"Outil pour usiner les orifices par déformation plastique" <EMI ID=1.1>
pour objet un outil destiné à l'usinage d'orifices, en particulier pour l'usinage d'orifices par déformation plastique.
Il est avantageux d'utiliser la présente invention, notamment, pour la
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des exigences de haute précision (dans une plage de tolérance limitée à des
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général à satisfaire ces exigences en faisant appel à l'usinage par coupe,
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temps on s'efforce de plus en plus souvent de réaliser les opérations de finition par la méthode de déformation plastique, qui assure un écrouissage de la surface déformée et supprime en outre les défauts éventuels inhérents aux autres genres d'usinage, tels que la rectification, qui peuvent provoquer des fissurations, etc. Pour la finition par déformation plastique on utilise dans les constructions mécaniques des outils de différentes conceptions. On
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rigidement sur un porte-tête. Pendant l'usinage, le mandrin est animé d'un seul mouvement de travail le long de l'orifice à usiner, au cours duquel s'effectue l'égalisation (le lissage) de la surface de l'orifice. L'inconvénient de cet outil est sa basse tenue, due au fait que seule une bande étroite diamétrale de la tête de déformation participe au travail, ce qui réduit la précision et: la qualité de l'usinage.
On connaît également des outils rotatifs de différentes conceptions, qui reçoivent non seulement un mouvement le long de l'axe de l'orifice mais aussi un mouvement autour de cet axe. Ainsi, un outil connu pour l'usinage d'orifices, décrit dans le certificat d'auteur n[deg.] 180499, cl. B23b, comporte des éléments de déformation en forme de billes montées sur un support, dans un séparateur, et roulant suivant un cône d'appui, ces billes comportant un méplat d'.appui et étant logées dans le séparateur sous un angle aigu par rapport à l'axe du support pour assurer son avance automatique. Toutefois,
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en contact avec la surface de l'orifice à .usiner que par une bande diamétral* étroite de leur surface, de sorte que ce sont toujours les mêmes parties des billes qui sont soumises à l'usure, ce qui affecte à la fois la tenue de l'outil et la qualité de la surface usinée.
On s'est donc proposé de mettre au point un outil pour l'usinage d'orifices par déformation plastique,' dont la tête et .les éléments de déformation disposés sur celle-ci seraient conçus de façon à réduire l'usure de l'outil et assurer l'usinage des orifices par roulage de ce
dernier sur leur surface avec égalisation ou lissage simultané de celle-ci.
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déformation plastique, du type comprenant une tête portant des éléments de déformation et montée sur le tourillon d'un porte-tête, caractérisé, suivant l'invention, en ce que ladite tête est montée sur le tourillon du porte-tête de manière à pouvoir tourner autour d'un axe incliné par rapport
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Au cours de l'usinage de l'orifice, les éléments de déformation
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mouvements rotatifs de l'ébauche comportant l'orifice à usiner et de la tête
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remplacent automatiquement et continuellement, de sorte que l'usure des éléments de déformation diminue d'autant de fois qu'il y a de parties actives de longueur dans la longueur de chaque élément de déformation, dans la
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La disposition des surfaces actives des éléments de déformation suivant une sphère imaginaire assure l'obtention d'une longueur maximale de chaque élément de déformation et, par conséquent, de leur usure minimale.
En outre, une telle réalisation de la tête permet d'effectuer simultané- ment l'usinage des orifices par roulage et l'égalisation (lissage) de leur surface.
Il est avantageux de réaliser les éléments de déformation sous forme de saillies sur la surface de la tête.
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la surface de contact entre la tête et la surface de l'orifice et d'augmenter les tensions de contact au cours de l'usinage, ce qui permet d'effectuer simultanément la déformation par roulage et l'égalisation (lissage) de la surface de l'orifice en n'appliquant qu'un minimum des forces et de puissance.
Il est possible de disposer les saillies suivant des sections planes de la tête.
Une telle disposition des saillies permet de simplifier la fabrication de -l'outil.
On peut aussi disposer les saillies sous un angle par rapport aux sections axiales de la tête.
En disposant les saillies sous un angle par rapport aux sections axiales de la tête on obtient la possibilité de réaliser l'usinage soit suivant tout le périmètre de l'orifice, soit suivant une partie de celui-ci, selon l'angle choisi d'inclinaison des saillies lors de la rotation de la tête sous l'action de la paroi de l'orifice à usiner, ce qui supprime la nécessité de faire appel à une commande spéciale pour la rotation de la
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élargies, et on peut par exemple usiner des orifices à pans.
Il est également possible de disposer les saillies suivant au moins une ligne hélicoïdale.
