CH693983A5 - Outil rotatif pour le façonnage d'une forme dans un matériau minéral, tel le saphir, notamment pour le façonnage d'une surface optique dans une glace de montre. - Google Patents

Description

  



   La présente invention concerne de manière générale l'usinage de formes  dans des matériaux minéraux, notamment des matériaux durs tel le  saphir, le corindon ou le spinelle. Plus particulièrement, la présente  invention concerne un outil rotatif pour l'usinage de tels matériaux  minéraux notamment adapté pour le façonnage d'une surface optique  dans une glace de montre. 



   Un procédé pour former une surface optique se présentant sous la  forme d'une lentille convergente comprise dans l'épaisseur d'une  plaque d'un matériau minéral transparent est connu du document EP  0 123 891, au nom du présent. Déposant et qui est incorporé ici par  référence dans sa totalité. Ce procédé consiste essentiellement à  mettre en rotation la plaque autour d'un premier axe perpendiculaire  à la zone où doit être formée la lentille et à usiner la zone désirée  au moyen d'une meule abrasive entraînée en rotation autour d'un second  axe distinct du premier axe et coupant ce premier axe au centre de  courbure de la lentille désirée.

   Un mouvement oscillant de l'outil  ou de la plaque autour d'un troisième axe perpendiculaire au plan  contenant les premier et second axes de rotation et distant de la  zone d'une valeur égale au rayon de courbure désiré de la lentille  est préférablement mis en oeuvre, ce mouvement oscillant assurant  un auto-affutage de la meule. 



   Selon le procédé résumé ci-dessus, on notera que l'outil rotatif  utilisé pour le façonnage de la lentille est une meule essentiellement  cylindrique (voire tronconique) portant, à son extrémité active,  de la matière abrasive constituée de préférence par de la poudre  de diamant. On comprendra aisément que le cout de cet outil est relativement  élevé compte tenu de la matière à usiner (notamment dans le cas d'un  matériau minéral dur tel le saphir), du matériau abrasif correspondant  devant nécessairement être incorporé sur la tête de l'outil (typiquement  une poudre de diamant ou un composé à base de carbures pour l'usinage  du saphir), et de la complexité de la fabrication de cet outil. On  notera encore que la durée de vie d'un tel outil est relativement  courte et que son remplacement doit être effectué périodiquement.

    Les points susmentionnés pèsent en conséquence de manière sensible  sur les couts de fabrication de l'objet façonné. 



   Une solution plus simple à mettre en oeuvre et plus rentable doit  donc être recherchée. La présente invention a pour but de proposer  une telle solution, à savoir un outil rotatif pour l'usinage de matériaux  durs, en particulier adapté au façonnage    d'une lentille, ou autre  surface optique, dans une glace de montre en matériau minéral dur  (saphir, corindon, spinelle ou analogue). La présente invention a  également pour but de proposer une solution présentant à la fois  un cout de revient faible et une grande simplicité de mise en oeuvre.                                                           



   La présente invention a ainsi pour objet un outil rotatif pour le  façonnage d'une forme dans un matériau minéral, notamment un matériau  minéral dur, dont les caractéristiques sont énoncées dans la revendication  1. 



   La présente invention a également pour objet un procédé pour le façonnage  d'une surface optique déformante dans un matériau minéral transparent,  notamment le saphir, le corindon ou le spinelle, employant un outil  rotatif du type susmentionné et dont les caractéristiques sont énoncées  dans la revendication 9. 



   La présente invention a encore pour autre objet une installation  d'usinage d'un matériau minéral, notamment un matériau minéral dur,  comportant notamment un tel outil et dont les caractéristiques sont  énoncées dans la revendication 13. 



