FR2961729A1 - Tete de percage pour machine-outil - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une tête de perçage pour machine-outil présentant un axe d'usinage (I), ladite tête de perçage comportant : - un porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) muni de moyens de fixation (5) d'un outil, - un support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) muni de moyens d'accouplement (7a, 7b, 7c) à une machine-outil, et un moyen déformable élastiquement en translation axiale selon l'axe d'usinage relié d'une part au porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) et d'autre part au support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e), pour produire de façon auto-entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) par rapport à la pièce à usiner, caractérisée en ce que ledit support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) comporte un moyen de précontrainte dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale pour décaler axialement selon l'axe d'usinage ledit porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) de sa position d'équilibre au repos par rapport audit support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e).

Description

Tête de perçage pour machine-outil La présente invention concerne une tête de perçage d'un outil pénétrant pour machine-outil, telle qu'un centre d'usinage ou un tour à décolleter, pour le perçage tel que le forage, comportant des moyens déformables élastiquement en translation axiale pour produire de façon auto-entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil par rapport à une pièce à usiner.

La fonction classique des têtes de montage d'outils pénétrants, tel qu'un foret, est de brider le foret pour permettre un perçage soit par avancée du porte-outil dans une pièce à usiner tournante, soit par rotation et avancée du porte-outil dans une pièce à usiner fixe. Dans le cas de perçage de grande profondeur, il devient très difficile d'évacuer le copeau formé lors de l'enlèvement de matière. En effet, la plupart du temps, le copeau ne se fragmente pas et reste au fond du trou, créant ainsi le phénomène de bourrage. Ce phénomène entraîne une surpression locale et un échauffement important du foret qui peut mener à sa rupture. Une réduction du temps de perçage ne peut donc se faire sans une bonne maîtrise de l'évacuation du copeau. La méthode la plus utilisée pour régler le problème est d'utiliser une lubrification abondante sous haute pression. On connaît ainsi des forets à trou d'huile permettant une lubrification centrale haute pression directement à la pointe du foret. Toutefois, cette technique est remise en cause par les problèmes écologiques (lubrifiants polluants, nettoyage des pièces) et économiques (cout de la lubrification, cycle de production allongé). De nouvelles techniques sont donc à l'étude pour faciliter le perçage, aussi bien profond que court, pour supprimer la lubrification et augmenter les cadences de production, comme par exemple le perçage vibratoire. Avec ce système, une vibration naturelle provoque un fractionnement du copeau et facilite son évacuation, éliminant de fait le recours à la lubrification. Ainsi, le document FR 2 765 505 propose une tête de perçage comportant des moyens déformables élastiquement en translation axiale pour produire de façon auto- entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil, sans apport d'énergie extérieur. Le principe consiste à utiliser uniquement l'énergie apportée par le perçage pour générer et maintenir ces mouvements axiaux d'aller-retour forcés.

L'invention a pour but de proposer une tête de perçage améliorée par rapport à celle de l'état de la technique.

A cet effet, l'invention a pour objet une tête de perçage pour machine-outil présentant un axe d'usinage, ladite tête de perçage comportant : un porte-outil muni de moyens de fixation d'un outil, un support de porte-outil muni de moyens d'accouplement à une machine-outil, et un moyen déformable élastiquement en translation axiale selon l'axe d'usinage relié d'une part au porte-outil et d'autre part au support de porte-outil, pour produire de façon auto-entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil par rapport à la pièce à usiner, caractérisée en ce que ledit support de porte-outil comporte un moyen de précontrainte dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale pour décaler 20 axialement selon l'axe d'usinage ledit porte-outil de sa position d'équilibre au repos par rapport audit support de porte-outil.

Ainsi, lorsque la machine-outil déplace le support de porte-outil qui lui est lié par rapport à une pièce à usiner, sous l'effet de moyens d'avance commandée et constante de la 25 machine, les efforts de pénétration de l'outil dans la matière génèrent une contrainte sur le moyen déformable élastiquement dans le sens contraire de la précontrainte permettant de produire plus facilement le phénomène auto-entretenu des mouvements axiaux d'aller-retour ou oscillations axiales de l'outil.

