FR2928568A1

FR2928568A1 - Outil d'usinage et patin de guidage amortisseur d'outils d'usinage

Info

Publication number: FR2928568A1
Application number: FR0801376A
Authority: FR
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-18
Anticipated expiration: 2028-03-13
Also published as: FR2928568B1

Abstract

La présente invention concerne un patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage et un outil (1) d'usinage muni d'un tel patin, l'outil (1) comportant un corps (10) sur lequel sont montés au moins une lame (2) et au moins un patin (3) de guidage, la lame (2) comprenant au moins un bord (21) affûté faisant saillie par rapport à au moins une surface (11) du corps (10) et le patin (3) comprenant un corps (30) dont au moins une surface (32), dite de contact, fait saillie par rapport à au moins ladite surface (11) du corps (10), le patin (3) étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support (31) amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil.

Description

Outil d'usinage et patin de guidage amortisseur d'outils d'usinage

La présente invention concerne le domaine des outils d'usinage. L'invention concerne en particulier des outils tels que des alésoirs, des plaques de coupe ou d'autres outils d'alésage ou de coupe. Un problème dans le domaine des outils d'usinage concerne le guidage des outils par rapport à la pièce à usiner. En effet, lors de l'usinage de pièces par des outils, tels que des alésoirs par exemple, les vibrations de l'appareil d'usinage sur lequel est monté l'outil peuvent provoquer des ~o mouvements de l'outil qui dégradent la précision de l'usinage réalisé. De plus, il arrive que les bords coupants de l'outil s'ébrèchent, ce qui dégrade encore plus la qualité de l'usinage réalisé. Ce problème est en général résolu par l'ajout de patins de guidage à proximité des bords coupants de l'outil. En effet, il est connu dans l'art antérieur, notamment par les demandes 15 EP 1 213 080 Al, EP 1 160 042 Al, EP 1 317 985 Al et WO 2004/050296 Al, des outils d'usinage comportant au moins un patin de guidage permettant de guider l'outil au cours de l'usinage, de façon à préserver la précision de l'usinage en évitant les mouvements de l'outil par rapport à la pièce à usiner. Cependant, ce type de solution présente l'inconvénient que 20 le(s) patin(s) fixé(s) sur l'outil d'usinage ne permet(tent) pas d'amortir suffisamment les vibrations et ne résout donc que partiellement le problème du guidage de l'outil. Dans ce contexte, il est intéressant de proposer un outil d'usinage offrant une meilleure précision et/ou de proposer un patin de guidage qui 25 permette efficacement d'améliorer la précision de l'usinage par les outils d'usinage. La présente invention a pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un outil d'usinage ayant une bonne précision. Ce but est atteint par un outil d'usinage comportant un corps sur 30 lequel sont montés au moins une lame et au moins un patin de guidage, la lame comprenant au moins un bord affûté faisant saillie par rapport à au moins une surface du corps et le patin comprenant un corps dont au moins une surface, dite de contact, fait saillie par rapport à au moins ladite surface du corps, caractérisé en ce que le patin comporte au moins un support amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps du patin sur le corps de l'outil. Selon une autre particularité, le matériau dans lequel est réalisé le support amortisseur est adapté en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. Selon une autre particularité, les épaisseurs relatives du support ~o amortisseur et du corps du patin sont adaptées en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. Selon une autre particularité, la surface de contact du patin est en matériau résistant à une usure de type abrasive. 15 Selon une autre particularité, le corps du patin est un revêtement de surface monté sur le support amortisseur et formant la surface de contact. Selon une autre particularité, le support amortisseur est interposé entre le corps du patin et le corps de l'outil de telle sorte que ces derniers ne soient pas en contact et que le support isole le corps du patin des vibrations 20 du corps de l'outil. Selon une autre particularité, le patin est disposé dans un logement ménagé dans le corps de l'outil, la hauteur du patin étant supérieure à la profondeur du logement pour que la surface de contact fasse saillie par rapport au corps de l'outil, les dimensions du corps du patin, 25 transversalement à la hauteur du patin, étant inférieures à celles du logement de telle sorte que le corps du patin ne soit pas en contact avec le corps de l'outil, le support isolant le corps du patin des vibrations du corps de l'outil. La présente invention a également pour but de pallier certains inconvénients de l'art antérieur en proposant un patin de guidage 30 amortisseur pour outil d'usinage permettant d'améliorer la précision de l'outil.