   On notera ainsi que l'outil comporte un corps terminé par une tête  comprenant une surface active destinée à venir en contact avec une  zone du matériau minéral où l'on désire façonner la forme souhaitée,  la tête de l'outil présentant au moins une première fente, préférablement  plusieurs, débouchant sur la surface active pour y former une ouverture  permettant à des particules abrasives acheminées sur la zone où doit  être façonnée la forme souhaitée de se loger sur la surface active  et former, tout au long de la ou des ouvertures formées sur cette  surface active, une ou plusieurs arêtes de coupe contribuant au façonnage  de la forme désirée. 



   On comprendra ainsi que l'outil rotatif ne constitue pas à proprement  parler un outil abrasif pour le matériau minéral considéré. Au contraire,  le pouvoir abrasif de l'outil est créé conjointement par l'outil  (en particulier par la ou les fentes ménagées sur la tête de l'outil  et les ouvertures correspondantes sur la surface active de la tête)  et les particules abrasives acheminées sur la zone d'usinage. Chaque  ouverture sur la surface active formée par la fente correspondante  permet aux particules abrasives de s'y loger et s'y accumuler pour  former, sur la surface active de la tête de l'outil, une excroissance  à fort pouvoir abrasif ayant la fonction d'une arête de coupe.

   L'outil  rotatif lui-même constitue ainsi une matrice permettant de fixer  ou figer les particules abrasives dans une configuration adéquate  permettant l'abrasion du matériau minéral à façonner. 



   La tête de l'outil peut ainsi être formée d'un matériau non abrasif  pour le matériau minéral considéré et présentant un compromis entre  dureté et mollesse afin de maintenir et garantir la forme de la tête  et, respectivement, permettre aux particules abrasives de s'y implanter.  Ce matériau peut par exemple être un métal    sélectionné dans le  groupe comprenant le cuivre Cu, le zinc Zn, l'étain Sn et le fer  Fe (ou un alliage de métaux comprenant au moins l'un des ces métaux).                                                          



   La disposition des ouvertures des fentes sur la surface active de  la tête de l'outil peut suivre tout agencement géométrique adéquat,  le plus simple étant un agencement d'une ou plusieurs fentes de géométrie  essentiellement rectiligne. Des fentes formant des ouvertures diamétrales  ou parallèles sur la surface active de la tête de l'outil peuvent  être ménagées en nombre adéquat sur la tête de l'outil. 



   Pour obtenir de meilleurs résultats en termes de qualité de surface,  il est préférable de ménager chaque fente de sorte que, lors d'une  rotation de l'outil, l'arête de coupe ainsi formée couvre une surface  de révolution délimitée uniquement par un contour externe, c'est-à-dire  une surface pleine ne comportant pas d'évidement central. 



   Un avantage considérable de la présente invention réside dans le  fait que l'outil rotatif est d'une grande simplicité et très peu  couteux à fabriquer, notamment en raison du type de matériau pouvant  être utilisé pour la fabrication de l'outil et en raison de l'absence  d'un quelconque abrasif incorporé sur la tête de l'outil, cet abrasif  étant acheminé directement sur la zone d'usinage sous forme de particules  abrasives véhiculées par un fluide ou un liquide. A ce titre, une  variante avantageuse consiste à ménager au moins une fente de sorte  qu'elle joue en outre le rôle de canal d'acheminement des particules  abrasives. 



   Grâce à l'invention, les couts liés au façonnage de la forme désirée  dans le matériau minéral considéré peuvent ainsi être réduits de  manière très substantielle. Cet avantage est particulièrement déterminant  dans le cadre du façonnage de matériaux minéraux durs, tel le saphir,  le corindon ou le spinelle, utilisés notamment dans l'industrie horlogère  pour la fabrication de glaces de montre. La présente invention est  donc particulièrement adaptée pour le façonnage de surfaces optiques,  ou dioptres (notamment des surfaces optiques déformantes telles des  lentilles grossissantes) dans des matériaux minéraux transparents  présentant une grande dureté, dont le saphir. 