30 Selon une ou plusieurs caractéristiques de la tête de perçage, prise seule ou en combinaison, 15 ledit moyen de précontrainte est réglable, ce qui permet de mieux déterminer la position optimale autour de laquelle le moyen déformable élastiquement en translation axiale va produire les mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires auto-entretenus, ledit moyen de précontrainte réglable comporte un organe de vissage se vissant à l'encontre dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale pour le pré-contraindre, le moyen déformable élastiquement en translation axiale est monté en queue d'un axe principal du porte-outil, ledit organe de vissage se vissant à l'encontre d'une première extrémité dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale, une deuxième extrémité dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale est reliée à un coulisseau du porte-outil présentant un logement débouchant pour recevoir ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale, ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un empilement de rondelles ressort coaxiales à l'axe principal du porte-outil, les rondelles ressort présentant l'avantage de fournir une raideur d'ensemble facilement modulable, ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un ressort coaxial à un axe principal du porte-outil, ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un ressort coaxial à un arbre du support de porte-outil, une première extrémité dudit ressort est reliée audit moyen de précontrainte et une deuxième extrémité dudit ressort est reliée au porte-outil, ledit ressort est reçu dans une cavité axiale de l'arbre du support de porte-outil, ladite tête de perçage comporte au moins deux membranes en forme de disque, déformables élastiquement en translation axiale et reliées d'une part au porte-outil et d'autre part au support de porte-outil, lesdites membranes étant couplées au moyen déformable élastiquement en translation axiale; les membranes permettent d'assurer la fonction anti-rotation et de guidage en translation axiale du porte-outil tout en fournissant le rappel élastique complémentaire nécessaire à la génération auto-entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil, les membranes permettant en outre d'assurer un mouvement sans frottement entre le porte-outil et le support de porte-outil, réduisant ainsi les risques d'échauffement en fonctionnement, et permettant d'assurer une très bonne étanchéité, lesdites membranes sont métalliques, le support de porte-outil présente des butées de sécurité entre lesquelles ledit porte-outil peut se translater axialement, les butées de sécurité permettant de protéger les membranes en limitant la course des mouvements axiaux du porte-outil, ladite tête de perçage comporte un moyen de guidage en translation axiale selon l'axe d'usinage et un moyen de blocage en rotation du porte-outil, ledit moyen de guidage en translation axiale comprend une douille à billes, ledit ressort dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale est agencé pour bloquer la rotation dudit porte-outil par rapport au support de porte-outil, ladite tête de perçage comporte un moyen de guidage axial et de blocage en rotation pourvu d'une glissière de guidage.

D'autres avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de l'invention donnée à titre d'exemple ainsi que des dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une vue schématique d'une tête de perçage selon un premier exemple de réalisation, ladite tête de perçage étant montée dans un tour, la figure 2a est une vue de perspective de la tête de perçage de la figure 1 à l'état assemblé, la figure 2b est une vue de côté de la tête de perçage de la figure 2a, la figure 2c est une vue de dessus de la tête de perçage de la figure 2a, la figure 2d est une vue en coupe B-B de la figure 2c, la figure 3 est une vue en éclaté de la tête de perçage de la figure 1, la figure 4a représente une vue de côté d'une rondelle ressort, la figure 4b représente une vue de face d'une rondelle ressort, la figure 4c représente une vue de côté d'un exemple d'empilement en opposition de dix-huit rondelles ressort, la figure 5 représente une vue en coupe partielle d'une partie arrière d'une tête de perçage à l'état assemblé, la figure 6 représente une vue schématique des débattements d'une membrane, la figure 7a représente une vue à l'état assemblé d'une tête de perçage selon un deuxième exemple de réalisation, la figure 7b représente une vue en éclaté de la tête de perçage de la figure 7a ayant tourné de 90° dans le sens horaire sans cache fentes, la figure 8 représente une vue en coupe de la tête de perçage de la figure 7a, la figure 9a représente une vue en coupe d'une tête de perçage selon un troisième exemple de réalisation, la figure 9b représente une vue en coupe BB de la tête de perçage de la figure 9a, la figure 10 représente une vue en coupe d'une tête de perçage selon un quatrième exemple de réalisation, la figure 11 représente une vue en coupe d'une tête de perçage selon un cinquième exemple de réalisation, et la figure 12 est une vue en perspective d'un exemple de réalisation du ressort de la tête de perçage de la figure 11. Sur ces figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence. Dans la description, on désigne par « avant », le côté de la tête de perçage destiné à recevoir un outil.

