Brevet FR3108863A1 — publié le 20211008

Broche haute vitesse à assistance vibratoire mécanique forcée Broche (1) pour machine-outil, comportant Un carter (10), un arbre (20) d’entraînement d’un outil de coupe, monté rotatif à l’intérieur du carter avec une possibilité de déplacement axial relativement au carter, une unique bille (200), s’interposant axialement entre une bague de roulement (202) fixe relativement au carter et une bague de roulement (201) mobile avec l’arbre, l’une de ces bagues de roulement définissant une surface de roulement inclinée (231) non perpendiculaire à l’axe de rotation de l’arbre, de telle sorte que la rotation de la bille génère une oscillation axiale de l’arbre. Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Broche haute vitesse à assistance vibratoire mécanique forcée La présente invention concerne une broche haute vitesse à assistance vibratoire mécanique forcée. La demanderesse a développé de nombreuses solutions de perçage vibratoire dans lesquelles un outil de coupe est soumis durant sa rotation à des oscillations axiales. Ces oscillations permettent de fragmenter les copeaux et d’améliorer les performances du perçage. Pour générer le déplacement axial de l’outil, de nombreuses solutions existantes reposent sur l’utilisation de roulements dont une ou des piste(s) présente(nt) une surface ondulée. Les brevets EP2790860 B1 et EP 2501518 B1 décrivent des exemples de dispositifs d’usinage vibratoire. Les roulements sont typiquement constitués par des billes dont le maintien de la position angulaire des unes par rapport aux autres lors de la rotation est assuré par une cage tournante. Dans les solutions connues, la fréquence des oscillations axiales dépend de la vitesse de rotation et du nombre d’ondulations vues par les roulements lors de leur rotation. La vitesse de rotation de l’outil dépend de sa vitesse de coupe et de son diamètre. Ainsi, plus le diamètre des perçages à réaliser diminue, plus la vitesse de rotation doit augmenter pour garder une vitesse de coupe équivalente. Or, la fréquence des oscillations axiales ne peut dépasser un seuil, qui est de l’ordre de 300 Hz environ, sous peine de générer des efforts mécaniques trop importants, en raison notamment de l’inertie des pièces en mouvement. La vitesse de rotation des broches de perçage vibratoire connues, reposant sur une transformation mécanique du mouvement de rotation en mouvement vibratoire axial, est ainsi généralement limitée à 10 000 tr/min. Dans certaines applications, de nombreux trous de petit diamètre doivent être réalisés très rapidement, pour des questions de productivité. Il est ainsi courant d’entraîner les forets de petit diamètre, en perçage conventionnel non vibratoire, à des vitesses de rotation largement supérieures à 10 000 tr/min, par exemple de l’ordre de 20 000 tr/min, afin de respecter leur vitesse de coupe. Pour certains matériaux, les copeaux générés lors de la coupe à ces vitesses de rotation, en perçage conventionnel, sont de faible longueur et s’évacuent facilement. Toutefois, d’autres matériaux génèrent des copeaux plus longs en perçage conventionnel, qui ne s’évacuent pas aussi facilement sans recours à des cycles de débourrage. Ainsi, le choix des matériaux usinables en perçage conventionnel reste limité sous peine de perdre en productivité, ce qui s’avère pénalisant dans certaines applications. Il existe, certes, des solutions de perçage vibratoire non purement mécaniques dans lesquelles le choix de la fréquence des oscillations est découplé de la vitesse de rotation de l’arbre, reposant sur l’utilisation d’éléments électromagnétiques ou piézoélectriques. Toutefois, celles-ci sont nettement plus coûteuses et complexes que les solutions purement mécaniques, et leur implémentation, si elle est mécaniquement possible, demeure non rentable sur le plan économique dans beaucoup d’applications, en particulier lorsque l’on souhaite minimiser les changements apportés au parc de machines-outils existant lors de la mise en place de la solution de perçage vibratoire. Il demeure par conséquent un besoin non satisfait ce jour, à la connaissance de la demanderesse, pour bénéficier d’une broche compacte capable de tourner à une vitesse de rotation élevée tout en soumettant l’outil de coupe à des oscillations