   D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront  plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit  d'un mode de réalisation préféré de l'invention, donné uniquement  à titre d'exemple non limitatif et illustré par les dessins annexés  où:      la fig. 1 représente une installation d'usinage adaptée  spécifiquement au façonnage d'une surface optique déformante (par  exemple une lentille à surface sphérique convexe) dans un matériau  minéral dur et transparent, en particulier dans une glace de montre,  cette installation utilisant un outil rotatif selon la présente   invention;     la fig. 2 est une vue en perspective de la partie  terminale, ou tête, d'un outil rotatif selon un mode de réalisation  de la présente invention;

       la fig. 3 est une vue de face de  la surface active de la tête de l'outil rotatif de la fig. 2;     la fig. 4 est une vue en coupe de l'outil rotatif, prise selon  la ligne A-A dans la fig. 3; et     la fig. 5 est un exemple de  mise en oeuvre de l'outil rotatif selon l'invention pour l'usinage  d'une lentille sphérique convexe à pourtour circulaire dans une plaque  de matériau minéral transparent.  



   L'installation d'usinage illustrée dans la fig. 1 est essentiellement  similaire à l'installation présentée dans le document EP 0 123 891  mentionné plus haut, Elle comprend un bâti-support 10 sur lequel  sont montées une potence 12 et une poupée 14. La potence 12 porte  une broche 16 à l'extrémité de laquelle se trouve un outil rotatif  20, de même axe, désigné 42, que la broche, comportant un corps essentiellement  cylindrique terminé par une tête 20a destinée à venir en contact  avec une zone du matériau minéral à usiner. Une poulie 18, montée  sur la broche 16, permet d'entraîner celle-ci en rotation autour  de l'axe 42 au moyen d'un moteur non représenté. La potence 12 comporte  en outre des coulisses 22, 24 et 26 permettant, d'une manière tout  à fait classique, le déplacement de l'outil 20 selon trois axes orthogonaux.

    De manière plus précise, la coulisse 22 permet, à l'aide d'une vis  micrométrique 23, de déplacer l'outil verticalement selon son axe  de rotation, tandis que les coulisses 24 et 26 permettent, à l'aide  des vis micrométriques 25 et 27, respectivement, de déplacer l'outil  20 dans un plan horizontal selon deux directions perpendiculaires.                                                             



   La poupée 14 porte une broche 28 dont l'extrémité 28a voisine de  la potence 12 est, grâce à un coude 28b, décalée vers le bas par  rapport à l'axe de rotation, désigné 44, de la broche 28. Une table  30 est montée sur un arbre 32 qui est perpendiculaire à l'axe 44  de la broche 28 et qui pivote dans l'extrémité 28a. Cet arbre porte  une poulie 34 qui permet de l'entraîner en rotation autour d'un axe  de rotation, désigné 40, grâce à un moteur non représenté dans la  figure. Un posage 36, solidaire de la table 30, permet de fixer une  plaque 38 en matériau minéral. Cette plaque 38 peut par exemple être  constituée d'un matériau minéral dur et transparent du type saphir,  corindon ou spinelle, telle une plaque formant glace de montre que  l'on désire munir d'une lentille ou de toute autre surface optique  déformante. 



   On notera que l'outil 20 ainsi que le posage 36 sont tous deux entraînés  en rotation selon des sens de rotation opposés. De plus, le posage  36 a ici une épaisseur    telle que la distance entre l'axe de la  broche 28 et le point extrême de la surface sphérique que l'on désire  façonner (situé sur l'axe de rotation 40 de l'arbre 32) soit égale  au rayon de courbure, désigné R, que doit présenter cette surface  sphérique. Enfin, la broche 28 peut être associée à des moyens d'entraînement  non représentés permettant de lui imprimer un mouvement oscillant  de faible amplitude ou tout du moins régler son inclinaison par rapport  au plan horizontal. 