La tête de perçage est utilisée pour des opérations de perçage, telles que des perçages de grande profondeur (ou « forages ») pour lesquels les trous percés présentent un rapport longueur/diamètre supérieur à 5. Les figures 1, 2a, 2b, 2c, 2d et 3 représentent un premier exemple de réalisation d'une tête de perçage, repérée d'une manière générale par la référence la, montée dans un chariot d'une machine-outil présentant un axe d'usinage horizontal I, tel qu'un tour 2 (figure 1). Dans cet exemple d'application, en cours d'usinage, la tête de perçage 1 a avance dans une pièce à usiner tournante. Mieux visible sur les figures 2d et 3 la tête de perçage 1a comporte un porte-outil 3a 5 muni à l'avant de moyens de fixation d'un outil pénétrant, présentant une ou des arêtes, tel qu'un foret (non représenté) pour usiner une pièce dans l'axe d'usinage 1. Le porte-outil 3a comporte un axe principal 4 dont l'extrémité avant présente par exemple un alésage axial 5 formant une pince dans laquelle l'outil est destiné à être fixé. La tête de perçage la comporte en outre un support de porte-outil repéré d'une 10 manière générale par la référence 6a, muni de moyens d'accouplement à la machine-outil et qui réalise l'attachement entre le porte-outil 3a et la machine-outil. Par exemple et comme visible sur la figure 2d, le support de porte-outil 6a est pourvu de deux orifices taraudés traversant 7a, 7b, décalés le long de l'axe d'usinage I et de part et d'autre de ce dernier. Les orifices 7a, 7b permettent de fixer la tête de perçage 1 a au chariot 15 du tour 2 au moyen de deux vis correspondantes non représentées. Dans ce premier exemple de réalisation, le support de porte-outil 6a comprend un logement axial cylindrique 8 dans lequel s'étend au moins partiellement le porte-outil 3a, le porte-outil 6a pouvant coulisser axialement dans le support de porte-outil 6a. La tête de perçage 1 comprend en outre un moyen déformable élastiquement en 20 translation axiale relié d'une part au porte-outil 3a et d'autre part au support de porte-outil 6a. Le moyen déformable élastiquement en translation axiale est positionné entre le support de porte-outil 6a et le porte-outil 3a mobile et accumule l'énergie fournie par le perçage pour la restituer sous forme de mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires auto-entretenus du porte-outil 3a (selon la direction de la flèche F à double sens de la figure 2d) 25 lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil 6a par rapport à la pièce à usiner. Ces mouvements axiaux d'aller-retour du porte-outil 3a par rapport à l'avance du support de porte-outil 6a produisent un perçage discontinu engendré par des sauts d'arête de l'outil hors matière, ce qui permet de fragmenter le copeau et produit un échauffement moindre de sorte qu'il est possible de réaliser des perçages sans lubrification et sans 30 débourrage sur de grandes longueurs et avec une meilleure productivité.

Le support de porte-outil 6a comporte en outre un moyen de précontrainte du moyen déformable élastiquement à l'encontre de sa force de rappel élastique, pour décaler axialement vers l'avant le porte-outil 3a de sa position d'équilibre au repos par rapport au support de porte-outil 6a.