Ce but est atteint par un patin de guidage amortisseur pour outil d'usinage, comportant un corps dont au moins une surface, dite de contact, fait saillie par rapport à au moins une surface d'un corps d'un outil d'usinage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps du patin sur le corps de l'outil. Selon une autre particularité, le matériau dans lequel est réalisé le support amortisseur est adapté en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. to Selon une autre particularité, les épaisseurs relatives du support amortisseur et du corps du patin sont adaptées en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. Selon une autre particularité, la surface de contact du patin est en 15 matériau résistant à une usure de type abrasive. Selon une autre particularité, le corps du patin est un revêtement de surface monté sur le support amortisseur et formant la surface de contact. Selon une autre particularité, le support amortisseur est interposé entre le corps du patin et le corps de l'outil de telle sorte que ces derniers ne 20 soient pas en contact et que le support isole le corps du patin des vibrations du corps de l'outil. Selon une autre particularité, le patin est disposé dans un logement ménagé dans le corps de l'outil, la hauteur du patin étant supérieure à la profondeur du logement pour que la surface de contact fasse saillie par 25 rapport au corps de l'outil, les dimensions du corps du patin, transversalement à la hauteur du patin, étant inférieures à celles du logement de telle sorte que le corps du patin ne soit pas en contact avec le corps de l'outil, le support isolant le corps du patin des vibrations du corps de l'outil. D'autres particularités et avantages de la présente invention 30 apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels : la figure 1 représente une vue en perspective d'une extrémité d'un outil d'usinage, la figure 2 représente une vue en coupe d'un outil muni d'un patin selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 3A et 3B représentent des vues en coupe d'un outil muni d'un patin selon deux modes de réalisation de l'invention, les figures 4A et 4B représentent des vues en coupe d'un outil muni d'un patin selon deux modes de réalisation de l'invention. La présente invention concerne un outil d'usinage et un patin de io guidage amortisseur pour un outil d'usinage. Par le terme outil d'usinage on entend ici des alésoirs ou divers types d'outils d'alésage ou tout type d'outil permettant l'usinage de pièces et comportant un corps (10) sur lequel est monté au moins une lame (2) comprenant au moins un bord (21) affûté faisant saillie par rapport à au moins une surface (11) du corps (10). Par le 15 terme de lame on entend tout type de dispositif comportant un angle affûté permettant que l'outil, lorsqu'il est entraîné en mouvement par l'appareil d'usinage, puisse éroder diverses pièces (par exemple métalliques). Par exemple, sur la figure 1 sont représentés une lame (2) comportant un bord (21) affûté et dépassant d'une première échancrure (13) dans le corps (là) 20 de l'outil, mais également des dents (4) dépassant d'autres échancrures (13). Ces dents (4) peuvent comporter également un bord affûté pour éroder la pièce. Certains outils ne comportent pas de lame proprement dite mais seulement des dents ou d'autres types de moyens affûtés remplissant sensiblement la même fonction. Le terme de lame utilisé ici s'étend donc à 25 ce type de dents ou de moyens affûtés équipant certains outils d'usinage. L'invention peut être adaptée sur divers types d'outils d'usinage. Par exemple, l'outil selon un mode de réalisation de l'invention peut être un alésoir comportant un corps cylindrique, comme représenté sur la figure 1. Ce type d'outil permet un usinage de précision, tel qu'un alésage d'un trou 30 dans une pièce par exemple. Lorsque l'on souhaite réaliser un trou de dimensions précises dans une pièce, on utilise souvent ce type d'outil d'alésage qui permet de dimensionner le trou aux cotes désirées avec une bonne précision, comprenant des moyens de fixation permettant son entraînement en rotation par un appareil d'usinage et comprenant au moins une lame et au moins un patin à proximité de la lame. D'autres outils dans la portée de l'invention pourront avoir sensiblement le même agencement que ce type d'outil de coupe, ayant sensiblement la forme d'un disque par exemple, ou tout type de forme adaptée à l'utilisation qui en sera faite lors de l'usinage. En fait, divers outils d'usinage sont connus et la forme exacte de l'outil importe peu, notamment en ce qui concerne la forme du corps (10) sur lequel sont montés la lame (2) et le patin (3). L'essentiel pour l'invention est que l'outil (1) comporte un patin (3) agencé pour guider la lame par rapport au mouvement de l'outil et que le patin (3) comporte au moins un support (31) amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil.