axiales de fréquence convenant à la réduction de la longueur des copeaux qui se forment. L’invention vise à répondre à ce besoin, et elle y parvient grâce à une broche pour machine-outil, comportant Un carter, un arbre d’entraînement d’un outil de coupe, monté rotatif à l’intérieur du carter avec une possibilité de déplacement axial relativement au carter, une unique bille, s’interposant axialement entre une bague de roulement fixe relativement au carter et une bague de roulement mobile avec l’arbre, l’une de ces bagues définissant une surface de roulement inclinée non perpendiculaire à l’axe de rotation de l’arbre, de telle sorte que la rotation de la bille génère une oscillation axiale de l’arbre. L’utilisation dans l’invention d’une bille unique pour générer le mouvement d’oscillation axiale de l’arbre permet de maintenir la fréquence des oscillations axiales à une valeur compatible avec l’inertie des pièces à déplacer, y compris pour des vitesses de rotation supérieures à 10000 tr/min. De plus, l’absence de cage tournant avec la bille réduit l’échauffement du roulement aux vitesses de rotation élevées. L’invention permet si on le souhaite de réaliser une broche de perçage vibratoire compacte, pouvant se substituer à une broche conventionnelle sans autre modification de la machine-outil. De préférence, la bille est partiellement engagée dans une gorge annulaire formée sur l’arbre. Cela permet de réduire la distance à l’axe de son centre de gravité et donc le balourd lié à sa rotation, ainsi que le moment de flexion exercé par la bille sur l’arbre. De préférence, la bague de roulement fixe est celle qui définit la surface de roulement inclinée. La surface de roulement inclinée est avantageusement plane, ce qui permet de la réaliser très facilement avec une grande précision et un bon état de surface, ce qui est avantageux pour minimiser les frottements entre la bille et les bagues de roulement. De préférence, la bille est en céramique, ce qui permet d’optimiser le rapport résistance / densité. Il est préféré que la bille soit située à l’arrière de la broche. Cela limite l’effet du moment de flexion sur la qualité de guidage de l’arbre au niveau de l’outil. La broche comporte de préférence deux trains de deux roulements à billes, respectivement à l’avant et à l’arrière de la broche. Ces roulements sont de préférence à contact oblique, et flasqués. La bille est disposée de préférence en arrière du train arrière. Les roulements sont de préférence maintenus centrés avec une possibilité de déplacement axial par des lames élastiques à déformation orientée, de forme générale annulaire. Ces dernières présentent de préférence sur leur circonférence extérieure des pattes de fixation fixes relativement au carter et, entre celles-ci, des pattes de retenue des roulements, la flexibilité des portions des lames s’étendant entre les pattes de fixation et les pattes de retenue des roulements autorisant un mouvement axial des roulements lors des oscillations axiales de l’arbre. L’utilisation des lames apporte une solution élégante au problème de la garantie de rigidité radiale tout en autorisant le déplacement axial nécessaire pour que l’arbre puisse osciller axialement. Les lames présentent une raideur importante dans la direction radiale, mais leur faible épaisseur leur permet de fléchir pour suivre le déplacement axial des roulements. Les lames peuvent être superposées pour gagner en raideur radiale, tout en conservant de la flexibilité axiale. Les roulements peuvent être montés sur des paliers indexés en rotation relativement aux lames, de préférence par des goupilles traversant les lames, les paliers présentant des secteurs formant saillie sur leur tranche d’extrémité, contre lesquels les lames reposent, les lames étant au contact des bagues extérieures des roulements par leurs pattes de retenue. Ces secteurs permettent d’immobiliser les pattes de retenue des lames relativement aux paliers tout en conservant un jeu axial entre les zones immobilisées pour permettre aux portions des lames s’étendant entre elles de fléchir afin d’autoriser le déplacement axial des roulements relativement au carter lors des oscillations axiales de l’arbre. Des ressorts plats peuvent être présents pour plaquer les lames contre les bagues extérieures