FR3040647A1 - Outil, dispositif et methode d'usinage d'une piece a partir d'un bloc solide. - Google Patents

Abstract

Il s'agit d'un outil (7), d'un dispositif et d'une méthode d'utilisation d'un outil (7) d'usinage d'une pièce (2) dans un bloc (3) de matière, comprenant un élément (8) de découpe rotatif allongé dans un plan (77) ou autour d'un axe (10) entre ses deux parties (11, 12 ; 74) d'extrémité, un organe (13) de support de l'élément (8) de découpe comprenant des moyens (14) d'entrainement en rotation dudit élément, lesdits moyens (14) d'entrainement étant connectés d'un côté à une desdites parties (11, 12 ; 76) d'extrémité et agencés pour être connectés de l'autre côté à un moteur (15) rotatif. Les moyens (14) d'entrainement comportent une broche (27) de connexion axiale avec le moteur (15) rotatif d'axe perpendiculaire au plan (77) ou à l'axe (10) de l'élément (8) de coupe et l'organe (13) comporte de plus des moyens de maintien et de reprise d'efforts de l'élément (8) de découpe connectée à l'autre desdites parties d'extrémité (11, 12 ; 76).

Description

OUTIL, DISPOSITIF ET METHODE D'USINAGE D'UNE PIECE A PARTIR D'UN BLOC SOLIDE

La présente invention concerne un outil d'usinage et un dispositif utilisant un tel outil pour usiner une pièce à partir d'un bloc en matériau métallique ou composite. L'invention concerne également une méthode mettant en œuvre un tel dispositif.

Elle trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, dans le domaine de l'usinage des pièces mécaniques de précision notamment des éléments mécaniques pour l'aéronautique et/ou de grandes dimensions, par exemple par découpe par fraisage.

On parle d'usinage de pièces de grandes dimensions lorsque la largeur des pièces à usiner est supérieure à 70 mm et/ou leur longueur supérieure à 90 cm. L'invention est également particulièrement adaptée à la formation de poches ou cavités dans un bloc.

Par poche on entend une cavité non traversante formée par désimbrication d'une portion de matière dans un bloc d'origine.

Cette désimbrication est une opération complexe qui impliquait par le passé soit l'enlèvement de matière par petites quantités (particules, copeaux,...) ensuite difficilement réutilisables et valorisables économiquement, soit la mise en oeuvre de nombreuses étapes présentant chacune des contraintes à l'origine d'une baisse de la productivité.

Il existe ainsi des dispositifs d'usinage par des procédés connus de l'homme du métier sous la dénomination d'électroérosion ou EDM (acronyme anglais de Electrical Discharge Machining).

Bien que ces dispositifs soient d'une grande finesse et précision de découpe (de l'ordre de ±5pm de différence pour une côte donnée) , ils ne sont cependant pas satisfaisants. Ils sont notamment limités dans les types de matériaux utilisables, car ceux-ci doivent être conducteurs électriquement, et nécessitent de plonger toute la pièce dans un bac de fluide diélectrique.

En outre, ils ne sont pas non plus adaptés pour l'usinage de pièce de grandes dimensions, ne serait-ce que du fait de l'immersion dans un bac, et sont coûteux et/ou présentent des faibles rendements (vitesse d'avancée en découpe comprise entre 0,2 et 10 mm.min-1 maximum pour une surface d'usinage inférieure à 2 mm2 ou un débit d'enlèvement de matière inférieur à 5 cm3.min_1).

On connaît également des dispositifs de fraisage, en particulier avec renvoi d'angle.

Ceux-ci ne donnent pas satisfaction non plus. Ils présentent en effet un volume important et subissent d'importantes déformations géométriques du fait du peu de rigidité de l'outil.

Ceci limite donc le choix des types de matériaux en fonction, de leur dureté et/ou du besoin de conformité et précision de l'usinage et/ou de la distance de fraisage pour éviter les déformations parasites en fonctionnement (par exemple flèche résultante du flambage et flexion de l'outil).