Dans ce cas, la longeur active des éléments de déformation augmente, leur usure décroît, les conditions de travail de l'outil s'améliorent. Notamment, l'engagement de l'outil dans l'orifice à usiner s'effectue d'une manière plus douce.
En cas d'usinage d'orifices de précision, il est avantageux, pour simplifier la conception de l'outil, que les éléments de déformation soient rigidement liés à la tête, car cela assure en même temps le calibrage des orifices à usiner.
S'il est nécessaire d'usiner les orifices avec des tolérances . relativement grandes, mesurées en centièmes de millimètre ou plus, il est
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Dans le but de simplifier la conception de l'outil et d'élever son rendement en cas d'usinage de petits orifices, il est avantageux de prévoir sur la tête de l'outil, en tant qu'élément de déformation, une surface sous forme d'une bande lisse de forme sphérique imaginaire.
Il peut être avantagea, d'un point de vue pratique, d'utiliser une tête constituée par un jeu de disques montés sur le porte-tête de manière à pouvoir tourner indépendamment l'un. de. l'autre. Ceci permet notamment d'assurer, au cours de l'usinage, une vitesse optimale de chacun des disques sous l'action de la paroi de l'orifice à usiner. Les conditions d'usinage
-1 s'améliorent, et grâce à la diminution des vitesses de glissement de travail
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Pour assurer un auto-centrage de l'outil par rapport à l'orifice au cours de son usinage, il es possible de monter la tête sur le porte-tête
de façon à ce qu'elle soit mobile radialement par rapport à l'axe du porte-tête.
L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative
qui va suivre de différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente une vue d'ensemble en perspective d'un outil pour l'usinage d'orifices)muni d'éléments de déformation réalisés sous forme de saillies sur la tête, conformément à l'invention;
- la figure 2 est une vue d'ensemble d'un outil dans lequel l'élément de déformation est constitué par une surface sous forme d'une bande lisse
de forme sphérique imaginaire, conformément à l'invention;
- la figure 3 est une vue d'ensemble d'un outil sur la tête duquel les saillies sont disposées suivant une ligne hélicoïdale, conformément à l'invention;
- la figure 4.représente d'une manière schématique une tête munie d'éléments de déformation réalisés selon différentes variantes conformément à l'invention (vue en coupe transversale);
- la figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un outil dont la tête est constituée par un jeu de disques, conformément à l'invention.
L'outil proposé pour l'usinage d'orifices par déformation plastique est du type comprenant une tête 1 (figure 1) portant des éléments de déformation.
la tête 1 comporte un corps 2 exécuté sous forme d'un corps de révolution dans lequel est prévu un orifice central 3 (figure 2) permettant de le monter sur le tourillon 4 d'un porte-tête 5.
Par l'intermédiaire du porte-tête 5, l'outil est fixé dans une broche, dans le fourreau d'une contre-poupée, ou dans tout autre dispositif de machine-outil destiné à cet usage (non représentés).
Conformément à l'invention, la tête 1 est montée sur le tourillon 4 du porte-tête 5 de manière à pouvoir tourner autour, d'un axe 0-0 incliné sous
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sont prévus pour permettre cette rotation.
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des éléments de déformation partes par la.tête 1 sont disposées suivant une
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2, 3.
Suivant l'invention, les éléments de déformation se présentent sous forme de saillies 7 (figure 1) disposées sur la surface de la tête et qui
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8 et augmentent les tensions de contact au cours de l'usinage.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 3, les saillies 7 sont disposées sous un angle/3 allant jusqu'à 90[deg.] par rapport aux sections axiales de la tête 1, notamment par rapport à celle coïncidant avec le plan du dessin sur la figure 3.
Pour simplifier la conception de la tête, on peut disposer les saillies 7 suivant des sections planes de la tête, de la manière représentée sur la figure 1.
Dans le but d'augmenter la longueur active des éléments de déformation, on peut utiliser le mode de réalisation représenté sur la figure 3, dans lequel lesdites saillies 7 sont disposées suivant au moins une ligne hélicoïdale.
Pour simplifier la conception de l'outil, les éléments de déformation
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de réalisation illustrés sur la figure 4. Par exemple, les saillies peuvent être exécutées d'une seule pièce avec le corps 2 de la tête 1 (saillie 7a), ou bien elles peuvent être amovibles (7b), ou bien encore se présenter sous ferme de corps de révolution (7c) montés de manière à se déplacer suivant . des chemins de roulement pratiqués sur le corps 2 de la tête 1.