des roulements. Ces ressorts plats peuvent être supprimés, à l’exception de celui ou ceux servant le cas échéant d’organe élastique pour appliquer la précharge axiale de l’arbre, comme expliqué ci-dessous. La broche comporte un organe de rappel élastique qui assure le rappel de l’arbre vers l’arrière, au cours de la rotation de la bille. Cette précharge axiale de l’arbre vers l’arrière est avantageusement assurée par au moins un ressort plat. La broche peut ainsi comporter au moins un ressort plat, voire un unique ressort plat, qui exerce une force de rappel vers l’arrière. Ce ressort plat peut être situé à l’avant ou à l’arrière de la broche. Le placement à l’arrière permet d’éviter d’introduire une force de compression sur une grande longueur de rotor. L’immobilisation axiale des lames par rapport au carter peut s’effectuer de diverses façons, mais tout préférentiellement les lames sont maintenues au niveau des pattes de fixation à l’aide d’une succession d’entretoises. De préférence, la broche comporte ainsi une entretoise tubulaire principale, fixe relativement au carter, et des bagues de positionnement fixes disposées de part et d’autre de l’entretoise principale, les lames ayant leurs pattes de fixation pincées entre l’entretoise principale et les bagues de positionnement. La broche comporte de préférence des bagues d’extrémité de palier de part et d’autre des paliers, dans lesquelles sont engagées les goupilles précitées, le ou les ressorts plats s’appliquant sur une extrémité de ces bagues d’extrémité, l’autre extrémité venant en appui contre une surface fixe relativement au carter. Le carter est de préférence fermé à l’arrière par une pièce d’extrémité contre laquelle repose la bague de roulement définissant la surface de roulement inclinée. De préférence, la broche comporte une bague de roulement périphérique, coaxiale à l’arbre, pour reprendre les efforts centrifuges de la bille. Le ratio d bille /d trajectoire est de préférence compris entre ¼ et ½, où d bille désigne le diamètre de la bille et d trajectoire celui du point de contact de la bille sur la surface de roulement inclinée. L’invention a encore pour objet un procédé d’usinage, en particulier de perçage, dans lequel l’arbre d’une broche selon l’invention est entraîné à une vitesse de rotation d’au moins 10000 tr/min, par exemple comprise entre 15000 et 30000 tr/min, notamment de l’ordre de 15000 à 20000 tr/min. L’invention a encore pour objet un procédé d’usinage, en particulier de perçage, dans lequel l’arbre d’une broche selon l’invention oscille axialement avec une fréquence vibratoire comprise entre 0,4 et 0,6 oscillations axiales par tour, notamment 0,5 environ. La broche peut subir un mouvement d’avance au cours de la rotation de l’arbre, de façon conventionnelle. L’invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d’exemples de mise en œuvre non limitatifs de celle-ci, et à l’examen du dessin annexé, sur lequel : la figure 1 représente de façon schématique, en perspective, un exemple de broche selon l’invention, la figure 2 est une coupe longitudinale de la broche de la figure 1, la figure 3 représente de façon plus détaillée l’arrière de la broche, la figure 4 représente de façon plus détaillée l’avant de la broche, la figure 5 représente isolément, en perspective, une lame élastique, la figure 6 représente isolément, en perspective, une bague d’extrémité de palier, la figure 7 représente isolément, en perspective, un palier, la figure 8 représente, en coupe axiale, la bague à surface de roulement inclinée, et la figure 9 représente en coupe longitudinale une variante de réalisation de la broche. Description détaillée La broche 1 selon l’invention, représentée sur les figures 1 à 4 notamment, comporte un carter 10, de préférence métallique, de forme générale cylindrique de révolution autour d’un axe longitudinal X. Le carter 10 est monté dans un mécanisme de guidage et d’avance (non représenté), connu en lui-même, de la machine-outil. Un support 11 fixé au carter permet audit mécanisme de déplacer axialement la broche 1 de la distance nécessaire à la réalisation du perçage. La broche 1 comporte un arbre 20 qui est destiné à porter à l’avant un outil tel qu’un foret (non représenté) et qui est accouplé à l’arrière à une poulie 21 permettant