Tous ces dispositifs connus de l'art antérieur présentent également des inconvénients en termes de conditions de coupe, l'évacuation des copeaux n'étant notamment pas effectuée efficacement et/ou à grande vitesse.

La présente invention vise à fournir un outil, un dispositif et une méthode répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'elle va permettre d'effectuer des découpes, en particulier de poches, dans tous matériaux, de grande dimension et avec une grande précision, en conservant cette précision lors d'un usinage de profondeur variable par rapport au fond de la poche, avec des conditions de coupe, en particulier de vitesse de coupe, optimisées et en limitant 1'échauffement de l'outil et de la matière. A titre d'exemple, l'invention permet d'extraire à partir d'un brut (bloc non usiné) parallélépipédique de 500 mm de longueur et 200 mm de largeur, un bloc parallélépipédique de 300 mm de longueur et 110 mm de largeur en un temps inférieur à 250 s.

Elle permet des conditions également optimisées de fonctionnement en autorisant une plus grande transmission de puissance à l'outil tout en minimisant la consommation électrique nécessaire.

Avec l'invention, il va être possible de découper des blocs de matière sans nécessité de les réduire en copeaux ce qui permet une réutilisation plus avantageuse des blocs retirés.

De plus, l'outil est de faible encombrement, facilement transportable, installable, et compatible avec les chaînes d'usinage déjà en place.

Dans ce but, l'invention propose notamment un outil d'usinage d'une pièce dans un bloc de matière, comprenant un élément de découpe rotatif allongé dans un plan ou autour d'un axe entre ses deux parties d'extrémité, un organe de support de l'élément de découpe comprenant des moyens d'entrainement en rotation dudit élément, lesdits moyens d'entrainement étant connectés d'un côté à une desdites parties d'extrémité et agencés pour être connectés de l'autre côté à un moteur rotatif, caractérisé en ce que les moyens d'entrainement comportent une broche de connexion axiale avec le moteur rotatif d'axe perpendiculaire au plan ou à l'axe de l'élément de coupe et en ce que l'organe comporte de plus des moyens de maintien et de reprise d'efforts de l'élément de découpe connectée à l'autre desdites parties d'extrémité.

Dans des modes de réalisation avantageux, on a par ailleurs et/ou de plus recours à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - l'organe est un portique comprenant une poutre centrale transversale de support de la broche de connexion, raccordé à deux montants latéraux parallèles, à savoir un montant comportant les moyens de maintien et un montant comportant en partie les moyens d'entrainement de l'élément de découpe, lesdits montants latéraux étant reliés à l'élément de découpe par leurs portions d'extrémité opposées à ladite poutre ; - les moyens de maintien sont également agencés pour entraîner en rotation l'élément de découpe simultanément avec les moyens d'entrainement ; - l'outil comporte un système de transmission du mouvement rotatif dudit moteur à l'élément de découpe par renvoi d'angle ; - le système de transmission par renvoi d'angle comprend un engrenage à pignon, un arbre intermédiaire entièrement situé à distance de l'élément de coupe actionné par ledit pignon et des moyens de report du mouvement de rotation dudit arbre intermédiaire simultanément aux deux parties d'extrémité de l'élément de découpe ; - les moyens de report du mouvement sont formés par deux chaînes sans fin engrenant de part et d'autre sur des couronnes solidaires des parties d'extrémité de l'élément de découpe d'un côté et de l'arbre intermédiaire de l'autre ; - les moyens de report du mouvement sont formés par un train de pignons ; - l'élément de découpe est une chaîne sans fin ; - l'élément de découpe est une fraise allongée autour d'un axe ; - l'outil comprend des moyens d'alimentation en liquide de lubrification de la fraise par au moins une de ses parties d'extrémité ; - les moyens d'alimentation en liquide comprennent une canalisation d'amenée du liquide à une extrémité de la fraise et la fraise comprend une canalisation axiale connectée à ladite canalisation d'amenée, ladite canalisation axiale étant connectée à des perçages radiaux d'évacuation latérale dudit liquide répartis le long de la fraise.

Avantageusement ils sont par exemple répartis régulièrement. L'invention propose également un dispositif comprenant un outil tel que décrit ci-dessus.