L'invention, grâce au support amortisseur, permet d'améliorer la précision de l'usinage en évitant les problèmes de guidage et de vibration de l'outil. En effet, les outils d'usinage sont montés sur des appareils d'usinage entraînant l'outil en mouvement (en particulier en rotation) grâce à un moteur qui est souvent source de vibrations. Ainsi, dans certains modes de réalisation, l'invention concerne par exemple un outil tel que celui représenté sur la figure 1, comportant un corps (10) de forme sensiblement cylindrique particulièrement adaptée à l'alésage de pièces. Le corps (10) possède donc une surface (11) périphérique guidant l'outil lors de l'usinage mais ce guidage est amélioré par la présence de patins (quatre patins dans l'exemple représenté). Dans l'exemple de la figure 1, la lame (2) est montée sur le corps (10), au niveau d'une échancrure (13) dans la surface (11) du corps, grâce à une platine (20) permettant le réglage de la position de la lame (2). La lame (2) est ainsi montée réglable par rapport à la surface (11), de façon à ce que son bord (21) affûté puisse faire saillie par rapport à cette surface (11) du corps (10). Bien que la platine de fixation de lame (2) soit particulièrement avantageuse, notamment pour le réglage de la lame, mais également pour le remplacement de cette dernière, l'invention pourra être adaptée sur des outils ne comportant pas une telle platine (20), par exemple dans le cas d'une lame encastrée directement dans le corps. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, le corps (10) comporte trois autres échancrures présentant chacune une surface sensiblement radiale formant un bord d'attaque muni d'au moins une dent (4). L'invention pourra naturellement porter sur un outil (1) cylindrique comportant plusieurs lames (2) ou ne comportant pas les dents (4) ou ne comportant pas de lame mais seulement des dents ou tout outil pour lequel l'adaptation de l'invention est à la portée de l'homme de métier. io Certains modes de réalisation de l'invention concernent donc un outil (1) d'usinage comportant un corps (10) sur lequel sont montés au moins une lame (2) et au moins un patin (3) de guidage, la lame (2) comprenant au moins un bord (21) affûté faisant saillie par rapport à au moins une surface (11) du corps (10). Le patin (3) comprend un corps (30) dont au moins une 15 surface (32), dite de contact, fait saillie par rapport à au moins ladite surface (11) du corps (10). Ainsi, la surface (32) de contact du patin (3) permet de guider le corps (10) de l'outil par rapport à la surface de la pièce à usiner. De façon connue en soi, le patin (3) peut être disposé dans un logement (12) ménagé dans le corps (10) de l'outil (1), la hauteur du patin (3) étant 20 supérieure à la profondeur du logement (12) pour que la surface (32) de contact fasse saillie par rapport au corps (10) de l'outil. Dans diverses variantes, le patin (3) peut être monté sur le corps au niveau d'une échancrure plus large et d'autres configurations du patin par rapport au corps pourront naturellement être envisagées par l'homme de métier qui fera les 25 adaptations nécessaires qui sont à sa portée. Cette surface (32) de contact du patin (3) est de préférence dans un matériau résistant à une usure de type abrasive et elle résiste à l'échauffement provoqué par le mouvement de l'outil (1) en contact avec la pièce à usiner. L'outil selon l'invention est caractérisé en ce que le patin (3) comporte au moins un support (31) 30 amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil. Selon diverses variantes de réalisation, le matériau dans lequel est réalisé le support (31) amortisseur est adapté en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. L'essentiel est que le support (31) possède les bonnes caractéristiques d'amortissement par rapport aux vibrations à amortir, notamment en fonction de l'appareil d'usinage sur lequel il est destiné à être utilisé et/ou en fonction du matériau constituant la pièce à usiner. Ainsi, lorsque le support possède un facteur d'amortissement suffisamment élevé, il permet d'atténuer de façon satisfaisante les vibrations de l'outil qui provoqueraient une dégradation de la qualité (précision) de Io l'usinage réalisé. A titre d'exemples, la surface (32) de contact pourra être réalisée en matériaux résistant à l'abrasion et à l'échauffement tels que le carbure, le cermets, le Nitrure de silicium, ou des revêtements spécifiques comme le Titanium Aluminium Nitride (TiAIN), le diamant polycristallin ou tout type de matériau adapté à l'utilisation qui en est faite. De même, à titre 15 d'exemple, le support (31) pourra être réalisé dans un matériau amortisseur, par une matière dite douce (dépendant notamment de la matière à usiner) telle que le plastique, le caoutchouc, ou l'acier doux (brasure, laiton, cuivre, étain, argent, feuille d'acier). De même, selon diverses variantes, les épaisseurs relatives du 20 support (31) amortisseur et du corps (30) du patin (3) (c'est-à-dire l'épaisseur du support par rapport à celle du corps, et inversement) sont adaptées en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. Les figures 2, 3A et 3B illustrent ces variantes de réalisation avec diverses épaisseurs relatives du support (31) 25 amortisseur et du corps (30) du patin (3). La figure 3B illustre un mode de réalisation dans lequel, l'épaisseur du support est quasi-maximale. II en résulte que le corps (30) du patin est un revêtement de surface monté sur le support (31) amortisseur et formant la surface (32) de contact. Ainsi, diverses combinaisons d'épaisseur et de matériau du support (31) pourront être 3o élaborées pour que l'invention soit optimisée, notamment en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir.