Ainsi, lorsque la machine-outil déplace le support de porte-outil qui lui est lié par rapport à une pièce à usiner, sous l'effet de moyens d'avance commandée et constante de la machine, les efforts de pénétration de l'outil dans la matière génèrent une contrainte sur le moyen déformable élastiquement dans le sens contraire de la précontrainte permettant de produire plus facilement le phénomène auto-entretenu des mouvements axiaux d'aller- retour ou oscillations axiales de l'outil. Le moyen de précontrainte est par exemple réglable, ce qui permet de mieux déterminer la position optimale autour de laquelle le moyen déformable élastiquement en translation axiale va produire les mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires auto-entretenus. Selon l'exemple de réalisation représenté sur les figures 2d et 3, le moyen de précontrainte comporte un organe de vissage 9a se vissant à l'encontre du moyen déformable élastiquement pour le pré-contraindre. L'organe de vissage 9a, comporte par exemple un écrou de réglage borgne à filetage extérieur, dont la tête hexagonale est accessible depuis l'extérieur de la tête de perçage 1 permettant un réglage facile. L'organe de vissage 9a se visse dans un taraudage correspondant d'un flasque arrière 10 du support de porte-outil 6a. On peut également prévoir un moyen de blocage en position du moyen de précontrainte pour éviter son desserrement une fois que celui-ci est réglé à la position permettant d'obtenir la précontrainte souhaitée. Par exemple, l'organe de vissage 9a comporte des encoches et la tête de perçage la comporte une vis de pression 11 apte à être vissée à travers le flasque arrière 10 pour se loger dans une des encoches de l'organe de vissage 9a et bloquer sa position (figures 2, 3b). Le moyen déformable en translation axiale est par exemple monté en queue d'axe principal 4 du porte-outil 3a, l'organe de vissage 9a se vissant à l'encontre d'une première extrémité 12 du moyen déformable élastiquement en translation axiale.

La deuxième extrémité 13 du moyen déformable élastiquement en translation axiale est reliée à un coulisseau 14 du porte-outil 3a. Le coulisseau 14 peut se translater axialement entre une première et une deuxième butées de sécurité 15a, 15b du support de porte-outil 6a. Le coulisseau 14 comporte par exemple un logement débouchant pour recevoir le moyen déformable élastiquement en translation axiale comprenant par exemple un empilement 16 de rondelles ressort 17, telles que des rondelles « Belleville » (figure 4a, 4b), coaxiales à l'axe principal 4 du porte-outil 3a. Les rondelles ressort 17 sont par exemple empilées en opposition (figure 4c). Outre leur faible coût, les rondelles ressort 17 présentent l'avantage de fournir une raideur d'ensemble facilement modulable en fonction des efforts de perçage nécessaires à l'usinage en ajoutant ou en soustrayant une ou plusieurs rondelles ressort 17 à l'empilement 16.

L'empilement 16 des rondelles ressort 17 est par exemple maintenu par une vis coaxiale 18 et une rondelle de butée en bout d'axe principal 4 de porte-outil 3a. L'empilement 16 peut comporter en outre une rondelle d'ajustement 20 entre les rondelles ressort 17 et l'organe de vissage 9a (figure 5). L'empilement 16 peut également comporter une bague interne d'adaptation 21 au niveau de leur diamètre interne pour centrer les rondelles ressort 17 avec l'axe principal 4 du porte-outil (figure 5). Le logement du coulisseau 14 peut présenter des rainures périphériques de guidage axial (non visibles) pour guider l'empilement des rondelles ressort 17. Une fois assemblée dans le logement, il est facile de mesurer et vérifier la raideur de l'ensemble de l'empilement 16 sur un banc de test avant de monter le coulisseau 14 en queue d'axe principal 4 du porte-outil 3a. On peut également remplacer l'empilement 16 de rondelles ressort 17 par un ressort, tel qu'un ressort hélicoïdal, coaxial à l'axe principal 4 du porte-outil 3a (non représenté), les extrémités du ressort étant fixées respectivement au moyen de précontrainte du support de porte-outil 6a et par exemple au coulisseau du porte-outil 3a.

