FR3058079A1 - Dispositif de calibration de la longueur d'un outil - Google Patents

Abstract

Un dispositif de calibration pour calibrer la longueur d'un outil dépassant d'un porte-outil associé comprend un corps principal allongé (1) muni d'un alésage (15) qui s'étend longitudinalement depuis une extrémité proximale (7) vers une extrémité distale (8) du corps principal. Le corps principal est muni d'une première fente longitudinale (12) ouvrant l'alésage vers l'extérieur afin de permettre l'insertion de l'outil dans l'alésage. Une butée (2), disposée dans l'alésage du corps principal, à proximité de l'extrémité proximale (7) offre une butée à l'outil lorsqu'il est inséré dans l'alésage à l'extrémité distale (8). L'outil peut être immobilisé dans le corps principal par serrage du corps principal au niveau de l'extrémité distale. L'invention apporte ainsi une solution simple, rapide et efficace pour la calibration de la longueur d'outils, notamment d'outils à fretter dans un porte-outil.

Description

Domaine Technique

La présente invention se rapporte de manière générale à la calibration de la longueur d’un outil assemblé par frettage avec un porte-outil associé, et plus particulièrement d’un outil pour l’usinage de pièces mécaniques de précision.

L'invention trouve des applications, en particulier, dans divers secteurs industriels tels que l’aéronautique, l’industrie navale, l’industrie automobile ou ferroviaire, etc.

Arrière-plan Technologique

Le frettage est une opération qui consiste à assembler deux pièces par emmanchement à froid ou à chaud de l’une des deux pièces, appelée la « pièce frettée >> dans l’autre pièce, appelée « la frette >>. Par exemple on fait chauffer la frette afin de conduire à sa dilation, puis on insère la pièce à fretter dans un évidement correspondant de la frette dilatée. L’assemblage des deux pièces est alors obtenu, par serrage, lors du refroidissement de la frette. Le frettage peut ainsi être utilisé pour monter un outil d’usinage de pièces mécaniques de précision, tel qu’un outil de fraisage, dans un porte-outil grâce auquel l’outil peut ensuite être utilisé dans une machine d’usinage. A la fin de cette opération de frettage, l’outil et le porte-outil sont solidaires l’un de l’autre, et un opérateur contrôle la longueur de sortie de l’outil par rapport au porte-outil dans lequel il est emmanché. Par longueur de sortie de l’outil, on entend la longueur de la partie de l’outil située à l’extérieur du porte-outil, c’est-à-dire la longueur d’un outil dépassant du porte-outil associé.

L’erreur affectant la longueur de sortie de l’outil se répercute sur la précision des pièces mécaniques usinées avec cet outil, et peut être génératrice de non-qualité.

Une mesure de la longueur de sortie de l’outil est réalisée, par exemple, avec un instrument de mesure tel qu’un réglet. Le réglet est manipulé par un l’opérateur qui vérifie et contrôle la longueur de l’outil dépassant du porte-outil associé après leur assemblage par frettage.

Malheureusement, aucun ajustement de la longueur de l’outil dépassant du porte-outil ne peut être effectué après l’opération de frettage. En effet, le frettage permet d’obtenir un emmanchement tellement serré, qu’un ajustement de la longueur de sortie de l’outil à la main, ou même à la presse, est impossible.

Art Antérieur

Dans un contexte industriel la longueur de sortie de l’outil par rapport au porte-outil associé, qui est contrainte par les besoins de l’application, doit respecter une tolérance généralement comprise entre +/-0,10 mm et +/-0,15 mm. Un contrôle de cette longueur de sortie est réalisé après le frettage et après refroidissement ou réchauffement des pièces assemblées, selon le cas.

Dans la pratique, en cas de longueur de sortie de l’outil mesurée non conforme aux spécifications, l’opérateur recommence l’opération de frettage. Il en résulte que la durée du processus d’assemblage de l’outil avec le porte-outil peut être allongée, et que le temps effectivement nécessaire pour effectuer l’assemblage de l’outil avec son porte-outil associé avec un résultat conforme aux spécifications, est peu ou mal maîtrisé.

