FR2974747A1

FR2974747A1 - Outil de percage polyvalent, et boite a outils associee

Info

Publication number: FR2974747A1
Application number: FR1153830A
Authority: FR
Inventors: Gregory Bailleul; Christian Staes; Guen Sylvain Le; Cyrille Mutel
Original assignee: Aircelle SA
Current assignee: Safran Nacelles SAS
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-11-09
Anticipated expiration: 2031-05-04
Also published as: WO2012150403A1; US20140050545A1; FR2974747B1; BR112013025144A2; CA2831724A1; CN103501944A; EP2704867A1; RU2013152684A

Abstract

Cet outil de perçage polyvalent comprend : - une tête de guidage (1), - une fraise de perçage (3), et - une queue (5) de montage sur un mandrin, ces trois éléments (1, 3, 5) étant assemblés entre eux de manière amovible, de manière à permettre le remplacement de chacun d'entre eux par un élément analogue de dimensions différentes.

Description

La présente invention concerne un outil de perçage polyvalent, et une boîte à outils associée. Cette invention concerne notamment le domaine de l'aéronautique. Les opérations de perçage de pièces notamment en matériaux composites ou métalliques en alliages d'aluminium, de titane et autres métaux, doivent être faites avec une grande précision, de manière à respecter les cahiers des charges les plus exigeants tels que ceux qui sont en vigueur dans le domaine de l'aéronautique. Dans ce domaine technique particulier, les opérations de perçage de panneaux notamment métalliques sont nécessaires pour permettre des passages de câbles, de conduits ou autres organes, ou bien pour permettre la mise en place d'organes de fixation (vis ou rivets par exemple) permettant l'assemblage par exemple de plusieurs panneaux entre eux. De telles opérations de perçage interviennent notamment dans la 15 réalisation de nacelles pour turboréacteurs d'aéronefs. Ces opérations de perçage sont effectuées au moyen d'outils de perçage montés sur des mandrins rotatifs, le diamètre de ces outils de perçage étant choisi en fonction de chaque besoin. Il peut arriver que le perçage soit défectueux, c'est-à-dire que le 20 perçage ne soit pas effectué au diamètre souhaité (diamètre dit « nominal »), par exemple en raison d'un mauvais choix d'outil de perçage. Un autre type de défaut peut être un perçage non circulaire, causé par des vibrations de l'outil de perçage. Classiquement, lorsqu'un tel défaut apparaît, on vient réaliser un 25 perçage de diamètre supérieur au perçage présentant un défaut, et l'on place sur l'orifice ainsi obtenu une bague de réparation, dont le diamètre extérieur est légèrement supérieur à celui de cet orifice dans le métallique (dans le composite le diamètre de la bague est inférieur au diamètre du trou), et dont le diamètre intérieur est égal au diamètre de perçage souhaité initialement 30 (diamètre nominal). La fixation de la bague sur le bord de l'orifice est effectué par collage dans le composite, et par frettage dans le métallique, ou par tout autre moyen approprié. Généralement, ces opérations de réparation d'un défaut de 35 perçage nécessitent l'intervention de sociétés spécialisées, disposant d'un outillage approprié à toutes les configurations possibles de défauts.