Avantageusement le dispositif de l'invention comprend un moteur rotatif et des moyens de calculs agencés pour générer un couple débit/pression dans les moyens d'alimentation en liquide pour repousser les copeaux formés lors de l'usinage. L'invention propose de plus une méthode d'usinage mettant en œuvre un outil et/ou un dispositif tel que décrit ci-avant.

Elle propose aussi une méthode d'usinage d'une pièce à partir d'un bloc en matériau métallique ou composite fixé sur un bâti, caractérisée en ce que on usine le bloc en déplaçant horizontalement et verticalement par rapport au bloc et dans ledit bloc un élément de découpe allongé dans un plan ou autour d'un axe, maintenue par ses deux parties d'extrémités et actionnée en rotation par au moins une de ses parties d'extrémités, via deux montants parallèles, pour former une pièce de forme déterminée.

Avantageusement l'outil étant une fraise allongée autour d'un axe, on refroidit et on lubrifie ladite fraise par injection axiale interne de liquide à l'intérieur de ladite fraise, que l'on évacue par des trous radiaux de ladite fraise répartis le long de cette dernière.

Dans un mode de réalisation avantageux et après avoir réalisé dans la pièce deux fentes longitudinales d'une épaisseur déterminée, on forme une cornière en U et un lingot de forme complémentaire en déplaçant la fraise tenue par ses extrémités préalablement introduites dans lesdites fentes. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation donnés ci-après à titre d'exemples non limitatifs.

La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent dans lesquels :

La figure 1 est un schéma de principe illustrant un dispositif d'usinage selon l'invention.

La figure 2 est une vue en coupe latérale du dispositif selon le mode de réalisation illustré à la figure 1.

La figure 3 est une vue en perspective schématique d'un autre mode de réalisation d'un outil selon 1'invention.

La figure 4 montre trois états d'usinage d'une pièce par un dispositif selon le mode de réalisation illustré à la figure 1.

La figure 5 représente schématiquement une pièce usinée sur une hauteur variable le long du trajet d'usinage par un dispositif selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 6 est un diagramme illustrant schématiquement les étapes d'un procédé d'usinage selon un mode de réalisation de l'invention.

La figure 1 montre un dispositif 1 d'usinage d'une pièce 2 selon un mode de réalisation de l'invention.

La pièce 2, schématisée ici en trait mixte, est un sous ensemble d'un bloc 3 ou lingot de matière brute à partir duquel elle est découpée/désimbriquée.

Le bloc 3 est maintenu en position ou fixé par des plats 4 de façon connue en elle-même, sur un bâti ou une table 5 comprenant un plan 6 de support sur lequel repose le lingot.

Le dispositif 1 comporte un outil 7 d'usinage comprenant un élément 8 de découpe rotatif.

En référence également à la figure 2 et dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici, cet élément 8 de découpe est une fraise 9 allongée autour d'un axe 10 disposé sensiblement parallèlement au plan 6 du support.

Par sensiblement parallèlement on entend ici que l'angle formé par l'axe et le plan est inférieur ou égale à de l'ordre de 5°, par exemple ± 1° par rapport au plan horizontal. L'élément 8 de découpe comporte deux parties d'extrémités 11 et 12, collaborant avec un organe 13 de support qui en assure le maintien et la reprise des efforts. L'organe 13 de support comprend des moyens 14 d'entrainement en rotation de l'élément 8 de découpe.

Ces moyens 14 d'entrainement sont connectés, d'un côté à une des parties d'extrémité 11 et/ou 12 de l'élément 8 de découpe, et sont agencés pour être connectés de l'autre côté à un moteur rotatif 15 connu en lui-même et schématisé en trait mixte sur la figure 1. L'organe 13 de support est en forme de portique, par exemple présentant sensiblement une forme de U inversé. Il comporte une poutre 16 centrale transversale, de structure et de de forme parallélépipédiques ou sensiblement parallélépipédiques à arêtes arrondies et un bloc carter 17.

Le bloc carter 17 est solidaire de la face inférieure 18 de la poutre 16 de structure.