de l’entraîner en rotation. Le foret a par exemple un diamètre inférieur ou égal à 2,5mm. La vitesse de rotation de l’arbre 20 est par exemple comprise entre 10000 et 20000 révolutions par minute. L’invention n’est pas limitée à un outil particulier, ni à la réalisation d’un perçage. Elle peut en particulier s’avérer utile à la réalisation d’usinages de forme tels des fraisurages, lamages… L’arbre 20 est guidé en rotation autour de l’axe X relativement au carter 10 par des trains de roulements avant 30 et arrière 40. Le train de roulements avant 30 comporte deux roulements à billes 31 à contact oblique, dont l’angle de contact vaut par exemple 15°, comportant chacun une bague intérieure 32, au contact de l’arbre 20, des billes 33, une bague extérieure 34 et des flasques 35. Les roulements 31 sont en appui l’un contre l’autre et sont engagés dans un palier avant 50. Le train de roulements arrière 40 présente une réalisation similaire, avec deux roulements à billes 41 à contact oblique, dont l’angle de contact vaut par exemple 15°, comportant chacun une bague intérieure 42, au contact de l’arbre 20, des billes 43, une bague extérieure 44 et des flasques 45. Les roulements 41 sont en appui l’un contre l’autre et sont engagés dans un palier arrière 51. La bague intérieure 42 du roulement le plus arrière vient en appui axialement contre un épaulement 23 de l’arbre 20, comme on peut le voir sur la figure 3 notamment. Une entretoise intérieure tubulaire 24 est montée sur l’arbre 20 entre les trains de roulements avant 30 et arrière 40, et vient en appui à ses extrémités contre les bagues intérieures 32 et 42 des roulements correspondants. Une bague de blocage 70 est fixée sur l’arbre 20 à l’avant et vient immobiliser et précharger axialement sur l’arbre les bagues intérieures 32 des roulements 31, l’entretoise intérieure 24 et les bagues intérieures 42 des roulements 41. La fixation de la bague 70 sur l’arbre se fait dans l’exemple illustré à l’aide de trois vis de pression à pointeau 71 qui permettent de corriger un faux rond, le cas échéant. Un joint d’étanchéité torique 72 est logé dans une gorge 73 de l’arbre 20 et s’applique sur la bague de blocage 70. Le carter 10 est fermé à l’avant par un écrou avant 90, vissé dans celui-ci, et à l’arrière par une pièce de fermeture arrière 95, laquelle peut être maintenue de diverses façon sur le carter 10, par exemple à l’aide d’un écrou 96, comme illustré sur la figure 2. L’écrou avant 90 comporte une collerette 190 dirigée vers l’avant, qui forme une chicane 192 avec une collerette 191 dirigée vers l’arrière de la bague de blocage 70. Une bague intérieure 195 est montée sur l’arbre 20 à l’arrière, et présente une collerette 196 dirigée vers l’avant, qui forme une chicane 198 avec une collerette 197 de la pièce de fermeture 95. Les chicanes 192 et 198 forment un système d’étanchéité sans contact l’avant et l’arrière de la broche 1 tout en ménageant un jeu permettant la rotation et la translation sans frottement entre les pièces tournantes et fixes en regard. Un joint torique 199 est logé dans une gorge 27 de l’arbre 20 et s’applique sur la surface en regard de la bague intérieure 195. Une succession d’entretoises est disposée dans le carter 10 au contact de sa surface intérieure, étant immobilisée entre l’écrou avant 90 et la pièce de fermeture arrière 95, à savoir, depuis l’avant vers l’arrière : Une bague formant entretoise avant 91, une bague formant entretoise de palier avant 92, une entretoise tubulaire principale 93 et une bague formant entretoise de palier arrière 94. Quatre empilements 100, 101, 102 et 103 de lames élastiques 110 s’interposent axialement respectivement entre les entretoises 91 et 92, entre les entretoises 92 et 93, entre les entretoises 93 et 94, et entre les entretoises 94 et 95. Chaque empilement 100, 101, 102 ou 103 comporte, dans l’exemple considéré, au moins deux lames 110, par exemple cinq, dont l’une d’elles a été représentée isolément à la figure 5. Chaque lame 110 présente une forme générale annulaire, et comporte des pattes de fixation 111, réparties régulièrement à sa périphérie, au nombre de trois dans l’exemple considéré, qui sont dirigées radialement vers l’extérieur et qui viennent en appui par leur bord radialement extérieur contre la