Le porte-outil 3a peut également comporter une masse additionnelle pour obtenir l'inertie en translation requise pour les mouvements axiaux d'aller-retour du porte-outil 3 lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil 6a par rapport à la pièce à usiner. La masse additionnelle comporte par exemple une masselotte annulaire 22 et un 30 socle 23 correspondant, fixés par des moyens de fixation classiques 24 à une collerette 19 de l'axe principal 4 du porte-outil 3a. Comme pour la raideur, la masse additionnelle est ainsi facile et rapide à modifier. Dans ce premier exemple de réalisation, la tête de perçage comporte deux membranes en forme de disque, pleines, déformables élastiquement en translation axiale et reliées d'une part au porte-outil et d'autre part au support de porte-outil. Les membranes sont couplées au moyen déformable élastiquement en translation axiale, c'est-à-dire qu'elles fournissent l'élasticité complémentaire nécessaire pour la production des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires auto-entretenue du porte-outil.

Les membranes sont par exemple métalliques. Dans l'exemple illustré en figures 2d et 3, les membranes 25a, 25b sont espacées le long de l'axe principal 4 du porte-outil 3a et présentent une zone intérieure reliée au porte-outil 3a et une zone périphérique reliée au support de porte-outil 6a. La zone périphérique des membranes 25a, 25b, est fixée au support de porte-outil 6a par encastrement, la zone périphérique étant prise en étau entre des entretoises externes cylindriques 26a, 26b, 26c de la tête de perçage la. Les entretoises externes cylindriques 26a, 26b, 26c et les zones périphériques des membranes 25a, 25b sont maintenues d'une part par un épaulement arrière 27 du logement axial cylindrique 8 et d'autre part par la fixation d'un flasque avant 28 du support de porte-outil 6a via quatre vis axiales 29.

En outre, les membranes 25a, 25b présentent respectivement un trou axial 30a, 30b autour desquels les zones intérieures des membranes 25a, 25b sont reliées à l'axe principal 4 du porte-outil 3a par encastrement, via des entretoises internes cylindriques 31a, 31b de la tête de perçage la. Les entretoises internes cylindriques 31a, 31b sont insérées sur l'axe principal 4 et maintenues d'une part par un épaulement 32 de l'axe principal 4 du porte- outil 3a, et d'autre part, par des écrous 33. Les épaisseurs des entretoises cylindriques externes, internes et des membranes sont adaptées pour produire l'amplitude et le rappel élastique requis pour la déformation axiale. En outre, les entretoises cylindriques intermédiaires externes 26b et internes 31a présentent une longueur adaptée pour maintenir un bon espacement entre les membranes 25a, 25b, le long de l'axe principal 4 de manière à empêcher la rotation du porte-outil 3a.

Ainsi, l'assemblage permet de guider le porte-outil 3a en lui autorisant un faible mouvement de translation axial dans la direction de l'axe d'usinage I, par déformation axiale des membranes 25a, 25b. Ce moyen de guidage en translation axiale permet d'assurer un positionnement précis du porte-outil 3a par rapport au support de porte-outil 6a, ce positionnement influant directement sur la précision de la machine-outil. Ce guidage en translation axiale est en outre complété par une fonction anti-rotation. En effet, grâce à leur configuration, les membranes 25a, 25b empêchent le porte-outil 3a de tourner par rapport au support de porte-outil 6a. Outre ces fonctions anti-rotation et de guidage en translation axiale, les membranes 25a, 25b participent au rappel élastique (ou effort résistant) du porte-outil 3a nécessaire pour produire les mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil 3a. De plus, les membranes 25a, 25b permettent d'assurer un mouvement sans frottement entre le porte-outil 3a et le support de porte-outil 6a, réduisant les risques d'échauffement en fonctionnement, et permettant d'assurer une très bonne étanchéité vis- à-vis d'éventuels résidus d'usinage ou de lubrification entre le porte-outil 3a et le support de porte-outil 6a. Le moyen déformable élastiquement en translation axiale et les membranes sont simultanément précontraints par le moyen de précontrainte. On a représenté la position d'équilibre PO d'une membrane au repos sur la figure 6.

L'application d'une précontrainte au moyen déformable élastiquement en translation axiale décale axialement le porte-outil 3a de sa position d'équilibre au repos PO vers la position P1 (voir figure 6). Ceci a pour effet de comprimer l'empilement 16 et déformer les membranes 25a, 25b au niveau des zones centrales internes, de sorte qu'elles pointent vers l'avant, comme schématisé par la position P1.