Poutre 16 et bloc 17 sont raccordés sur leur côté à deux joues ou montants latéraux 19, 20 parallèles entre eux, reliés à l'élément 8 de découpe par leurs portions d'extrémité 21, 22 opposées à la poutre.

Le bloc carter 17 est intercalé entre la poutre 13 et l'élément 8 de découpe.

Il ménage avec les montants 19, 20 un espace intérieur 23 (cf. figure 2) pour une partie des moyens 24 d'entrainement.

Les montants 19, 20 sont de section verticale triangulaire par exemple à sommet arrondi, avec une base coïncidant avec un élément de face inférieure du bloc carter 17.

Les portions d'extrémités 21, 22 forment les sommets des montants 19, 20 et comprennent des ouvertures 25 en vis-à-vis sur les faces en regard des montants 19, 20 permettant l'accueil des parties d'extrémité 11, 12 respectives de l'élément 8 de découpe.

Dans un mode de réalisation elles comprennent, sensiblement à hauteur de l'élément de coupe 8 ou plus bas (i.e. vers le sommet arrondi), et sur le pourtour périphérique des montants latéraux 19,20, une ou plusieurs ouvertures orientées O, O' d'éjection de liquide.

Ces ouvertures O, O' vont permettre le passage de jets de lubrifiant dont l'orientation est avantageusement prévue pour pousser les copeaux en vue de leur évacuation dans les rainures latérales (non représentées) de la table 5, par exemple en complément de perçages radiaux sur la fraise, tels que décrits ci-après. A l'extrémité opposée de l'organe 13 de support par rapport aux montants 19, 20, l'outil 7 comprend une interface 26 de connexion avec le moteur 15. L'interface 26 est par exemple une broche 27 de connexion axiale, par exemple formée par un plot tronconique de conicité réduite par exemple correspondant à un cône Morse, dont l'axe A de rotation est perpendiculaire à l'axe 10 de l'élément 8 de découpe et/ou sensiblement parallèle au plan médian 29 des montants latéraux 19, 20.

La poutre 16 centrale assure ainsi le support de la broche 27 qui est donc agencée pour être connectée et mise en mouvement rotatif par le moteur 15, comprenant des organes de connexion (non représentés) correspondant à la broche 27.

En référence à la figure 2, la broche 27 est solidaire en rotation d'un système 28 de transmission du mouvement rotatif par renvoi d'angle.

Le système 28 comprend un arbre cylindrique 29 sur lequel est fixé une rondelle 30 dentelée sur sa circonférence pour engrenage avec renvoi d'angle à 90° avec un pignon 31 solidaire en rotation d'un arbre intermédiaire 32 entièrement situé dans l'espace 23 du bloc carter 17.

Un plot 34 est par ailleurs prévu de façon connue pour fixer et bloquer la broche 27 sur l'organe 13 en empêchant les angulations, oscillations et vrillages de l'outil 7 par rapport à la pièce 2 à usiner lors de la transmission du mouvement rotatif.

Le moteur 15 est quant à lui solidaire d'un pont 35 et/ou de bras 35', 35'' (en trait mixte sur la figure 1) de robot monté sur un bâti (non représenté). Le bâti comprend par exemple un chariot mobile sur des rails de guidage et muni d'actionneurs pour permettre le mouvement du chariot et donc, solidairement, du moteur 15 et de l'outil 7 suivant les directions des flèches longitudinales 36, transversales 37 et verticales 38 de façon connue en soi de l'homme du métier.

Un automate 39 programmable via une interface 40 est prévu à cet effet (ordinateur).

Pour en revenir au système 28 de transmission, son arbre 29 traverse sur sa portion médiane la poutre 16 au travers d'un palier 42 éventuellement amortisseur, de façon connue en elle-même et vient attaquer de l'autre côté de la poutre 16 par rapport à la broche 27, par le biais du renvoi d'angle (pignons et engrenages coniques 30, 31) l'arbre intermédiaire horizontal 32. L'arbre 32 intermédiaire qui s'étend dans l'espace interne 23 du bloc carter 17 est disposé à l'opposé des portions 11, 12 extrémités des montants 19, 20, entièrement à distance 8 de l'élément de découpe, de façon sensiblement parallèle à la poutre 16 centrale et/ou à l'élément 8 de découpe.