En outre, l’utilisation d’un réglet ou de tout autre dispositif de mesure équivalent donne des mesures qui sont entachées d’une incertitude de mesure. Il en résulte que les mesures de la longueur de sortie de l’outil réalisées à chaque fois pour des opérations de frettage successives effectuées pour le même outil, ou pour des opérations de frettage effectuées pour une série d’outils, peut présenter des incertitudes de mesure différentes. En effet, l’opérateur doit réaliser une mesure pour chaque outil indépendamment, après chaque opération de frettage.

Ceci se solde par une certaine dispersion de la longueur des outils d’un lot d’outils qui sont préparés, i.e., montés sur leurs porte-outils associés de cette manière, et donc par d’éventuels défauts de qualité de pièces mécaniques qui sont ensuite usinées avec un tel lot d’outils.

Afin de s’affranchir des inconvénients des mesures destinées à contrôler la longueur en sortie de l’outil après chaque frettage, il est envisageable d’utiliser un dispositif pour adapter la longueur de l’ensemble formé par un outil emmanché dans son porte-outil associé, après l’opération de frettage consistant à obtenir cet assemblage.

On connaît en effet un adaptateur de mesure commercialisé par la société Bilz sous la référence ThermoGrip™ T3-M2000, par exemple pour un outil de diamètre égal à 20 mm, permettant le réglage de la longueur interne d’un mandrin fretté destiné à recevoir l’outil. La longueur est réglée avant le processus de frettage par induction, au moyen de l’adaptateur de mesure qui est inséré ensemble avec l'outil dans le mandrin. Plus particulièrement, la longueur de l'outil avec le mandrin est déterminée en utilisant une vis de réglage dans le mandrin, en tournant l'adaptateur de mesure qui s’engage avec la vis au fond du mandrin. Bien entendu, la longueur de l’adaptateur (L) doit être prise en compte lors du réglage de la vis. L'adaptateur est alors enlevé et l'outil est emmanché par frettage, la vis du mandrin ayant un rôle de butée variable. Dit autrement, la longueur de sortie de l’outil est réglable, préalablement à l’opération de frettage, par vissage/dévissage de la vis grâce à l’adaptateur, la vis se déplaçant longitudinalement à l’intérieur du mandrin.

L’opérateur doit toutefois, au préalable, calculer la longueur de la partie de l’outil qui se situera à l’intérieur du porte-outil en fonction de la longueur de sortie d’outil désirée. Puis, l’opérateur doit se déplacer jusqu’à un banc de mesure pour régler la vis. Il en résulte que la durée de la préparation des outils est allongée du fait du temps des déplacements de l’opérateur entre le banc de mesure et l’appareil de frettage.

De plus, comme pour la mesure au réglet avec répétition de l’opération de frettage lorsque cela est nécessaire, cette technique n’a pas le caractère déterministe que l’on peut souhaiter avoir.

Résumé de l'Invention

L’invention a pour but d’apporter une solution simple et efficace à ces problèmes, permettant d’éviter les inconvénients de la technique connue, afin de définir avec précision et de manière déterministe, i.e. constante d’une opération de frettage à une autre, la longueur de sortie d’un outil par rapport à son porte-outil associé.

Un premier aspect de l’invention concerne un dispositif de calibration de la longueur d’outils d’usinage à fretter permettant de calibrer la longueur de sortie d’un outil à l’issue de l’opération consistant à l’assembler par frettage avec son porte-outil associé. Un autre aspect de l’invention concerne un procédé d’utilisation du dispositif de calibration ci-dessus dans lequel l’outil est assemblé avec le porte-outil par frettage.

Dans la suite de ce document on utilisera le terme « calibration >> de manière générique pour désigner l’acte consistant à calibrer la longueur de sortie d’un outil d’usinage, tel qu’un outil de fraisage, lorsqu’il est assemblé à un porte-outil par une opération de frettage. La calibration dans le contexte de l’invention est donc une opération qui consiste à définir la longueur de sortie d’un outil à l’aide du dispositif selon l’invention. Ainsi, lorsque l’outil est en place dans le dispositif de calibration, il est prêt à être emmanché, par exemple par frettage, dans son porte-outil associé avec la garantie que la longueur de sortie de l’outil qui sera obtenue respectera les spécifications applicables.