En cas d'usinage d'orifices avec de grandes tolérances de fabrication, les éléments de déformation, exécutés sous forme de saillies 7d, peuvent être reliés à la tête 1 élastiquement, par exemple à l'aide de ressorts 9.
Pour l'usinage d'orifices dépeint diamètre (par exemple jusqu'à 50 mm), ou encore pour l'usinage d'orifices dans des pièces en matériaux doux ou mous, on peut utiliser en qualité d'élément de déformation sur la tête 1 une surface sous forme d'une bande sphérique lisse, telle que celle représentée en 10 sur la figure 2.
La tête 1 représentée-sur la figure 5 est constituée, conformément à un
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profil est arrondi en vue d'égaliser ou lisser les orifices à usiner. Les
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indépendamment l'un de l'autre..De cette manière, pendant 1'usinage, grâce
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<EMI ID=31.1> La figure 2 représente une tête 1 montée sur le porte-tête 5 avec possibilité de se déplacer radialement par rapport à l'axe du porte-tête 5. A cet effet, la tête est disposée sur le porte-tête 5 de manière à former <EMI ID=32.1>
2. Ce déplacement radial peut aussi être assuré en utilisant une tête d'outil flottante d'un type quelconque connu en soi.
La possibilité de ce déplacement radial simplifie sensiblement le
réglage de l'outil..
L'outil proposé fonctionne de la manière suivante. Le porte-tête 5 de l'outil est fixé, au moyen de sa queue ou de sa bride, sur le plateau, dans la broche, dans la contre-poupée ou dans le chariot porte-outil d'une machine-outil. A partir de la commande de la machine-outil, on imprime à l'ébauche et/ou à l'outil un mouvement de rotation autour de l'axe commun L-L, ainsi qu'un mouvement d'avance longitudinale (suivant la flèche). L'outil s'engage alors dans l'orifice
à usiner 8 de l'ébauche, dans lequel la tête 1 est susceptible d'auto- centrage grâce à la présence du jeu 12 dans l'orifice central 3, ou grâce' au déplacement radial (flottement) de la tête 1 par rapport à l'axe L-L du porte-tête 5. Sous l'action de l'ébauche, la tête 1 tourne sur le tourillon
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du porte-tête 5. Lors de cette rotation, les parties des éléments de
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la paroi de l'orifice à usiner 8 de l'ébauche, se remplacent continuellement dans les limites de la surface sphérique imaginaire correspondant à la bande ABCD (figure 2), grâce à leur mouvement oscillatoire par rapport à la
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-représentée sur la figure 2, les parties actives des éléments de déformation de la tête 1 sont les parties de longueur adjacentes aux points B et C.
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des éléments de déformation de l'outil est diminuée d'au moins autant de fois
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tête 1. Le remplacement mutuel continu des parties actives des éléments de déformation de l'outil conduit également à une baisse notable de la température dans la zone d'usinage, grâce à la courte durée de leur contact ' avec la paroi de l'orifice à usiner 8 de l'ébauche et à leur refroidissement subséquent pendant un temps prolongé. Tous ces avantages contribuent à augmenter le rendement, la précision et la qualité de l'usinage.-
La présence des saillies conformes à l'invention assure la concentration des tensions de déformation dans la zone de leur contact avec la surface à usiner, ce qui permet de diminuer sensiblement l'effort d'usinage et la puissance nécessaire pour l'usinage. En outre, la présence des creux entre lesdites saillies assure un écoulement libre du matériau de l'ébauche pendant sa déformation par las saillies. L'écoulement libre du matériau améliore les conditions de la déformation plastique et. par conséquent, permet d'élever la qualité et la précision de l'usinage.
Le choix de l'angle d'inclinaison des saillies par rapport aux sections axiales de la tête permet d'usiner les orifices soit suivant tout leur périmètre, soit suivant une partie de ce dernier, ce qui élargit les possibilités technologiques de l'outil.
L'usure des éléments de déformation est encore plus réduite quand on utilise une tête <1> sous forme d'un jeu de disques 11 montés sur le porte-tête de manière à pouvoir tourner indépendamment l'un de l'autre. En tournant indépendamment l'un de l'autre sous l'action de l'ébauche, les disques fonctionnent en régime de vitesse minimale de glissement entre les éléments de déformation et l'orifice.
Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent.
REVENDICATIONS
1. Outil pour l'usinage d'orifices par déformation plastique, du type comprenant une.tête portant.des éléments de déformation et montée sur le tourillon d'un porte-tête, caractérisé en ce que ladite tête est montée sur
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incliné par rapport à l'axe du porte-tête, et que les surfaces actives des éléments de déformation portés par ladite tête sont disposées suivant une sphère imaginaire.