Il comprend un corps 44 et à chacune de ses extrémités 45, 46 une portion de diamètre inférieure à celui du corps 44, insérée en rotation libre dans un manchon 47 solidaire du montant latéral 19, 20 correspondant.

Plus précisément chaque montant 19, 20 comprend dans sa portion d'extrémité 21, 22 (opposée à l'arbre 32 intermédiaire) une ouverture munie d'un manchon avec palier à roulement 49, 50, pour le passage et la rotation libre des parties d'extrémité 11, 12 de l'élément 8 de découpe.

Dans le mode de réalisation de l'invention décrit ici les montants 19 et 20 et les manchons à roulement 49, 50 forment d'une part les moyens 51 de maintien de l'élément 8 de découpe et/ou appartiennent d'autre part en partie aux moyens 14 d'entrainement.

Les moyens 14 d'entrainement en rotation comprennent de plus des moyens 52 de report du mouvement de rotation des pignons.

Dans le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici ils sont formés de deux roues dentées 55 solidaires des extrémités de l'arbre intermédiaire 44, de deux roues dentées 56 solidaires des extrémités de l'élément 8 de découpe, et de deux chaînes sans fin 57 qui s'engrènent sur lesdites roues 56 dentées et s'étendent à l'intérieur des montants 19, 20.

Le dispositif 1 comprend de plus des moyens 60 de distribution en liquide de refroidissement incluant un réservoir 61 de liquide relié par un tuyau 62 à l'outil 7, une pompe et une vanne de régulation ainsi que des moyens capteurs (non représentés) de mesure de la pression et/ou du débit du liquide.

Les moyens de mise en circulation du liquide et leurs capteurs ainsi que les actionneurs et capteurs pour permettre le mouvement du chariot moteur sont reliés, par exemple via un bus de données et/ou en wifi, à des moyens de calculs (ordinateur 40).

Ces moyens 40 de calcul sont agencés pour permettre de contrôler, réguler et/ou surveiller les mouvements de l'outil 7 par rapport à la pièce 2 à usiner et le couple débit/pression du liquide de refroidissement.

Plus précisément et selon le mode de réalisation plus particulièrement décrit ici les moyens 60 de distribution en liquide de lubrification/refroidissement de l'élément 8 de découpe comprennent une interface étanche de connexion au réservoir d'alimentation 61 formée d'une canalisation interne 63 s'étendant dans le carter 17 jusqu'à la partie d'extrémité 21 de l'élément de découpe (dans au moins un montant).

Dans le cas d'une fraise 8, le fluide est amené jusqu'à sa partie d'extrémité 21, la fraise 8 comprenant une canalisation interne 64, axiale, connectée à la canalisation 63 d'amenée.

La canalisation interne 64 de la fraise 8 est traversante de part en part de la fraise 8.

Elle est reliée à des perçages radiaux 65, réalisés dans ladite fraise 8.

Les perçages radiaux 65 d'évacuation latérale (radiale) du liquide sont par exemple répartis sensiblement régulièrement le long de la fraise 8. A titre d'exemple, pour une fraise 8 de diamètre 25 mm et de longueur 150 mm, la fraise 8 comprend avantageusement entre 5 et 15 perçages radiaux de 1,2 mm de diamètre, pour un couple débit/pression compris entre 25.10~5m3/s / 106 Pa et 50.1CT5m3/s / 2.106 Pa.

Les moyens 40 de calculs sont par ailleurs agencés pour générer un couple débit/pression dans les moyens d'alimentation en liquide pour repousser les copeaux formés lors de l'usinage.

Pour ce faire, on commande les moyens de mise en circulation du liquide (couple débit/pression) à partir des mesures (quantitatives et en débit) sur l'évacuation de copeaux stockés en base de données, et/ou à partir d'informations introduites, par exemple par un opérateur, sur la nature de la pièce (forme, matériaux) et/ou la trajectoire de coupe et/ou les caractéristiques de l'élément 8 coupant. L'élément 8 de découpe est ainsi refroidi et lubrifié en permanence par injection axiale interne de liquide à l'intérieur dudit élément.