Selon le premier aspect, l’invention propose un dispositif de calibration pour calibrer la longueur d’un outil dépassant d’un porte-outil associé après assemblage de l’un avec l’autre, le dispositif comprenant :

- un corps principal (1) allongé s’étendant suivant une direction longitudinale (100), muni d’un alésage (15) s’étendant longitudinalement depuis une extrémité proximale (7) vers une extrémité distale (8) du corps principal et ayant des dimensions transversales déterminées, et muni en outre d’une première fente longitudinale (12) ouvrant l’alésage vers l’extérieur au moins au niveau de l’extrémité distale afin de permettre l’insertion de l’outil dans l’alésage ;

- une butée (2) disposée dans l’alésage du corps principal à proximité de l’extrémité proximale (7) dudit corps principal afin d’offrir une butée à l’outil lorsqu’il est inséré dans l’alésage du corps principal à l’extrémité distale (8) ;

- des premiers moyens de serrage du corps principal permettant de réduire l’écartement des bords de la première fente longitudinale du corps principal (1) au niveau de l’extrémité distale du corps principal afin d’immobiliser l’outil dans ledit corps principal.

L’outil à calibrer peut-être un outil d’usinage par exemple un outil pour la coupe. Par outil de coupe ou outil pour la coupe, on entend un outil qui permet de réaliser un enlèvement de matière. De tel outils peuvent être par exemple, des outils de fraisage ou fraise, des outils d’alésage ou alésoir, des outils de filetage ou des outils de taraudage.

Les outils d’usinage envisagés dans le cadre de l’invention sont par exemple des outils pour la coupe automatisée, et ne sont pas des outils de coupe manuelle.

Des modes de réalisation pris isolément ou en combinaison, prévoient en outre que :

- le dispositif peut comprendre une butée rapportée comprenant une tête s’étendant suivant une direction longitudinale et ayant des dimensions transversales inférieures aux dimensions transversales de l’alésage du corps principal, et une base ayant des dimensions transversales supérieures ou égales aux dimensions transversales de l’alésage du corps principal, la butée étant adaptée pour être engagée par sa tête dans l’alésage du corps principal à l’extrémité proximal dudit corps principal ;

- le dispositif peut comprendre un corps principal cylindrique ;

- le dispositif peut comprendre un alésage du corps principal cylindrique, de diamètre déterminé, et dans lequel la tête de la butée est cylindrique, de diamètre inférieur au diamètre de l’alésage du corps principal ;

- la butée peut être amovible ;

- le dispositif peut comprendre des premiers moyens de serrage comprenant une première vis de serrage à filetage interne d’une part, et une vis anti-rotation à filetage externe, d’autre part, ledit filetage externe de la vis anti-rotation étant adapté pour coopérer avec le filetage interne de la première vis de serrage, ladite première vis de serrage et ladite vis anti-rotation pouvant traverser un premier trou qui s’étend perpendiculairement à la première fente longitudinale du corps principal et traverse ladite première fente longitudinale, ledit premier trou étant situé du côté de l’extrémité distale du corps principal par rapport au plan médian transversal dudit corps principal ;

- le dispositif peut comprendre des seconds moyens de serrage comprenant une seconde vis de serrage, de préférence une vis CHC, avec un filetage externe pouvant coopérer avec un second trou taraudé qui s’étend perpendiculairement à la première fente longitudinale du corps principal et traverse ladite première fente longitudinale, ledit second trou étant situé du côté de l’extrémité proximale par rapport au plan médian transversal du corps ;

- le dispositif peut comprendre une seconde fente longitudinale sur la face interne de l’alésage du corps principal, ladite seconde fente étant radialement opposée à la première fente longitudinale, de même longueur que ladite première fente longitudinale et ayant une profondeur transversale inférieure à l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage et la surface externe du corps ;

- le dispositif peut en outre comprendre une fente transversale disposée entre les premiers moyens de serrage et les seconds moyens de serrage et de profondeur telle qu’une partie de l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage et la surface externe du corps est conservée ; et,

- le dispositif peut comprendre un évidement s’étendant transversalement et débouchant dans l’alésage pour permettre la visualisation du contact entre l’outil et le sommet de la tête de la butée, de préférence, la section de l’évidement transversal est de forme oblongue suivant la direction longitudinale du corps principal.

Grâce au dispositif selon l’invention, il est possible de procéder à la calibration en longueur d’un outil dépassant d’un porte-outil associé, de manière précise et constante. Avantageusement, le dispositif selon l’invention permet de surmonter les problèmes selon l’art antérieur susmentionné.