Lorsque la machine-outil déplace le support de porte-outil 6a qui lui est lié par rapport à une pièce à usiner, sous l'effet de moyens d'avance commandée et constante de la machine, les efforts de pénétration de l'outil provoquent alors une flexion des membranes 25a, 25b et des rondelles ressort 17 dans le sens contraire de la précontrainte produisant alors le phénomène auto-entretenu des mouvements axiaux d'aller-retour ou oscillations axiales de l'outil entre les deux positions P1 et P2. Le débattement dl entre ces deux positions est par exemple de l'ordre de 0, 4 mm.

La position P3 schématise la position des membranes lorsque celles-ci entrent en contact avec les butées de sécurité 15a, 15b, la distance d2 entre une position sous contrainte P1 ou P2 et la position de butée P3 étant de l'ordre de 0, 2 mm. Les butées de sécurité 15a, 15b permettent de protéger les membranes 15a, 15b en limitant la course des mouvements axiaux du porte-outil 3a en cas de mauvaise manipulation de la tête de perçage la. Selon un deuxième exemple de réalisation représenté sur les figures 7a, 7b et 8, le moyen déformable élastiquement en translation axiale n'est pas couplé à des membranes élastiques en translation axiale. 10 Dans cet exemple, la tête de perçage lb comporte un moyen de guidage en translation axiale comportant une douille à billes 34 et un moyen de blocage en rotation du porte-outil 3b. La douille à billes 34 est montée coaxialement à l'axe principal 4 du porte-outil 3b en amont du moyen déformable élastiquement en translation axiale et permet un guidage en 15 translation axiale du porte-outil 3b dans l'axe d'usinage I. La douille à billes 34 peut présenter une fente axiale de réglage 35 la rendant déformable et le corps de porte-outil 6b peut comporter deux fentes radiales de réglage 36a, 36b formant une zone élastique dans la zone de guidage de la douille à billes 34, permettant un réglage du jeu fonctionnel entre la douille à billes 34 et le corps de porte- 20 outil6b. Le contrôle de l'ouverture de la fente axiale de réglage 35 et des fentes radiales de réglage 36a, 36b est réalisée via deux vis de réglage 37 et un jeu de cales, dont une cale 38 est représentée sur la figure 7b. La tête de perçage lb peut en outre comporter un cache fente 39 pour protéger les fentes radiales de réglage 36a, 36b d'éventuelles impuretés. 25 Le moyen de blocage en rotation du porte-outil 6b comporte par exemple des bagues anti-rotation 40, insérées par exemple sur deux des quatre vis axiales 29 du flasque avant 28. Ainsi, les bagues anti-rotation 40 sont solidaires du support de porte-outil 6b. Les bagues anti-rotation 40 sont prévues pour coopérer avec des ouvertures correspondantes 41 de la collerette 19 du porte-outil 3b. 30 Alternativement et non représenté, le moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un ressort coaxial à l'axe principal du porte-outil dont la fixation d'une part, au porte-outil et d'autre part, au support de porte-outil réalise la fonction anti-rotation du porte-outil par rapport au corps de porte-outil. Selon un troisième exemple de réalisation, la tête de perçage 1c comporte un moyen de guidage axial et de blocage en rotation pourvu d'une glissière de guidage.

La glissière comporte une pièce profilée, telle qu'un rail, pouvant coulisser dans une rainure correspondante, et servant à guider le déplacement du porte-outil 3c axialement par rapport au support de porte-outil 6c. Par exemple, et comme représenté en figure 9a et 9b, le support de porte-outil 6c comporte une rainure axiale 54 dans laquelle un rail 55 du porte-outil 3c peut coulisser axialement selon l'axe longitudinal I, assurant les fonctions de guidage en translation axiale et de blocage en rotation du porte-outil 3c. Lorsque l'organe de vissage 9a précontraint le moyen déformable élastiquement en translation axiale, le rail 55 coulisse dans la rainure 54 correspondante, avançant axialement le porte-outil 3c hors de sa position d'équilibre au repos.