On utilisera par la suite les mêmes numéros de références pour désigner des éléments identiques ou similaires.

De même ne seront pas repris la plupart des éléments existants dans le mode décrit en référence aux figures 1 et 2 pour éviter des redites dans la description, mais il va de soi que des éléments identiques ou similaires sont également prévus dans les modes de réalisation décrits en référence aux figures qui suivent.

Ainsi dans un autre mode de réalisation (cf. figure 3), l'élément 70 de découpe s'étend dans un plan 71 parallèle à la poutre 72 de l'organe de support, dont les montants 73 sont par exemple formés par des tiges verticales rotatives 74 munies d'une roue dentée 75 à leur extrémité 76, située dans un plan perpendiculaire à l'axe desdites tiges rotatives, et s'engrenant avec une chaîne sans fin 77 qui est donc située dans ledit plan ou autour du plan 71, formant l'élément 70 de découpe. La chaîne est par exemple munie de plaquettes de découpe latérales, de façon connue en elle-même.

Le plan 71 dans lequel s'étend l'élément de découpe 77 est donc perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire aux axes 78 de rotation des tiges et des moteurs 79.

Avantageusement, des moyens identiques ou similaires aux moyens 60 de distribution de liquide sont également connectés à des ouvertures Q, Q' d'éjections qui offrent donc une voie d'évacuation complémentaire au liquide de refroidissement vers l'extérieur pour balayer les copeaux en dehors de la table 5.

Les moyens 39 de calculs sont alors également agencés pour réguler la pression et la vitesse d'éjection du liquide (jets J) au travers des ouvertures Q, Q' à une valeur seuil déterminée.

Ils peuvent également autoriser ou non l'évacuation par exemple par commande d'un clapet de fermeture des ouvertures Q, Q' (non représenté).

On va maintenant décrire en référence aux figures 4, 5 et 6 les étapes d'un procédé selon deux modes de réalisation de l'invention, illustrés respectivement aux figures 4 et 5.

En référence à la figure 6, et dans la suite on utilisera les mêmes numéros de référence que pour les figures 1 et 2 pour désigner des éléments identiques ou similaires.

Dans une première étape 80, on fixe le bloc 3 sur le plan 6 de travail par des cales 4 amovibles.

Le bloc 3 est par exemple parallélépipédique de matière par exemple métallique ou composite et à des dimensions comprises par exemple entre 30 mm et 200 mm d'épaisseur, 100 mm et 600 mm de longueur, et entre 50 mm et 150 mm de largeur. L'opérateur introduit alors dans les moyens 39 de calcul, via l'interface 40, les paramètres nécessaires et notamment la matière du bloc, ses dimensions, les références de l'outil 7 et/ou ses caractéristiques et dimensions, une modélisation numérique du plan de coupe ou de la trajectoire de coupe dans ses différentes sections, des caractéristiques de l'élément 8 de découpe, de la vitesse de coupe et d'avancée de l'élément 8 de découpe etc... de façon connue en elle-même. L'outil 7 est alors placé dans sa position d'usinage initiale.

Pour ce faire, un test 81 est réalisé automatiquement ou non pour déterminer si l'espace entre les montants 19, 20 est supérieur au gabarit hors tout du bloc 3 (cas de la découpe cf. figure 5) ou non (cas de la désimbrication cf. figure 4).

On détermine aussi dans l'étape 81 si la désimbrication doit être effectuée sur toute la longueur du bloc 3 ou non.

Dans le cas de la désimbricat ion (figure 4), on réalise préliminairement (cf. lien 82 sur la figure 5) dans le bloc 3 (étape 83) deux fentes 84 longitudinales non traversantes.

Les fentes 84 sont d'une hauteur inférieure à la distance entre l'extrémité des montants 19, 20 et la surface inférieure du carter et forment des rails de guidage de l'extrémité des montants 19, 20.