L'invention apporte ainsi une solution simple et efficace pour la calibration d’outils notamment d’outils à fretter.

Selon le second aspect, l’invention a également pour objet un procédé d’utilisation du dispositif de calibration selon le premier aspect cidessus pour l’assemblage d’un outil avec un porte-outil associé, comprenant :

(i) l’introduction de l’outil dans l’alésage longitudinal s’étendant depuis une extrémité proximale vers une extrémité distale du corps du dispositif de calibration jusqu’à ce que l’outil soit en contact contre la tête de la butée;

(ii) l’immobilisation de l’outil dans le dispositif de calibration par serrage des premiers moyens de serrage ;

(iii) l’insertion dans un porte-outil de la partie sortie de l’outil immobilisé dans le corps du dispositif de calibration ; et, (iv) le retrait du dispositif de calibration par desserrage des premiers moyens de serrage.

Brève Description des Dessins

D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui va suivre. Celle-ci est purement illustrative et doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :

- Les Figures 1A, 1B et 1C montrent un mode de réalisation du dispositif de calibration, sous la forme d’une vue en trois dimensions avec une coupe longitudinale, une vue de face, et une vue de dessus du corps principal seul, respectivement ;

- La Figure 2, montre un exemple de réalisation de la butée du dispositif des Figures 1A-1C ; et,

- La Figure 3, illustre un exemple de mise en œuvre du dispositif de calibration selon l’invention.

Description détaillée de modes de réalisation

Dans la description de modes de réalisation qui va suivre et dans les Figures des dessins annexés, les mêmes éléments ou des éléments similaires portent les mêmes références numériques aux dessins.

La Figure 1A est une vue en trois dimensions d’un mode de réalisation du dispositif de calibration de longueur d’outil.

Le dispositif permet de calibrer la longueur d’un outil devant dépasser d’un porte-outil associé après assemblage de l’un avec l’autre.

Le dispositif comprend un corps principal 1, allongé suivant la direction d’un axe longitudinal 100. Le corps 1 est, de préférence, cylindrique de diamètre externe D1, et est muni d’un alésage 15 de diamètre interne D2 s’étendant longitudinalement, depuis une extrémité proximale 7 vers une extrémité distale 8 du corps principal. Dans d’autres versions non représentées, le corps 1 peut présenter une forme extérieure conique ou de sphéroïde (ellipsoïde de révolution).

Par alésage, on entend un évidement s’étendant longitudinalement le long du corps de tel sorte que celui-ci présente au moins une ouverture à son extrémité distale 8. Dans une version très simplifiée, le corps 1 est muni d’un évidement non traversant comportant une ouverture à son extrémité distale et un fond formant butée venue de matière avec le corps et situé à proximité de son extrémité proximale. Ainsi, le corps principal présente une partie intérieure creuse avec une face interne 14. La face externe du corps 1 permet la préhension par l’opérateur.

L’axe longitudinal 100 du corps 1 correspond alors à un axe de symétrie de révolution du corps brut, c’est-à-dire non usiné pour créer les fentes sur lesquelles on reviendra plus bas. On désigne par L la longueur du corps principal 1 suivant la direction de l’axe 100.

Le diamètre interne D2 de l’alésage 15 correspond sensiblement au diamètre d’un outil, et, plus particulièrement, de la partie de l’outil qui est destinée à sortir du porte-outil associé une fois l’outil assemblé avec ce porteoutil. En effet, et ainsi qu’il apparaîtra plus clairement de la suite du présent exposé, le dispositif de calibrage est conçu pour recevoir dans l’alésage 15 la partie de l’outil qui, finalement, sort du porte outil lorsque l’outil est emmanché dans le porte-outil associé, à savoir la partie coupante de l’outil.

Le corps principal 1 est muni d’une fente longitudinale 12 ouvrant l’alésage 15 vers l’extérieur du corps, au moins au voisinage de l’extrémité distale 8, afin de permettre, ou, à tout le moins, faciliter l’insertion de l’outil dans l’alésage 15 et/ou l’ajustement du jeu entre l’alésage du corps 1 et l’outil.

Dans le mode de réalisation représenté, la fente 12 s’étend sur toute la longueur L du corps, mesurée suivant l’axe longitudinal 100, de l’extrémité proximale 7 à l’extrémité distale 8.