Dans divers modes de réalisation, le support (31) amortisseur est interposé entre le corps (30) du patin et le corps (10) de l'outil (1) de telle sorte que ces derniers ne soient pas en contact et que le support (31) isole le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1). Un exemple d'un tel mode de réalisation est représenté sur la figure 4A qui illustre une variante de réalisation dans laquelle le support (31) comporte un logement dans lequel est disposé le corps (30) du patin. Ainsi, le support enveloppe le corps (30) du patin sur toute sa périphérie de façon à ce que ce dernier ne soit pas en contact direct avec le corps (10) de l'outil. L'homme de métier ~o pourra naturellement envisager des variantes de réalisation dans lesquelles le support (31) isole le corps (30) du patin du corps (10) de l'outil (1), autres que celle représentée sur la figure 4A. Dans certains modes de réalisation, dont un exemple est représenté sur la figure 4B, les dimensions du corps (30) du patin, transversalement à la 15 hauteur du patin (3), sont inférieures à celles du logement (12) dans lequel il est monté, de telle sorte que le corps (30) du patin ne soit pas en contact avec le corps (10) de l'outil, le support (31) isolant le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1). L'invention concerne également un patin (3) de guidage amortisseur 20 pour outil (1) d'usinage. De même que pour l'outil objet de la présente invention, ce patin selon l'invention comporte un corps (30) dont au moins une surface (32), dite de contact, fait saillie par rapport à au moins une surface (11) d'un corps (10) d'un outil (1) d'usinage sur lequel il est monté, ce patin étant caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support (31) 25 amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil. Les diverses caractéristiques décrites précédemment pour l'outil sont également valables pour le patin selon l'invention. Ainsi, le matériau dans lequel est réalisé le support (31) amortisseur et/ou les épaisseurs relatives du support (31) amortisseur et du 30 corps (30) du patin (3) pourront être adaptés en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir. La surface (32) de contact du patin (3) pourra être en matériau résistant à une usure de type abrasive. Le corps (30) du patin pourra être un revêtement de surface monté sur le support (31) amortisseur et formant la surface (32) de contact. Le support (31) amortisseur pourra être interposé entre le corps (30) du patin et le corps (10) de l'outil (1) de telle sorte que ces derniers ne soient pas en contact et que le support (31) isole le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1). Les dimensions du corps (30) du patin, transversalement à la hauteur du patin (3), étant inférieures à celles du logement (12) du corps dans lequel il est monté, de telle sorte que le lo corps (30) du patin ne soit pas en contact avec le corps (10) de l'outil, le support (31) isolant le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1). De façon connue en soi, le support (31) pourra être fixé sur le corps (10) de l'outil et fixer le corps (30) du patin (3) par divers types de moyens de is fixation tels que des vis, un brasage ou un collage par frettage ou tout type de fixation adaptée à l'utilisation qui est faite de l'outil. Il doit être évident pour les personnes versées dans l'art que la présente invention permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans l'éloigner du domaine d'application de 20 l'invention comme revendiqué. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, mais peuvent être modifiés dans le domaine défini par la portée des revendications jointes, et l'invention ne doit pas être limitée aux détails donnés ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS

1. Outil (1) d'usinage comportant un corps (10) sur lequel sont montés au moins une lame (2) et au moins un patin (3) de guidage, la lame (2) comprenant au moins un bord (21) affûté faisant saillie par rapport à au moins une surface (11) du corps (10) et le patin (3) comprenant un corps (30) dont au moins une surface (32), dite de contact, fait saillie par rapport à au moins ladite surface (11) du corps (10), caractérisé en ce que le patin (3) comporte au moins un support (31) amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil.

2. Outil (1) d'usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau dans lequel est réalisé le support (31) amortisseur est adapté en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir.

3. Outil (1) d'usinage selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les épaisseurs relatives du support (31) amortisseur et du corps (30) du patin (3) sont adaptées en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir.

4. Outil (1) d'usinage selon une des revendications 1 à 3, caractérisé 20 en ce que la surface (32) de contact du patin (3) est en matériau résistant à une usure de type abrasive.

5. Outil (1) d'usinage selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps (30) du patin est un revêtement de surface monté sur le support (31) amortisseur et formant la surface (32) de contact. 25

6. Outil (1) d'usinage selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support (31) amortisseur est interposé entre le corps (30) du patin et le corps (10) de l'outil (1) de telle sorte que ces derniers ne soient pas en contact et que le support (31) isole le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1).

7. Outil (1) d'usinage selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le patin (3) est disposé dans un logement (12) ménagé dans le corps (10) de l'outil (1), la hauteur du patin (3) étant supérieure à la profondeur du logement (12) pour que la surface (32) de contact fasse saillie par rapport au corps (10) de l'outil, les dimensions du corps (30) du patin, transversalement à la hauteur du patin (3), étant inférieures à celles du logement (12) de telle sorte que le corps (30) du patin ne soit pas en contact avec le corps (10) de l'outil, le support (31) isolant le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1).

8. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage, comportant un corps (30) dont au moins une surface (32), dite de contact, fait saillie par rapport à au moins une surface (11) d'un corps (10) d'un outil (1) d'usinage, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un support (31) amortisseur, en matériau amortissant les vibrations et fixant le corps (30) du patin sur le corps (10) de l'outil.

9. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon la revendication 8, caractérisé en ce que le matériau dans lequel est réalisé le support (31) amortisseur est adapté en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir..

10. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que les épaisseurs relatives du support (31) amortisseur et du corps (30) du patin (3) sont adaptées en fonction des matériaux des pièces à usiner par l'outil et/ou en fonction de l'amplitude des vibrations à amortir.

11. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la surface (32) de contact du patin (3) est en matériau résistant à une usure de type abrasive.

12. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le corps (30) du patin est unrevêtement de surface monté sur le support (31) amortisseur et formant la surface (32) de contact.

13. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que le support (31) amortisseur est interposé entre le corps (30) du patin et le corps (10) de l'outil (1) de telle sorte que ces derniers ne soient pas en contact et que le support (31) isole le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1).

14. Patin (3) de guidage amortisseur pour outil (1) d'usinage selon une des revendications 8 à 13, caractérisé en ce qu'il est disposé dans un lo logement (12) ménagé dans le corps (10) de l'outil (1), la hauteur du patin (3) étant supérieure à la profondeur du logement (12) pour que la surface (32) de contact fasse saillie par rapport au corps (10) de l'outil, les dimensions du corps (30) du patin, transversalement à la hauteur du patin (3), étant inférieures à celles du logement (12) de telle sorte que le corps (30) du patin 15 ne soit pas en contact avec le corps (10) de l'outil, le support (31) isolant le corps (30) du patin des vibrations du corps (10) de l'outil (1).