Elles sont également d'une épaisseur déterminée strictement supérieure à l'épaisseur des portions d'extrémité 21, 22 des montants latéraux 19, 20, par exemple supérieure d'au moins 20 mm.

Dans le cas où la longueur de désimbrication est inférieure à celle du bloc 3, on place l'élément 8 de découpe à l'aplomb d'une des extrémités des fentes 84 de guidage et on descend l'outil 7, en rotation, pour insérer l'outil 7 dans le bloc 3.

La descente s'effectue jusqu'à ce que les extrémités des montants 19, 20 soient proches mais en gardant un jeu de quelques dizaines de mm, par exemple à une distance du fond des fentes 84 de guidage inférieure à 0.5 mm.

Si la longueur de désimbrication est égale à celle du bloc 3 (figure 4) ou si l'opération est une découpe sur la totalité de la largeur du bloc 3 (figure 5) on place directement (étape 86) l'outil 7 en regard de la face transversale du bloc 3 de sorte que l'arête inférieure A de l'élément 8 de découpe soit à une hauteur correspondante au plan de découpe initial dudit bloc.

Une fois l'outil 7 placé dans ses conditions initiales on usine (étape 87) en déplaçant l'élément 8 coupant maintenu par ses extrémités préalablement introduites dans les fentes 84 ou non.

Le déplacement s'effectue dans le sens horizontal pour former une cornière en forme de U et un lingot de forme complémentaire (figure 4) , ou dans les sens horizontal et vertical (figure 5) de sorte à former une pièce P et un lingot L de forme complémentaire (au trait de coupe près) et d'épaisseur variable.

Tout au long de l'usinage, les moyens 39 de calcul acquièrent les grandeurs physiques nécessaires à la régulation notamment du couple pression/débit et de la vitesse de coupe et du déplacement et de la trajectoire de l'élément 8 de découpe et les copeaux sont évacués de façon aisée tant par ce qu'il y en a peu, que parce qu'ils sont bien drainés.

Dans les modes de réalisations décrits et comprenant des ouvertures Q, Q' d'éjection, celles-ci sont avantageusement disposées à l'arrière des pourtours périphériques des montants latéraux 19, 20 ou 73, par rapport à la direction d'avancée horizontale de l'outil 7.

Comme on l'a vu, les moyens 39 de calculs sont alors agencés pour assurer la régulation de la vitesse et de la pression d'éjection du liquide par les ouvertures à une valeur seuil respective déterminée.

Dans le cas de la figure 4, les jets opèrent ainsi un balayage/ drainage vers l'arrière des copeaux dans les fentes 84 déjà parcourues par l'outil 7 lors de l'avancée et repoussent lesdits copeaux vers 1'extérieur.

On continue l'usinage (test 88) et la régulation tant que la trajectoire de coupe préalablement définie n'est pas atteinte ou achevée.

Une fois l'usinage terminé on replace (étape 89) l'outil dans sa configuration initiale en remontant par exemple verticalement l'outil (figure 5).

Comme il va de soi et comme il résulte également de ce qui précède, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation plus particulièrement décrits. Elle en embrasse au contraire toutes les variantes et notamment celles où les montants 19, 20, 73 ne sont pas parallèles mais définissent entre eux une section trapézoïdale, où le renvoi d'angle et/ou les moyens d'entrainement sont assurés par tout autre dispositif connu de l'homme du métier, où les paramètres de régulations sont différents et où la répartition des trous radiaux n'est pas régulière le long de la fraise.