   De ce qui précède, on aura compris que l'installation présente plusieurs  possibilités d'entraînement et de positionnement de l'outil 20 et  de la plaque 38. On verra par la suite que divers modes opératoires  de l'installation peuvent être envisagés, ces divers modes opératoires  ayant tous pour point commun au moins la mise en rotation de l'outil  20 autour de son axe de rotation 42. Cette rotation peut, le cas  échéant, s'accompagner d'une rotation ou d'un mouvement oscillant  de la plaque 38 autour de son axe de rotation 40 et/ou d'un mouvement  oscillant de la plaque 38 autour de l'axe de la broche 28 (ce mouvement  oscillant pouvant alternativement être imprimé à l'outil 20 si l'on  équipait la potence 12 de moyens adéquats).

   En ce qui concerne des  détails touchant au mode de mise en oeuvre particulier consistant  à simultanément entraîner en rotation l'outil 20 et la plaque 38,  et à imprimer un mouvement oscillant à cette plaque, on pourra se  référer au procédé décrit dans le document EP 0 123 891 déjà mentionné.                                                        



   Outre les moyens d'entraînement et de positionnement susmentionnés,  on notera encore que l'installation d'usinage comporte des moyens  d'acheminement de particules abrasives sur la zone du matériau minéral  où doit être façonnée la forme désirée. Ces moyens d'acheminement  sont illustrés schématiquement sur la fig. 1 et comprennent essentiellement  un réservoir 50 contenant un fluide porteur de particules abrasives  (par exemple une poudre de diamant en suspension dans une huile)  et un conduit d'amenée 52 pour acheminer ce fluide sur la zone d'usinage.  Des moyens non représentés permettent de régler la quantité de particules  abrasives acheminées sur la zone d'usinage.

   On comprendra, dans ce  qui va suivre, que l'acheminement de particules abrasives sur la  zone d'usinage ainsi que l'outil rotatif selon l'invention contribuent  ensemble au façonnage de la forme désirée dans la plaque de matériau  minéral. 



   Les fig. 2 à 4 montrent respectivement une vue en perspective, une  vue de face et une vue en coupe de la partie terminale d'un outil  rotatif 20 constituant un exemple de réalisation particulier de la  présente invention. Comme on peut le voir dans les fig. 2 à 4, le  corps de l'outil rotatif 20 est terminé par une tête 20a comprenant  une surface active 200 destinée à venir en contact avec la zone du  matériau minéral où l'on désire façonner la forme souhaitée. Dans  cet exemple    particulier, la surface active 200 de l'outil présente  la forme d'une calotte sphérique concave dont le rayon de courbure  correspond au rayon de courbure R de la forme à façonner, dans cet  exemple une surface optique sphérique convexe.

   Dans ce cas, la mise  en oeuvre de l'outil dans l'installation illustrée dans la fig. 1  implique que l'axe 40 de l'arbre 32, l'axe 42 de la broche 16 et  l'axe 44 de la broche 28 se coupent en un point C correspondant au  centre de courbure de la surface sphérique convexe à façonner dans  la plaque 38 de matériau minéral (comme illustré plus en détail dans  la fig. 5). 



   On notera que la surface active 200 de l'outil 20 pourrait présenter  une forme autre que strictement sphérique. Ainsi, la surface active  200 de la tête 20a pourrait prendre la forme d'une partie de tore,  par analogie à la forme de la meule envisagée au titre de deuxième  variante dans le document EP 0 123 891 (cette forme particulière  nécessitant alors un réglage spécifique de l'installation). De manière  générale, la surface active de l'outil peut prendre toute forme adéquate.  On comprendra en tout état de cause que la forme façonnée dans le  matériau minéral dépendra non seulement de la forme de la surface  active de l'outil mais également du ou des mouvements imprimés à  l'outil et/ou à la plaque. La forme de la surface active de la tête  de l'outil n'est donc pas nécessairement conformée à la forme de  la surface à façonner. 