surface intérieure du carter 10. La hauteur des pattes de fixation 111 est légèrement supérieure à l’épaisseur des entretoises de palier 92 et 94. Les portions en arc de cercle 112 reliant les pattes de fixation 111 portent à mi-longueur d’autres pattes 113, qui sont dirigées radialement vers l’intérieur. Ces pattes 113 présentent chacune une fente radiale 114 qui débouche, à une extrémité, sur le bord libre radialement intérieur des pattes 113 et, à l’extrémité opposée, dans un trou circulaire 115 formé sur la portion en arc de cercle 112. Le palier avant 50 est disposé entre deux bagues d’extrémité de palier 121 et 122. Des goupilles 130 sont engagées dans des perçages 140 et 141 en correspondance de ces bagues d’extrémité 121 et 122 et du palier avant 50, pour maintenir les bagues 121 et 122 dans une orientation angulaire prédéterminée par rapport au palier avant 50. Ces goupilles 130 traversent les lames 110 à la faveur des trous 115. Les fentes 114 facilitent la mise en place des goupilles 130. Ainsi, les empilements 100 et 101 sont maintenus angulairement dans une position prédéfinie par rapport au palier 50 et aux bagues d’extrémité 121 et 122. Le palier 50 et les bagues 121 et 122 présentent sur leurs faces en regard des secteurs en saillie 143, comme on peut le voir sur les figures 6 et 7, dont l’étendue angulaire correspond sensiblement à celle des pattes 113, et qui viennent enserrer entre eux celles-ci. Le palier arrière 51 est de même disposé entre des bagues d’extrémité de palier 120 et 121, et des goupilles 130 immobilisent angulairement les lames 110 disposées entre elles, comme pour le palier avant 50. Les pattes 113 des lames 110 viennent axialement au contact des bagues extérieures 32 et 42 des roulements 31 et 41. Ce montage autorise une certaine liberté de mouvement dans le sens axial des trains de roulement 30 et 40, tout en les maintenant centrés du fait de la raideur des lames 110 dans le sens radial, comme cela sera détaillé dans la suite. L’entretoise principale 93 est formée avec un épaulement 171 à chacune de ses extrémités, en retrait d’une portion d’extrémité 172 entourant la bague d’extrémité 121 ou 122 correspondante. Un ressort plat 170 est monté à l’intérieur de chaque portion d’extrémité 172 et s’interpose axialement entre l’épaulement 171 et cette bague d’extrémité 121 ou 122. A l’avant, deux ressorts plats 170 superposés sont montés autour de la bague de blocage 70 et s’interposent axialement entre l’écrou avant 90 et la bague d’extrémité 121, comme on peut le voir sur la figure 2. La pièce de fermeture 95 est formée avec un épaulement 176 et une portion d’extrémité 177 en avant de celui-ci, qui s’étend autour de la bague d’extrémité adjacente 122. Un ressort plat 170 est monté à l’intérieur de la portion d’extrémité 177 et s’interpose axialement entre la pièce de fermeture 95 et la bague d’extrémité adjacente 122. Les ressort plats 170 assurent le pincement des lames élastiques autour des roulements avant et arrière par les bagues d’extrémité 121 et 122, via l’appui des pattes 113 sur les bagues extérieures des roulements. La présence d’un ressort plat supplémentaire 170 à l’avant, entre l’écrou 90 et la bague d’extrémité adjacente 121, crée une sollicitation élastique permanente de l’arbre 20 vers l’arrière afin presser la bille 200 sur les bagues 201 et 202. Conformément à l’invention, la broche 1 comporte un mécanisme permettant de générer des oscillations axiales de l’arbre 20 au cours de sa rotation. Ce mécanisme comporte une unique bille 200 qui roule entre une bague de roulement tournante 201, montée sur l’arbre 20 et tournant avec celui-ci, et une bague de roulement fixe 202, portée par la pièce de fermeture 95. Une bague de roulement périphérique 203 est insérée dans la pièce de fermeture 95, après l’épaulement 176, et s’étend autour de la trajectoire suivie par la bille 200 lors de sa rotation. Cette bague périphérique 203 permet de reprendre les efforts centrifuges lors de la rotation de la bille 200. La bague tournante 201 est maintenue contre un épaulement 28 de l’arbre 20, qui borde une gorge annulaire 29 dont la concavité épouse sensiblement la trajectoire suivie par la bille 200. La bague de roulement 202 présente une face arrière 230, qui est plane et perpendiculaire