pourrait être immobile en rotation, et l'élément de support 23 pourrait être configuré pour 20 entraîner en rotation la pièce à usiner 3 selon l'axe d'extension de cette dernière. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures, la tête d'usinage 22 comporte quatre éléments d'usinage tangentiels 2. Cependant, la tête d'usinage 22 pourrait bien entendu comporter moins de quatre ou plus de quatre éléments d'usinage tangentiels 2. 25 Comme montré sur la figure 6, la tête d'usinage 22 comporte une pluralité de dispositifs de retenue 24 comportant chacun un bloc de retenue 24.1, et un élément de serrage 24.2 fixé sur le bloc de retenue 24.1 respectif et configuré pour serrer un élément d'usinage tangentiel 2 contre le bloc de retenue 24.1 respectif. Comme montré plus particulièrement sur les figures 7 et 8, la face arrière 30 5 d'un élément d'usinage tangentiel 2 est configurée pour venir en butée contre une surface de butée 25 prévue sur le bloc de retenue 22.1 respectif, et la surface d'appui 7 d'un élément d'usinage tangentiel 2 est configurée pour venir en appui contre une surface d'appui complémentaire 26 prévue sur le bloc de retenue 22.1 respectif. En outre, la surface de serrage 9 d'un élément d'usinage tangentiel 2 est configurée pour 35 coopérer avec l'élément de serrage 24.2 du dispositif de retenue 24 respectif. 3058080 9 Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cet élément d'usinage tangentiel, décrite ci-dessus à titre d'exemple, elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation. REVENDICATIONS1. Elément d'usinage tangentiel (2) destiné à équiper une tête d'usinage (22) et configuré pour usiner une pièce à usiner (3) par enlèvement de matière, l'élément d'usinage tangentiel (2) comportant : - une face avant (4), - une face arrière (5) qui est opposée à la face avant (4) et qui est configurée pour venir en butée contre une surface de butée (25) appartenant à la tête d'usinage (22), - une face d'usinage (11) reliant la face avant (4) à la face arrière (5), l'intersection entre la face avant (4) et la face d'usinage (11) définissant une arête d'attaque (12), la face d'usinage (11) comportant : - une première partie d'usinage (14) s'étendant à partir de l'arête d'attaque (12) et le long de l'arête d'attaque (12), la première partie d'usinage (14) 15 comportant des nervures d'usinage (14.2) sensiblement parallèles les unes aux autres, et - une deuxième partie d'usinage (15) s'étendant entre la première partie d'usinage (14) et la face arrière (5), la deuxième partie d'usinage (15) comportant une surface d'usinage (15.1) qui est sensiblement plane, 20 - une arrête d'usinage (18) comportant au moins : - une première partie d'arête (18.2) définie en partie par les nervures d'usinage (14.2), la première partie d'arête (18.2) étant configurée pour ménager un filetage (19) sur la pièce à usiner (3) et pour déplacer la pièce à usiner (3) par rapport à l'élément d'usinage tangentiel (2) selon une direction de déplacement 25 (Dd), et - une deuxième partie d'arête (18.3) définie en partie par la surface d'usinage (15.1), la deuxième partie d'arête (18.3) étant configurée pour réduire le diamètre extérieur d'au moins une portion, et par exemple une portion d'extrémité, de la pièce à usiner (3). 30 2. Elément d'usinage tangentiel (2) selon la revendication 1, dans lequel la deuxième partie d'arête (18.3) est configurée pour araser le filetage (19) ménagé par la première partie d'arête (18.2). 3058080 11 3. Elément d'usinage tangentiel (2) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la surface d'usinage (15.1) et les sommets (14.3) des nervures d'usinage (14.2) s'étendent sensiblement dans un même plan d'extension. 5 4. Elément d'usinage tangentiel (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie d'usinage (14) comporte une surface biseautée (14.1) s'étendant depuis et le long de l'arête d'attaque (12). 5. Elément d'usinage tangentiel (2) selon l'une quelconque des 10 revendications 1 à 4, lequel comprend en outre une face de montage (8) destinée à être montée sur un dispositif de retenue (24) appartenant à la tête d'usinage (22), la face de montage (8) étant opposée à la face d'usinage (11). 6. Elément d'usinage tangentiel (2) selon la revendication 5, dans lequel 15 la face de montage (8) comporte une surface d'appui (7) destinée à prendre appui contre une surface d'appui complémentaire 26) prévue sur le dispositif de retenue (24), la surface d'appui (7) étant sensiblement parallèle à la surface d'usinage (15.1). 7. Elément d'usinage tangentiel (2) selon la revendication 5 ou 6, dans 20 lequel la face de montage (8) comporte une surface de serrage (9) configurée pour coopérer avec un élément de serrage (24.2) appartenant au dispositif de retenue (24). 8. Elément d'usinage tangentiel (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, lequel présente une forme générale parallélépipédique. 9. Elément d'usinage tangentiel (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, lequel est allongé et s'étend selon une direction d'extension (De), l'arête d'attaque (11) s'étendant selon la direction d'extension (De) et l'arête d'usinage (18) s'étendant transversalement à la direction d'extension (De). 10. Tête d'usinage (22) comportant une pluralité d'éléments d'usinage tangentiels (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11. Dispositif d'usinage comportant : 35 - une tête d'usinage (22) selon la revendication 10, et 25 30 3058080 12 - un élément de support (23) destiné à supporter et retenir une pièce à usiner (3), l'élément de support (23) étant monté mobile par rapport à la tête d'usinage (22) selon une direction de déplacement.