   Selon l'invention, la tête 20a de l'outil présente au moins une première  fente débouchant sur la surface active 200 pour y former une ouverture.  Dans l'exemple illustré dans les fig. 2 à 4, la tête 20a de l'outil  présente ici une paire de fentes diamétrales 210, 220, c'est-à-dire  deux fentes sensiblement rectilignes ménagées selon deux plans diamétraux  passant par l'axe de rotation 42 de l'outil 20. Ces fentes diamétrales  210, 220 qui parcourent l'extrémité de la tête 20a sont ici agencées  de manière sensiblement perpendiculaires et forment en conséquence  une paire d'ouvertures perpendiculaires correspondantes 210a, 220a  sur la surface active 200 de l'outil. On aura noté que la surface  active 200 de l'outil rotatif 20 est subdivisée, dans cet exemple,  en quatre parties distinctes présentant, ici, des superficies sensiblement  égales. 



   On insistera sur le fait que la disposition ainsi que la géométrie  des fentes 210, 220 illustrées dans cet exemple de réalisation ne  sont nullement limitatives. Une seule fente ou plus de deux fentes  pourraient ainsi être ménagées sur la tête. De plus, ces fentes,  au lieu de se couper, pourraient être parallèles. Enfin, les fentes  et les ouvertures correspondantes sur la surface active de la tête  de l'outil pourraient ne pas être rectilignes, cette géométrie particulièrement  simple étant néanmoins la plus aisée à réaliser. 



     A titre d'exemple, la tête de l'outil ne pourrait être munie que  d'une unique fente, cette fente ne parcourant pas nécessairement  toute la largeur de la surface active. On notera qu'il est préférable  que la fente soit configurée de sorte que, lors d'une rotation de  l'outil, l'arête de coupe formée par l'ouverture correspondante de  cette fente couvre une surface de révolution délimitée uniquement  par un contour externe, c'est-à-dire une surface pleine sans évidement  central, cette configuration étant préférable du point de vue de  la qualité de surface de la forme façonnée. On aura compris qu'une  configuration de fente diamétrale, comme cela est illustré dans les  fig. 2 à 4, répond à cette définition. 



   On notera également que la manière avec laquelle les fentes se prolongent  dans la tête de l'outil n'a que relativement peu d'importance. En  effet, l'essentiel réside surtout dans la manière avec laquelle ces  fentes débouchent sur la surface active de la tête de l'outil. C'est  en effet par le biais de la surface active de l'outil, et de l'apport  de particules abrasives sur cette surface active lors de l'usinage,  que le matériau minéral peut être façonné. 



   Comme déjà mentionné plus haut, chaque ouverture sur la surface active  formée par la fente correspondante permet aux particules abrasives  de s'y loger et s'y accumuler pour former, sur la surface active  de la tête de l'outil, une excroissance à fort pouvoir abrasif ayant  la fonction d'une arête de coupe, l'outil rotatif constituant ainsi  une matrice permettant de fixer ou figer les particules abrasives  dans une configuration adéquate permettant l'abrasion du matériau  minéral à façonner. 



   L'outil 20 peut avantageusement être réalisé dans un matériau non  abrasif pour le matériau minéral considéré, préférablement en un  matériau présentant un compromis entre dureté et mollesse afin de  maintenir et garantir la forme de la tête et, respectivement, permettre  aux particules abrasives de s'y implanter. Ce matériau peut ainsi  être un métal ou un alliage de métaux comprenant au moins un métal  sélectionné dans le groupe comprenant le cuivre Cu, le zinc Zn, l'étain  Sn et le fer Fe. 



   Au titre de variante avantageuse, on notera encore que l'on peut  configurer une fente de l'outil de sorte qu'elle joue en outre le  rôle de canal d'acheminement des particules abrasives sur la zone  d'usinage. Cette fente conformée en canal d'acheminement ferait,  dans ce cas, partie intégrante des moyens d'acheminement des particules  abrasives et pourrait remplacer ou compléter le conduit d'amenée  52 de la fig. 1. 



   Un mode de mise en oeuvre de l'invention, pour l'usinage d'une lentille  convergente (c'est-à-dire une surface sphérique convexe à pourtour  circulaire) va maintenant brièvement être présenté en référence à  la fig. 5. 