à son axe, et une face avant 231 qui est plane et s’étend obliquement, comme on le voit sur la figure 8, la normale à cette face faisant un angle g avec l’axe de la bague de roulement 202, qui est de quelques degrés, par exemple de l’ordre de 0.3° dans l’exemple considéré. La formule donnant g est : g = Arctan(amplitude / d trajectoire ), avec « amplitude » correspondant à la variation totale pic / vallée de l’oscillation vibratoire, d trajectoire étant le diamètre de la trajectoire du point de contact. Ainsi, lors de sa rotation autour de l’axe X, la bille 200 effectue un déplacement axial périodique et sinusoïdal qui est dû à l’inclinaison de la face avant 231. La bille 200 est seulement en contact, lors de sa rotation à vitesse élevée, avec la bague de roulement fixe 202, la bague de roulement tournante 201 et la bague de roulement périphérique 203. Du fait de l’utilisation d’une seule bille, le roulement de cette dernière induit des contraintes de fléchissement sur l’arbre, lequel demeure toutefois maîtrisé et d’amplitude acceptable du fait de la distance relativement faible séparant la bille 200 de l’axe de broche 20. Le fait de ne pas avoir d’ondulations sur la surface de roulement 231 mais une surface plane, permet de réaliser celle-ci très facilement, avec un très bon état de surface. De préférence, la bille 200 est en céramique. Son diamètre est de préférence supérieur ou égal à 5mm, ce qui permet de réduire les pressions de Hertz au niveau des contacts. Son diamètre est par exemple de 6mm. Pour monter la broche 1, on peut disposer tous les éléments constitutifs internes sur l’arbre 20, et insérer l’ensemble par l’extrémité avant du carter 10, la pièce de fermeture 95 étant déjà en place, puis fixer l’écrou avant 90. Le fonctionnement de la broche 1 est le suivant. L’arbre 20 est entraîné en rotation par la poulie 21, par exemple par une courroie. La bille 200 roule entre les bagues de roulement 201 et 202, et ce faisant déplace l’arbre 20 vers l’avant à l’encontre de la précharge liée à la présence d’un ressort plat additionnel 170 à l’avant. Le mouvement de l’arbre 20 est possible du fait de la présence des lames 110 dont les portions arquées 112 peuvent fléchir en raison du jeu ménagé en regard de celles-ci par la présence des secteurs 143. Ce fléchissement permet aux paliers avant 50 et arrière 51 de se déplacer axialement pour suivre les oscillations imposées par le mouvement de la bille 200. On obtient ainsi des oscillations axiales de l’arbre 20, dont la fréquence est donnée à la fois par la vitesse de rotation de l’arbre 20 et par la formule de Willis appliquée à ce roulement à trois points de contact. La course axiale de l’arbre 20 durant le mouvement oscillatoire est par exemple comprise entre 0,02 mm et 0,15 mm. L’arbre de la broche oscille avec une fréquence vibratoire comprise entre 0,4 et 0,6 oscillations par tour, par exemple environ 0,5. La présence de la gorge 29 sur l’arbre 20, dans laquelle la bille 200 s’inscrit partiellement, réduit la distance de la bille 200 à l’axe X et donc le phénomène de balourd lié à l’emploi d’une seule bille 200. De plus, on réduit la distance parcourue par la bille 200 et l’usure qui en résulte. Enfin, on réduit le moment fléchissant induit par le chargement asymétrique à une seule bille. Bien entendu, l’invention n’est pas limitée à l’exemple qui vient d’être décrit. On peut par exemple fermer autrement le carter 10 à l’arrière, comme illustré sur la figure 9. Sur cette figure, on voit que la pièce de fermeture arrière 95 est retenue dans le carter par un anneau élastique 300 monté dans une gorge correspondante du carter 10, ce qui diminue l’encombrement axial et radial du carter. On peut supprimer les ressorts plat, à l’exception de celui servant à constituer la précharge axiale de l’arbre. Le ressort plat servant à assurer la précharge axiale de l’arbre peut être disposé à l’arrière, c’est-à-dire là où sur la figure 2 se trouve le ressort plat 170 entre l’épaulement arrière 171 et la bague 121 adjacente au roulement 41 radialement intérieur au palier 51. Broche (1) pour machine-outil, comportant Un carter (10), un arbre (20) d’entraînement d’un outil de coupe, monté rotatif à l’intérieur du carter avec une possibilité de déplacement axial relativement au