Le dispositif de calibration comprend, en outre, une butée 2 rapportée et comprenant une tête 9 et une base 10, comme représenté aux FIG. 1A, 1B, 2 et 3.

La tête 9 est, par exemple, de forme cylindrique, et s’étend suivant une direction longitudinale 400. La tête cylindrique a un diamètre qui est inférieur, de préférence légèrement inférieur, au diamètre interne D2 de l’alésage 15 du corps principal 1. Ainsi, la butée peut être introduite par sa tête dans l’alésage du corps principal du dispositif. Comme il est montré aux Figures 1A et 1B, la butée 2 entre par sa tête 11 dans l’alésage 15 à l’extrémité proximale 7 du corps 1. L’axe longitudinal 400 de la butée 2 correspond à un axe de symétrie de révolution.

La base 10 de la tête a des dimensions transversales supérieures ou égales au diamètre interne D2 de l’alésage 15 du corps principal. Ceci permet de retenir la butée 2 afin qu’elle ne s’engage pas entièrement dans l’alésage 15, mais uniquement sa tête jusqu’à ce que la base 10 entre en contact avec l’extrémité 7 du corps principal 1. Dit autrement, la base 10 de la butée 2 est prévue pour venir en contact avec le corps 1 du dispositif et assurer le calage de la butée 2 au niveau de l’extrémité proximale 7 du corps 1. La base de la butée est de dimensions supérieures au diamètre interne D2 de l’alésage 15 de façon à permettre une retenue axiale efficace de la butée. La base peut comprendre des bras s’étendant radialement, ou être de forme polygonale par exemple carrée, hexagonale ou octogonale avec des dimensions transversales supérieures à D2. Préférentiellement, toutefois, la base a une forme de disque, de diamètre avantageusement égal au diamètre externe D1 du corps. Ainsi, la base 10 de la butée 2 prolonge et ferme parfaitement le corps cylindrique 1 au niveau de son extrémité proximale 7.

Lorsqu’elle est engagée dans l’alésage 15 du corps principal 1 à l’extrémité proximale 7 dudit corps, la tête 11 offre une butée à l’outil qui peut être inséré dans l’alésage 15 à l’autre extrémité, à savoir l’extrémité distale (8) du corps principal 1.

En plus de cet alésage, le corps du dispositif présente une première fente longitudinale 12 ouvrant l’alésage vers l’extérieur au moins au niveau de l’extrémité distale du corps afin de permettre l’insertion de l’outil dans l’alésage. Cette première fente présente un écartement faible, par exemple 2 mm ou 5 mm, et traverse le dispositif depuis la partie intérieure creuse jusqu’à l’extérieur du dispositif. Grâce à cette fente longitudinale 12, il est possible d’introduire, par déformation du corps 1, un outil dont la dimension est égale ou sensiblement égale à celui de l’alésage. Sensiblement égale à la dimension de l’alésage signifie sensiblement supérieure à celle de l’alésage ou sensiblement inférieure à celle de l’alésage.

Ainsi, de manière avantageuse, le dispositif selon l’invention peut être adapté pour recevoir des outils de diamètre supérieur à 5 mm, par exemple 10 mm, 15 mm, de préférence 25 mm.

Dans des modes de réalisation, et conformément à ce qui est montré aux figures, le corps du dispositif de calibration peut comprendre une seconde fente longitudinale 13. Cette seconde fente s’étend suivant l’axe longitudinal 100, de préférence également suivant toute la longueur L, dans la face interne 14 du corps cylindrique. Elle est radialement opposée à la première fente longitudinale et est de même longueur que la première fente longitudinale. La seconde fente longitudinale 13 n’ouvre pas l’alésage vers l’extérieur. Elle présente une profondeur transversale inférieure à l’épaisseur de la matière située entre la surface interne de l’alésage 15 et la paroi externe du corps 1. Dans le cas d’un corps cylindrique à section circulaire, elle présente une profondeur transversale inférieure à l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage (15) et la surface externe du corps (1), c’est-à-dire une profondeur transversale inférieure à ¹/2x(D1-D2). Cette seconde fente présente un écartement faible, par exemple 2 mm ou 5 mm.

Dans un mode de réalisation, les fentes 12 et 13 sont réalisées lors d’une même et unique étape d’usinage, avec un outil de coupe réalisant une entaille dont la profondeur est comprise, par exemple dans le cas d’un corps cylindrique à section circulaire, entre [D2 + (½ x (D1-D2)] et D1.