   L'outil illustré dans les fig. 2 à 4 peut être mis en oeuvre de manière  très    aisée pour façonner une lentille convergente dans l'épaisseur  d'une plaque de matériau minéral transparent. Pour ce faire, il convient  par exemple d'incliner la plaque 38 au moyen de la broche 28 de la  fig. 1 d'un angle déterminé, désigné  alpha , correspondant également  à l'angle que forme l'axe 42 de l'outil 20 par rapport à l'axe de  rotation 40 de la plaque 38 (c'est-à-dire la perpendiculaire à la  zone où doit être formée la lentille et qui passe par le centre de  cette zone), les axes 40, 42 passant tous deux par le centre de courbure  C de la surface sphérique à façonner, désignée 380 dans la fig. 5.

    Il convient ensuite de mettre en rotation l'outil 20 et la plaque  38 autour de leurs axes respectifs 42 et 40 (au moyen de la broche  16, de l'arbre 32 et des moyens d'entraînement associés) et d'amener  la surface active 200 de la tête de l'outil 20 au contact de la plaque  38. Dans la fig. 5, on notera que la référence numérique 500 désigne  globalement un mélange acheminé sur la zone d'usinage contenant des  particules abrasives. 



   Comme schématisé dans la fig. 5, la mise en rotation simultanée de  l'outil 20 et de la plaque 38 autour de leurs axes de rotation respectifs  et le réglage de l'angle  alpha  entre ces axes de rotation assure  que la surface active 200 de l'outil façonne une portion de surface  sphérique convexe de rayon de courbure R présentant un pourtour circulaire  (en d'autres termes une calotte sphérique convexe). Dans la mesure  où aucun mouvement oscillant n'est imprimé à l'outil ou à la plaque,  on comprendra que le diamètre de la tête de l'outil, désigné d, doit  présenter une valeur minimale qui est supérieure à la moitié du diamètre,  désigné D, de la lentille à façonner.

   Plus précisément, le diamètre  d de l'outil 20, dans ce mode de mise en oeuvre particulier, doit  au moins être égal au diamètre D de la lentille désirée divisé par  le cosinus de l'angle  alpha . On notera que l'angle  alpha  est  en pratique inférieur à 20 DEG , préférablement inférieure à 10 DEG  . 



   Comme mentionné dans le document EP 0 123 891, plutôt que de fixer  une inclinaison déterminée de la plaque par rapport à l'outil, un  mouvement oscillant autour d'un axe perpendiculaire aux axes de rotation  42, 40 et passant par le centre de courbure C de la lentille à façonner  (à savoir un mouvement oscillant autour de l'axe 44 de la broche  28 dans la fig. 1) peut être imprimé à la plaque 38 (voire à l'outil).  Dans ce cas, l'angle maximal d'inclinaison de la plaque 38 par rapport  à l'outil 20, désigné  alpha  max , peut être exprimé par la formule  suivante, qui est valable pour des mouvements de faible amplitude  (angles alpha faibles): 



  
   tan alpha max = [2R (D-d)]/[4R<2> + D d] (1) 



   



   Cette relation (1) est également valable pour le mode de mise en  oeuvre précédent à inclinaison fixe. 



   Au moyen de l'outil représenté dans les fig. 2 à 4, on notera qu'il  est possible de façonner des surfaces sphériques convexes ne présentant  pas nécessairement un pourtour circulaire. 



   Ainsi, en se référant à la fig. 5, il est parfaitement envisageable  de soumettre la plaque 38 à un mouvement répété oscillant autour  de l'axe 40, plutôt qu'à une rotation complète autour de cet axe.  En limitant l'amplitude maximale de ce mouvement oscillant autour  de l'axe 40, par exemple en soumettant la plaque à un mouvement angulaire  oscillant de 180 DEG  environ, on peut façonner une portion d'une  calotte sphérique présentant une forme générale en "C" dans le plan  de la plaque. 