carter, une unique bille (200), s’interposant axialement entre une bague de roulement (202) fixe relativement au carter et une bague de roulement (201) mobile avec l’arbre, l’une de ces bagues de roulement définissant une surface de roulement inclinée (231) non perpendiculaire à l’axe de rotation de l’arbre, de telle sorte que la rotation de la bille génère une oscillation axiale de l’arbre. Broche selon la revendication 1, la bille (200) étant partiellement engagée dans une gorge annulaire (29) formée sur l’arbre (20). Broche selon l’une des revendications 1 et 2, la bague de roulement fixe (202) étant celle qui définit la surface de roulement inclinée (231). Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, la surface de roulement inclinée (231) étant plane. Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, la bille (200) étant en céramique. Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, la bille (200) étant située à l’arrière de la broche (1). Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant deux trains (30, 40) de deux roulements à billes respectivement à l’avant et à l’arrière de la broche. Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, une précharge axiale de l’arbre vers l’arrière étant assurée par au moins un ressort plat (170). Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, les roulements étant maintenus par des lames (110) de forme générale annulaire, présentant sur leur circonférence extérieure des pattes de fixation (111) fixes relativement au carter et, entre celles-ci, des pattes (113) de retenue des roulements, la flexibilité des portions (112) des lames s’étendant entre les pattes de fixation (111) et les pattes (113) de retenue des roulements autorisant un mouvement axial des roulements lors des oscillations axiales de l’arbre, et de préférence des empilements de lames (110). Broche selon la revendication 9, les roulements étant montés sur des paliers (50 ; 51) bloqués en rotation relativement aux lames par des goupilles (130) traversant les lames, les paliers présentant des secteurs (143) formant saillie sur leur tranche d’extrémité, contre lesquels les lames reposent au niveau des pattes (113) de retenue des roulements, les lames (110) étant au contact des bagues extérieures (34, 44) des roulements via les pattes de retenue (113). Broche selon l’une des revendications 9 et 10, comportant des ressorts plats (170) pour plaquer les lames contre les bagues extérieures des roulements. Broche selon l’une quelconque des revendications 9 à 11, comportant une entretoise tubulaire principale fixe (93) relativement au carter et des bagues de positionnement fixes (92, 94) disposées de part et d’autre de l’entretoise principale (93), les lames (110) ayant leurs pattes de fixation (111) pincées entre l’entretoise principale (93) et les bagues de positionnement (92, 94). Broche selon l’une quelconque des revendications 9 à 12, comportant des bagues d’extrémité (121, 122) de part et d’autre des paliers (50, 51), dans lesquelles sont engagées les goupilles (130), les ressorts plats (170) s’appliquant sur une extrémité de ces bagues d’extrémité, l’autre extrémité venant en appui contre les pattes de retenue (113) des lames. Broche selon l’une des revendications 9 à 14, les roulements 31 et 41 étant à contact oblique. Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une bague de roulement périphérique (203) coaxiale à l’arbre, pour reprendre les efforts centrifuges de la bille (200). Broche selon l’une quelconque des revendications précédentes, le ratio d bille /d trajectoire étant compris entre ¼ et ½, où d bille désigne le diamètre de la bille et d trajectoire celui du point de contact de la bille sur la surface de roulement inclinée. Procédé d’usinage, en particulier de perçage, dans lequel l’arbre d’une broche telle que définie dans l’une quelconque des revendications précédentes est entraîné à une vitesse de rotation d’au moins 10000 tr/min, mieux comprise entre 15000 et 30000 tr/min. Procédé d’usinage, en particulier de perçage, dans lequel la fréquence vibratoire de l’arbre de la broche selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, éventuellement combinées à la revendication 17, est comprise entre 0,4 et 0,6 oscillations axiales par tour, notamment est de 0,5 environ.