La première fente longitudinale 12 et, le cas échéant, la seconde fente longitudinale 13 donnent au corps principal 1 une capacité de déformation. Grâce à ces fentes longitudinales, il est possible d’introduire dans l’alésage un outil dont la dimension est égale, sensiblement supérieure ou sensiblement inférieure à celui de l’alésage. Le dispositif s’adapte ainsi, par exemple, à un outil qui posséderait un diamètre égal au diamètre D2 de l’alésage à plus ou moins 10 %.

La capacité de déformation du corps principal 1 permet inversement un rapprochement des bords opposés de la fente 12. En opération, cette déformation procure un serrage de l’élément contenu dans l’alésage, à savoir la partie coupante de l’outil à l’extrémité distale 8, et/ou la tête 11 de la butée 2 à l'extrémité proximale 7.

Afin d’obtenir cet effet du côté de l’extrémité distale 8 destinée à recevoir la partie coupante de l’outil, des premiers moyens de serrage du corps principal permettent de réduire l’écartement des bords de la première fente longitudinale 12 au niveau de l’extrémité distale 8 du corps 1. Ces moyens permettent d’immobiliser l’outil dans le corps principal 1, ainsi qu’il sera exposé en détails plus loin, en référence aux schémas de la Figure 3.

Selon un mode de réalisation particulier, les premiers moyens de serrage comprennent une première vis de serrage 6 et une vis anti-rotation 4. La première vis de serrage 6 possède un filetage interne qui coopère avec le filetage externe de la vis anti-rotation 4.

La première vis de serrage 6 et la vis anti-rotation 4 sont logées dans un premier trou 17 traversant la première fente longitudinale 12 du corps principal 1 perpendiculairement à l’axe longitudinal 100 du corps principal 1. Ce trou est situé du côté de l’extrémité distale 8 du corps 1 par rapport au plan médian transversal P du corps 1. De préférence, le trou 17 est contenu dans l’épaisseur du corps principal 1. Dit autrement, il ne débouche pas dans l’alésage 15.

Les premiers moyens de serrage permettent avantageusement de serrer le corps principal 1 en tournant la vis de serrage 6 dans la vis antirotation 4. Ainsi, il est possible d’immobiliser un outil en le serrant dans l’alésage du corps principal du dispositif de calibration, au niveau de l’extrémité distale 8 du corps 1. En effet, par réduction de l’écartement entre les bords opposés de la fente 12, l’outil est serré et maintenu immobilisé à l’intérieur de l’alésage 15 et les mouvements dont, en particulier, le déplacement suivant l’axe longitudinal 100 de l’outil à l’intérieur du corps principal 1, sont empêchés.

La vis de serrage 6 peut être une vis à tête moletée, c’est-à-dire une vis avec une tête de préhension. Grâce à cette tête de préhension l’opérateur bénéficie d’une prise efficace pour manipuler la vis de serrage.

Ainsi, le dispositif selon l’invention permet la calibration d’outils de diamètres et de longueurs divers en opérant les réglages adéquats avec la butée et les moyens de serrage. Le calibrage d’un outil au moyen du dispositif selon l’invention permet d’obtenir un calibrage de la longueur avec une précision comprise entre ± 0,1 mm et ± 0,15 mm, bornes incluses.

On notera qu’il est possible d’utiliser, en outre, une rondelle antimatage 5 dans le premier trou 17 prévu pour recevoir la vis de serrage (6). A cet effet, ledit trou est constitué de trois parties consistant en deux cavités ouvertes vers l’extérieur, à chaque extrémité, et d’un canal reliant ces deux cavités, les deux cavités ayant des dimensions supérieures au diamètre du canal. La première cavité est apte à recevoir, et est conforme à la tête de la vis anti-rotation 4, qui est par exemple rectangulaire. Ainsi, la tête de la vis antirotation (4) est bloquée dans la première cavité. Le canal est apte à recevoir le corps de la vis de serrage 6. La seconde cavité est apte à recevoir la tête de la vis de serrage 6 et est de dimensions légèrement supérieures. La vis de serrage 6 est telle que son filetage interne coopère avec le filetage externe de la vis anti-rotation 4, pour obtenir le serrage. Dit autrement, la vis de serrage 6 peut être vissée à l’extérieur du corps de la vis anti-rotation 4. La rondelle antimatage 5 peut être positionnée entre la tête de la vis de serrage 6 et le fond de la seconde cavité. L’utilisation d’une telle rondelle anti-matage permet de diminuer la pression lors du serrage, réduisant ainsi le risque de déformation de la cavité et d’usure de ladite vis.