   De même, il est parfaitement envisageable de ne pas mettre la plaque  38 en rotation autour de l'axe 40 et de soumettre uniquement cette  plaque 38 à un mouvement oscillant autour d'un axe perpendiculaire  à l'axe 42 de l'outil et passant par le centre de courbure C de la  surface sphérique (par exemple un mouvement oscillant autour de l'axe  44 de la broche 28). De la sorte, on obtient une surface sphérique  convexe de forme allongée ou oblongue. 



   Concernant ce dernier exemple, il est envisageable d'incliner en  outre l'outil rotatif 20 dans un plan contenant l'axe 44 autour duquel  oscille la plaque 38 et de sorte que l'axe de rotation 42 de l'outil  20 coupe l'axe 44 au centre de courbure C de la surface sphérique  à façonner. Ceci revient à incliner l'outil 20 dans le plan de la  fig. 1 et nécessite donc des moyens de positionnement non représentés  dans la figure pour permettre ce réglage angulaire. De la sorte,  on obtient une surface sphérique convexe également de forme allongée  mais qui est toutefois inclinée dans le sens de la largeur par rapport  au plan moyen de la plaque 38, au lieu d'une surface totalement symétrique  comme dans l'exemple précédent. 



   Dans les trois exemples susmentionnés, on aura donc compris que le  mouvement de rotation de l'outil 20 autour de son axe 42 s'accompagne  d'un mouvement relatif répété (ou oscillant) entre l'outil 20 et  la plaque 38 pour façonner une surface optique sphérique présentant  un pourtour non circulaire. Des formes plus compliquées pourraient  être obtenues en synchronisant plusieurs mouvements oscillants autour  de divers axes passant tous par le centre de courbure de la surface  sphérique, ou des axes non concourants si l'on désirait façonner  une surface torique, par exemple. 



   On comprendra de manière générale que diverses modifications et/ou  améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées  au mode de réalisation décrit dans la présente description sans sortir  du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En  particulier, la surface active de la tête de l'outil    peut présenter  une forme autre que sphérique dans la mesure où l'on ne désire pas  soumettre l'outil à un mouvement relatif par rapport à la plaque  de matériau minéral à usiner. Il est ainsi possible de donner à la  surface active de l'outil une forme de révolution non sphérique et  de façonner une forme correspondante dans le matériau minéral en  ne mettant en rotation que l'outil (voire en mettant également en  rotation la plaque de matériau minéral autour d'un axe confondu à  l'axe de rotation de l'outil).

   La forme sphérique particulièrement  simple de la surface active de la tête de l'outil, telle qu'elle  a été présentée plus haut, constitue toutefois une solution particulièrement  simple à mettre en oeuvre, flexible d'utilisation et qui permet de  façonner de évidements de formes variées dans le matériau. 



   On insistera enfin à nouveau sur le fait que la disposition de la  ou des fentes sur la surface active de la tête de l'outil peut suivre  tout agencement géométrique adéquat, le plus simple de ces agencements  géométriques étant constitué par une ou plusieurs fentes essentiellement  rectilignes.

Claims (7)

1. Outil rotatif (20) pour le façonnage d'une forme dans un matériau minéral, notamment un matériau minéral dur, comportant un corps terminé par une tête (20a) comprenant une surface active (200) destinée à venir en contact avec une zone du matériau minéral où l'on désire façonner ladite forme, caractérisé en ce que ladite tête (20a) de l'outil présente au moins une première fente (210, 220) débouchant sur ladite surface active (200) pour y former une ouverture (210a, 220a) permettant à des particules abrasives (500) acheminées sur ladite zone de se loger sur la surface active (200) et former, le long de ladite ouverture (210a, 220a) sur la surface active, une arête de coupe contribuant au façonnage de la forme désirée.

2.

Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les fentes (210, 220) sont configurées de sorte que, lors d'une rotation de l'outil, l'arête ou les arêtes de coupe ainsi formées couvrent une surface de révolution délimitée uniquement par un contour externe.