Alternativement (et non représenté), le support de porte-outil comporte un rail coulissant dans une rainure du porte-outil. Selon un quatrième exemple de réalisation d'une tête de perçage Id représentée en figure 10, le support de porte-outil 6d présente un arbre 42 muni de moyens d'accouplement 7c à une broche rotative de machine-outil.

Cette tête de perçage Id est par exemple destinée à être montée sur une machine-outil présentant un axe d'usinage vertical I, telle qu'une fraiseuse à commande numérique ou centre d'usinage, pour laquelle en cours d'usinage, la tête de perçage 1d montée dans une broche rotative, tourne autour de l'axe d'usinage I et avance dans une pièce à usiner fixe en position.

Dans ce quatrième exemple de réalisation, le porte-outil 3d comprend un corps cylindrique 43 dans lequel s'étend au moins partiellement le support de porte-outil 6d et présente un épaulement 44 coopérant avec l'embouchure d'une cavité axiale 45 de l'arbre 42 pour autoriser un déplacement axial du porte-outil 3d par rapport au support de porte-outil 6d.

Les moyens d'accouplement 7c étant agencés à l'arrière de l'arbre 42, le moyen déformable élastiquement comprenant un ressort 46, tel qu'hélicoïdal, est reçu dans la cavité axiale 45, augmentant l'encombrement radial plutôt qu'axial. Une première extrémité 12 du ressort 46 est reliée au moyen de précontrainte et une deuxième extrémité 13 du ressort 46 est reliée au porte-outil 3d. En outre, le moyen déformable élastiquement en translation axiale est par exemple 5 couplé à deux membranes déformables élastiquement en translation axiale en forme de disque 25c, 25d. Les membranes 25c, 25d sont espacées le long de l'arbre 42 du support de porte-outil 6d de façon à assurer un guidage en translation. Chaque membrane 25c, 25d présente une zone intérieure reliée au support de porte-outil 6d et une zone périphérique reliée au porte- 10 outil 3d, via des entretoises cylindriques internes et externes. Le corps cylindrique 43 du porte-outil 3d peut ainsi se translater axialement entre une première et une deuxième butées de sécurité 15c, 15d du support de porte-outil 6d dont le jeu peut être ajusté par un écrou 47. L'organe de vissage comporte un écrou de blocage 9b, à filetage intérieur, et une vis 15 correspondante de réglage 48 vissée dans un taraudage axial de l'arbre 42. Le bout de la vis de réglage 48 vient en appui contre l'extrémité 12 du ressort 46 pour le pré-contraindre. Selon un cinquième exemple de réalisation représentée en figure 11, la tête de perçage 1 e comporte un moyen de guidage en translation axiale selon l'axe d'usinage I et un moyen de blocage en rotation du porte-outil 3e.

20 Un espace 49 dans lequel débouche une cavité axiale 45 de l'arbre 42 du support de porte-outil 6e est prévu entre le support de porte-outil 6e et le porte-outil 3e pour autoriser un déplacement axial (selon la flèche F) du porte-outil 3e par rapport au support de porte-outil 6e. Dans cet exemple, la tête de perçage le comporte une douille à billes 34 coaxiale à 25 l'arbre 42 du support de porte-outil 6e pour le guidage axial du porte-outil 3e. Le blocage en rotation du porte-outil 3e par rapport au support de porte-outil 6e est assuré par le moyen déformable élastiquement en translation axiale qui comprend un ressort cylindrique 50 (voir figure 12). Le ressort cylindrique 50 est reçu dans la cavité axiale 45 et est fixé d'une part au 30 porte-outil 3e et d'autre part, au support de porte-outil 6e. Le ressort cylindrique 50 est maintenu par exemple par un système tenon-mortaise, un premier tenon 51a est fixé au porte-outil 3e et un deuxième tenon 51b étant fixé au support de porte-outil 6e. L'organe de vissage 9c comporte un écrou de blocage 52 et une vis de réglage 53, vissés dans un taraudage axial du support de porte-outil 6e, par exemple dans l'axe du tenon 51b. Le serrage de la vis de réglage 53 permet de précontraindre le ressort cylindrique 50 en compression. Ainsi, la tête de perçage permet la réalisation de perçages secs, dans des conditions de productivité élevées, tout en augmentant la durée de vie des outils et dont le phénomène auto-entretenu des mouvements axiaux d'aller-retour ou oscillations axiales de l'outil, est facilement obtenu.