La présente invention a ainsi notamment pour but de fournir un outil de perçage permettant à l'opérateur de remédier lui-même à un défaut de perçage constaté, quelle que soit la configuration de ce défaut de perçage. On atteint ce but de l'invention avec un outil de perçage polyvalent, comprenant : - une tête de guidage, - une fraise de perçage, et - une queue de montage sur un mandrin, ces trois éléments étant assemblés entre eux de manière amovible, 10 de manière à permettre le remplacement de chacun d'entre eux par un élément analogue de dimensions différentes. Grâce à ces caractéristiques, et en prévoyant une boîte à outils comprenant des têtes, fraises et queues de dimensions différentes, on peut réaliser de très nombreuses combinaisons dimensionnelles de ces éléments, 15 lesquelles permettent de faire face à n'importe quelle configuration de défaut de perçage, sans qu'il soit nécessaire de faire appel à une société spécialisée extérieure. Suivant d'autres caractéristiques optionnelles de cet outil de perçage : 20 - ladite fraise de perçage comporte un alésage, ladite tête de guidage comprend un pilote venant en butée à l'entrée dudit alésage et une tige traversant ledit alésage et vissée à l'intérieur de ladite queue de montage : un tel agencement permet de remplacer très facilement chacun des éléments formant l'outil, par simple dévissage de la tige par rapport à la queue ; 25 - ladite fraise de perçage comprend elle-même un cylindre de montage, traversé par ladite tige, et venant en butée contre ladite queue ; - ledit cylindre et ladite queue comprennent des formes tronconiques complémentaires, permettant une butée de type cône contre cône : une telle butée permet une parfaite immobilisation de ces pièces en 30 rotation l'une par rapport à l'autre, une fois la tige vissée à l'intérieur de la queue ; - ladite tête et ladite queue comprennent chacun deux méplats de façon à pouvoir les serrer et les desserrer avec deux clefs plates ou pinces. La présente invention se rapporte également à une boîte à outils, 35 comprenant des têtes de guidage, fraises de perçage et queues de montage de dimensions différentes, aptes à être assemblées pour former un outil de perçage conforme à ce qui précède. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description qui va suivre, et à l'examen des 5 figures ci-annexées dans lesquelles : - la figure 1 représente une vue en perspective éclatée d'un outil de perçage selon l'invention, - la figure 2 représente une vue de côté de l'outil de perçage de la figure 1, à l'état assemblé, les parties cachées étant 10 représentées et, - la figure 3 représente une vue en perspective de l'outil de perçage de la figure 2. Comme on peut le voir sur l'ensemble de ces figures, cet outil de perçage comporte trois parties, à savoir : 15 - une tête de guidage 1, - une fraise de perçage 3, et - une queue de montage 5 sur un mandrin (non représenté). Plus précisément, la tête de guidage 1 comporte une extrémité formant pilote 7, et une tige de moindre diamètre 9, comportant un embout 20 fileté 11. La fraise de perçage 3 comporte une fraise 13 à proprement parler, surmontée d'un cylindre de montage 15. Comme cela est visible notamment à la figure 2, la fraise 13 et le cylindre de montage 15 sont traversés dans toute leur longueur par un alésage 25 17 apte à recevoir la tige 9. La queue de montage 5 comporte une cavité filetée 19, comme cela est visible à la figure 2, cette cavité étant apte à recevoir par vissage l'embout fileté 11 de la tige 9. Comme cela est visible notamment sur les figures 1 et 2, le pilote 7 30 et la fraise 13 d'une part, et le cylindre de montage 15 et la queue de montage 5 d'autre part, comportent des formes tronconiques, respectivement 19, 21 et 23, 25, aptes à former des butées de type cône contre cône lorsque la tige 9 est vissée et serrée à l'intérieur de la cavité filetée 19 de la queue 5. Les matériaux formant chacun des éléments 1, 3, 5 sont appropriés 35 pour réaliser des opérations de perçage, notamment à l'intérieur de panneaux en alliage métallique, tels que des panneaux en alliage d'aluminium ou de titane, ou dans des panneaux en matériaux composites, tels que des structures sandwichs d'absorption acoustique. A titre d'exemple, la têtel et la queue 5 peuvent être formées en acier, et la fraise 3 peut être formée en carbure de tungstène.

De préférence, la tête 1 et la queue 5 comprennent chacun deux méplats 27, 29 de façon à pouvoir les serrer et les desserrer avec deux clefs plates ou pinces. Le mode d'utilisation et les avantages de l'outil de perçage qui vient d'être décrit sont les suivants.

Lors d'une opération de perçage d'un panneau métallique ou en composite, il peut arriver que l'on commette une erreur, de sorte que le diamètre du trou réalisé est inapproprié : erreur pure et simple de diamètre, ou bien trou non circulaire obtenu à la suite de vibrations incontrôlées de l'outil de perçage, par exemple.

Pour, remédier à cette erreur, il convient de réaliser un nouveau perçage permettant la mise en place d'une bague de réparation, comme indiqué en préambule de la présente description, cette bague présentant un diamètre intérieur correspondant au diamètre souhaité (dit « nominal »). Pour ce faire, on a recours à une boîte à outils (non représentée), présentant toute une gamme de têtes de guidage 1, de fraises de perçage 3 et de queues de montage 5, de diamètres et longueurs différentes. On choisit une tête de guidage 1 présentant un pilote dont le diamètre correspond au diamètre nominal, et dont la longueur permet, le cas échéant, de traverser des couches sans matière sans qu'il y ait de risque de déplacement de l'outil de perçage. Pour la fraise 3, on choisit une fraise présentant un diamètre supérieur à celui du trou effectué par erreur, et inférieur à celui du diamètre extérieur de la bague de réparation qui va être utilisée dans le cas d'une pièce métallique. Dans le cas d'une pièce composite, on choisit une fraise présentant un diamètre supérieur à celui du trou effectué par erreur, et supérieur à celui du diamètre extérieur de la bague de réparation. Enfin, concernant la queue de montage 5, on choisit une queue présentant une longueur compatible avec la configuration du lieu où doit être effectué le perçage : il peut en effet y avoir des contraintes de longueur particulières, notamment lors de l'utilisation de systèmes d'entraînement en rotation à renvoi d'angle de l'outil de perçage.