3. Outil selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface active (200) est subdivisée en au moins deux parties.

4. Outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite tête (20a) de l'outil présente au moins une paire de fentes (210, 220) formant des ouvertures (210a, 220a) diamétrales ou parallèles sur ladite surface active (200).

5.

Outil selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite tête (20a) est formée d'un matériau non abrasif pour le matériau minéral considéré et présentant un compromis entre dureté et mollesse afin de maintenir et garantir la forme de la tête et, respectivement, permettre aux dites particules abrasives de s'y implanter.

6. Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit matériau formant la tête (20a) est un métal ou un alliage de métaux comprenant au moins un métal sélectionné dans le groupe comprenant le Cu, le Zn, le Sn et le Fe.

7.

Outil selon l'une des revendications précédentes pour le façonnage d'une surface optique sphérique convexe dans une plaque (38) d'un matériau minéral transparent, notamment le saphir, le corindon ou le spinelle, caractérisé en ce que la surface active (200) de l'extrémité de ladite tête présente essentiellement la forme d'une calotte sphérique concave dont le rayon de courbure (R) correspond au rayon de courbure de la surface optique à façonner. Outil selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une fente joue en outre le rôle de canal d'acheminement desdites particules abrasives au niveau de ladite zone. 9.

Procédé pour le façonnage d'une surface optique dans une plaque (38) d'un matériau minéral transparent, notamment le saphir, le corindon ou le spinelle, à l'aide d'un outil (20) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations simultanées suivantes: mettre en rotation ledit outil (20) autour d'un premier axe de rotation (42); mettre en contact la surface active (200) de la tête de l'outil avec la plaque (38) dans une zone du matériau minéral où l'on désire façonner ladite surface optique; acheminer des particules abrasives (500) au niveau de ladite zone; et déplacer l'outil (20) et/ou la plaque (38) l'un par rapport à l'autre. 10.

Procédé selon la revendication 9 pour le façonnage d'une surface optique sphérique convexe à l'aide d'un outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une opération simultanée consistant à effectuer un mouvement relatif répété dudit outil (20) par rapport à ladite plaque (38) pour façonner une surface optique sphérique présentant un pourtour non circulaire. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit mouvement relatif répété est un mouvement oscillant de ladite plaque (38) ou dudit outil (20) autour d'un axe (40; 44) distinct dudit premier axe (42) et coupant ce premier axe au centre de courbure (C) de la surface sphérique convexe à façonner. 12.

Procédé selon la revendication 9 pour le façonnage d'une surface optique sphérique convexe à l'aide d'un outil selon la revendication 7, caractérisé en ce que le procédé comprend en outre une opération simultanée consistant à mettre en rotation ladite plaque (38) autour d'un second axe de rotation (40) qui est perpendiculaire à la zone où l'on désire façonner ladite surface optique et qui passe par le centre de cette zone, lesdits premier et second axes de rotation (42, 40) passant par le centre de courbure (C) de la surface sphérique convexe à façonner. 13.

Installation d'usinage d'un matériau minéral, notamment un matériau minéral dur, comprenant un outil rotatif (20) selon l'une des revendications 1 à 8, cette installation comprenant en outre: des moyens d'entraînement (16, 18) pour entraîner en rotation ledit outil rotatif (20) autour d'un premier axe de rotation (42); des moyens (12, 14, 28a, 28b, 30, 36) pour positionner ledit matériau minéral en regard dudit outil rotatif; et des moyens (28, 32, 34) pour produire un déplacement relatif entre ledit outil rotatif et ledit matériau minéral, caractérisée en ce que l'installation d'usinage comporte en outre des moyens d'acheminement (50, 52) de particules abrasives (500) sur ladite zone où l'on désire façonner ladite forme. 14.

Installation selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'au moins une fente dudit outil joue en outre le rôle de canal d'acheminement desdites particules abrasives au niveau de ladite zone et fait partie intégrante desdits moyens d'acheminement.