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Tête de perçage pour machine-outil présentant un axe d'usinage (1), ladite tête de perçage comportant : un porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) muni de moyens de fixation (5) d'un outil, un support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) muni de moyens d'accouplement (7a, 7b, 7c) à une machine-outil, et un moyen déformable élastiquement en translation axiale selon l'axe d'usinage relié d'une part au porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) et d'autre part au support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e), pour produire de façon auto-entretenue des mouvements axiaux d'aller-retour ou vibratoires du porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) lors de l'avance commandée relative du support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) par rapport à la pièce à usiner, caractérisée en ce que ledit support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e) comporte un moyen de précontrainte dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale pour décaler axialement selon l'axe d'usinage ledit porte-outil (3a, 3b, 3c, 3d, 3e) de sa position d'équilibre au repos par rapport audit support de porte-outil (6a, 6b, 6c, 6d, 6e).
2. 2. Tête de perçage selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit moyen de précontrainte est réglable.
3. 3. Tête de perçage selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit moyen de précontrainte réglable comporte un organe de vissage (9a, 9b, 9c) se vissant à l'encontre dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale pour le pré-contraindre.
4. 4. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen déformable élastiquement en translation axiale est monté en queue d'un axe principal (4) du porte-outil (3a, 3b), ledit organe de vissage (9a) se vissant à l'encontre d'une première extrémité (12) dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale.
5. 5. Tête de perçage selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'une deuxième extrémité (13) dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale est reliée à un coulisseau (14) du porte-outil (3a, 3b) présentant un logement débouchant pour recevoir ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale.
6. 6. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un empilement (16) de rondelles ressort (17) coaxiales à l'axe principal (4) du porte-outil (3a, 3b).
7. 7. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un ressort coaxial à un axe principal (4) du porte-outil (3a, 3b).
8. 8. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit moyen déformable élastiquement en translation axiale comprend un ressort (46, 50) coaxial à un arbre (42) du support de porte-outil (6d, 6e).
9. 9. Tête de perçage selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'une première extrémité (12) dudit ressort (46) est reliée audit moyen de précontrainte et une deuxième extrémité (13) dudit ressort (46) est reliée au porte-outil (3d).
10. 10. Tête de perçage selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisée en ce que ledit ressort (46, 50) est reçu dans une cavité axiale (45) de l'arbre (42) du support de porte-15 outil (6d, 6e).
11. 11. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux membranes (25a, 25b ; 25c, 25d) en forme de disque, déformables élastiquement en translation axiale et reliées d'une part au porte-outil et d'autre part au support de porte-outil, lesdites membranes étant couplées au moyen 20 déformable élastiquement en translation axiale.
12. 12. Tête de perçage selon la revendication 11, caractérisée en ce que lesdites membranes (25a, 25b ; 25c, 25d) sont métalliques.
13. 13. Tête de perçage selon l'une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce que le support de porte-outil (6a, 6b, 6c) présente des butées de sécurité (15a, 15b ; 15c, 25 15d) entre lesquelles ledit porte-outil (3a, 3b, 3c) peut se translater axialement.
14. 14. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de guidage en translation axiale selon l'axe d'usinage (1) et un moyen de blocage en rotation du porte-outil (3b, 3e).
15. 15. Tête de perçage selon la revendication 14, caractérisée en ce que ledit 30 moyen de guidage en translation axiale comprend une douille à billes (34).
16. 16. Tête de perçage selon l'une des revendications 14 ou 15, prise ensemble avec la revendication 8, caractérisée en ce que ledit ressort (50) dudit moyen déformable élastiquement en translation axiale est agencé pour bloquer la rotation dudit porte-outil (3e) par rapport au support de porte-outil (6e).
17. 17. Tête de perçage selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte un moyen de guidage axial et de blocage en rotation pourvu d'une glissière de guidage (54, 55).10