Une fois la tête de guidage 1, la fraise de perçage 3 et la queue de montage 5 appropriées ayant été choisies, on assemble ces trois éléments ente eux, en faisant passer la tige 9 de la tête 1 à l'intérieur de l'alésage 17 de la fraise 13 et du cylindre de montage 15, de manière que cette tige 9 ressorte de ce cylindre et puisse venir se visser à l'intérieur de la cavité 19 formée dans la queue 5. On applique un couple de serrage à ce vissage, de manière que les formes tronconiques 19, 21 et 23, 25 puissent venir en butée les unes contre les autres, afin d'empêcher la rotation relative de chacun des éléments 1, 3, 5.

On vient ensuite mettre la queue de montage 5 en prise à l'intérieur d'un mandrin rotatif (non présenté), et on amène ce mandrin au droit du trou réalisé par erreur, qu'il convient de rectifier. Le pilote 7 prend alors appui contre les bords de ce trou (ou éventuellement contre les bords d'un autre trou situé dans l'alignement du trou défectueux) et on descend l'outil de perçage jusqu'à ce que la fraise 3 vienne réaléser le trou défectueux. On peut alors extraire l'outil de perçage du nouveau trou ainsi réalisé, puis venir fixer sur le bord de ce nouveau trou la bague de réparation, dont le diamètre intérieur correspond au diamètre nominal, c'est-à-dire au diamètre du trou que l'on souhaitait initialement effectuer. La bague de réparation (non représentée) peut être fixée par tout moyen connu sur le bord du trou réalisé, par exemple par frettage ou collage. Comme on peut le comprendre à la lumière de la description qui précède, l'outil de perçage selon l'invention permet, de manière extrêmement simple, de réaliser toutes combinaisons de diamètres et de longueurs de la tête de guide 1, de la fraise de perçage 3 et de la queue de montage 5. On peut de la sorte intervenir de manière très simple dans toutes les situations de perçage défectueux, et ce avec une grande précision étant donné la fonction de guidage remplie par le pilote 7 qui prend appui sur le trou défectueux, ou bien sur un autre trou situé dans l'alignement de ce dernier. L'outil de perçage polyvalent selon l'invention permet ainsi d'intervenir de manière urgente sur des chaînes de production de panneaux destinés notamment à constituer des structures pour aéronefs. Un tel outil de perçage est particulièrement adapté à la réparation d'alésages défectueux réalisés dans des structures sandwich composites en carbone et aluminium, utilisées notamment pour la fabrication de panneaux d'absorption acoustique, destinés à être placés à l'intérieur des nacelles de turboréacteurs d'aéronef. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté, fournis à titre de simple exemple.5

Claims

REVENDICATIONS1. Outil de perçage polyvalent, comprenant : - une tête de guidage (1), - une fraise de perçage (3), et - une queue (5) de montage sur un mandrin, ces trois éléments (1, 3, 5) étant assemblés entre eux de manière amovible, de manière à permettre le remplacement de chacun d'entre eux par un élément analogue de dimensions différentes.
2. Outil selon la revendication 1, dans lequel ladite fraise de perçage (3) comporte un alésage (17), ladite tête de guidage (1) comprend un pilote (7) venant en butée à l'entrée dudit alésage (17) et une tige (9) traversant ledit alésage (17) et vissée à l'intérieur de ladite queue de montage (5).
3. Outil selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel ladite fraise de perçage (3) comprend elle-même un cylindre de montage (15), traversé par ladite tige (9), et venant en butée contre ladite queue (5).
4. Outil selon la revendication 3, dans lequel ledit cylindre (15) et ladite queue (5) comprennent des formes tronconiques complémentaires (23, 25), permettant une butée de type cône contre cône. 25
5. Outil selon l'une des revendications 3 ou 4, dans lequel ledit pilote (7) et ladite fraise (3) comprennent des formes tronconiques complémentaires (19, 21), permettant une butée de type cône contre cône. 30
6. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite tête et ladite queue comprennent chacun deux méplats de façon à pouvoir les serrer et les desserrer avec deux clefs plates ou pinces. 35
7. Boîte à outils, comprenant des têtes de guidage (1), fraise de perçage (3) et queues de montage (5) de dimensions différentes, aptes à être20assemblées pour former un outil de perçage conforme à l'une quelconque des revendications précédentes.