Claims (14)

1. REVENDICATIONS

   1. Outil (7) d'usinage d'une pièce (2) dans un bloc (3) de matière, comprenant un élément (8) de découpe rotatif allongé dans un plan (71) ou autour d'un axe (10) entre ses deux parties d'extrémité (11, 12), un organe (13) de support de l'élément (8) de découpe comprenant des moyens (14) d'entrainement en rotation dudit élément, lesdits moyens (14) d'entrainement étant connectés d'un côté à une desdites parties d'extrémité (11, 12 ; 76) et agencés pour être connectés de l'autre côté à un moteur (15) rotatif, caractérisé en ce que les moyens (14) d'entrainement comportent une broche (27) de connexion axiale avec le moteur (15) rotatif d'axe perpendiculaire au plan (71) ou à l'axe (10) de l'élément (8) de coupe et en ce que l'organe (13) comporte de plus des moyens (51) de maintien et de reprise d'efforts de l'élément (8) de découpe connectée à l'autre desdites parties d'extrémité (11, 12 ; 76).
2. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (13) est un portique comprenant une poutre (16) centrale transversale de support de la broche (27) de connexion, raccordé à deux montants latéraux parallèles, à savoir un montant comportant les moyens (19, 20 ; 73) de maintien et un montant comportant en partie les moyens (14) d'entrainement de l'élément (8) de découpe, lesdits montants latéraux (19, 20) étant reliés à l'élément (8) de découpe par leurs portions d'extrémité (21, 22 ; 76) opposées à ladite poutre (16).
3. 3. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de maintien (51) sont également agencés pour entraîner en rotation l'élément (8) de découpe simultanément avec les moyens (14) d'entrainement.
4. 4. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un système (28) de transmission du mouvement rotatif dudit moteur (15) à l'élément (8) de découpe par renvoi d'angle.
5. 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le système (28) de transmission par renvoi d'angle comprend un engrenage à pignon (30, 31), un arbre intermédiaire (32) entièrement situé à distance de l'élément (8) de coupe actionné par ledit pignon et des moyens (52) de report du mouvement de rotation dudit arbre intermédiaire simultanément aux deux parties (21, 22, 76) d'extrémité de l'élément (8) de coupe.
6. 6. Outil selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens (52) de report du mouvement sont formés par deux chaînes (57) sans fin engrenant de part et d'autre sur des couronnes solidaires des extrémités de l'élément (8) de coupe d'un côté et de l'arbre intermédiaire (32) de l'autre ou par un train de pignons.
7. 7. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément (8) de découpe est une chaîne sans fin (77).
8. 8. Outil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'élément (8) de découpe est une fraise allongée autour d'un axe (10).
9. 9. Outil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (60) d'alimentation en liquide de lubrification de la fraise par au moins une de ses parties d'extrémité (76).
10. 10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens (60) d'alimentation en liquide comprennent une canalisation (63) d'amenée du liquide à une extrémité (21, 22, 76) de la fraise 8 et en ce que la fraise 8 comprend une canalisation (64) axiale connectée à ladite canalisation (63) d'amenée, ladite canalisation (64) axiale étant connectée à des perçages (65) radiaux d'évacuation latérale dudit liquide répartis le long de la fraise (8).
11. 11. Dispositif comprenant un outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur (15) rotatif et des moyens (39) de calculs agencés pour générer un couple débit/pression dans les moyens (60) d'alimentation en liquide pour repousser les copeaux formés lors de l'usinage.
12. 12. Méthode d'usinage d'une pièce (2) à partir d'un bloc (3) en matériau métallique ou composite fixé sur un bâti (5), caractérisée en ce que on usine le bloc (3) en déplaçant horizontalement et verticalement par rapport au bloc (3) et dans ledit bloc (3) un élément (8) de découpe allongé dans un plan (77) ou autour d'un axe (10), maintenu et actionnée en rotation par ses deux parties d'extrémité (11, 12 ; 76) via deux montants parallèles (19, 20 ; 73), pour former une pièce de forme déterminée.
13. 13. Méthode selon la revendication 14, caractérisée en ce que l'élément (8) coupant étant une fraise allongée autour d'un axe (10), on refroidit et on lubrifie ladite fraise par injection axiale interne de liquide à l'intérieur de la dite fraise, que l'on évacue par des trous (65) radiaux de la dite fraise répartis le long de cette dernière.
14. 14. Méthode selon l'une quelconque des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que, après avoir réalisé dans la pièce deux fentes longitudinales d'une épaisseur déterminée on forme une cornière en U et un lingot de forme complémentaire en déplaçant l'élément coupant tenu par ses extrémités préalablement introduites dans lesdites fentes.