En référence à la Figure 2, la tête de la butée s’étend suivant l’axe longitudinal 400 et a un diamètre inférieur ou égal au diamètre de l’alésage du corps principal. De préférence, la butée a une tête de diamètre sensiblement égal au diamètre de l’alésage du corps 1. En fonction de la longueur de la tête de la butée suivant sa direction longitudinale 400, le dispositif de calibrage peut recevoir la partie coupante d’outils qui est destinée à sortir du porte-outil une fois l’outil emmanché sur le porte-outil, qui peut être de longueur souhaitée, et par exemple d’au moins 25 mm. En effet, la butée peut être amovible, et interchangeable avec des butées similaires mais de longueurs de tête respectives différentes.

Dit autrement, il est possible de choisir la profondeur d’engagement de l’outil dans l’alésage du corps principal 1 au niveau de l’extrémité distale 8, en fonction de la longueur de la tête de la butée qui est installée à l’extrémité proximale 7. Ainsi la butée permet de calibrer la longueur de sortie d’un outil à emmancher par frettage dans un porte-outil.

Le dispositif de calibrage selon l’invention peut être fourni sous la forme d’un kit comprenant le corps principal 1 précédemment décrit ainsi qu’un jeu de différentes butées composé de butées ayant chacun une tête de longueur différente de celle des autres. Par exemple, le kit peut comprendre des butées avec des têtes dont la longueur est égale à 10 mm, 11 mm, 12 mm, 13 mm, etc., respectivement.

Afin d’obtenir le rapprochement des bords opposés de la fente longitudinale 12 du côté de l’extrémité proximale 7 du corps 1 qui est destinée à recevoir la butée 2, le dispositif peut comprendre des seconds moyens de serrage du corps principal, à proximité de l’extrémité proximale 7 du corps principal 1. Ces moyens permettent d’immobiliser la butée 2, avec sa tête 11 entièrement engagée dans l’alésage 15 et donc avec sa base 10 en appui contre le corps 1, au niveau de l’extrémité proximale 7 comme montré à la Figure 1A et à la Figure 1B. De préférence, le trou 18 est contenu dans l’épaisseur du corps principal 1. Dit autrement, il ne débouche pas dans l’alésage 15.

Selon un mode de réalisation, les seconds moyens de serrage du corps 1 comprennent une seconde vis de serrage 3 qui peut être vissée dans un trou 18 taraudé. Le trou 18 s’étend de manière perpendiculaire à la fente longitudinale 12 du corps principal 1, et traverse ladite fente 12. Le second trou a un taraudage interne adapté pour coopérer avec le filetage externe de la seconde vis de serrage 3. Le trou 18 est situé du côté de l’extrémité proximale 7 par rapport au plan médian transversal P du corps.

Grâce à la déformation du corps principal 1 sous l’effet des seconds de moyens de serrage ci-dessus, la butée 2 est serrée et maintenue fermement dans l’alésage 15.

Dans un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre, en outre, une fente 16, transversale par rapport à l’axe longitudinal 100 du corps 1, localisée entre les premiers moyens de serrage 4,6 et les seconds moyens de serrage 3,18. La fente transversale (16) est de profondeur telle qu’une partie de l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage (15) et la surface externe du corps 1 est conservée.

Dans un mode de réalisation, la fente 16 est réalisée lors d’une étape d’usinage, avec un outil de coupe réalisant une entaille dont la profondeur est par exemple comprise entre [D2 + (½ x (D1-D2)] et D1. En particulier, la fente transversale est située entre les premiers moyens de serrage et la seconde vis de serrage et est de profondeur comprise entre [D2 + (½ x (D1-D2)] et D1.

Le plan transversal (à l’axe longitudinal 100) dans lequel s’étend cette fente 16 peut être le plan médian transversal P précité, ou un autre plan transversal situé entre le plan médian P et les premiers moyens de serrage 4,6, de préférence au plus près possible desdits premiers moyens de serrage. La fente transversale 16 peut ainsi être située longitudinalement à une distance inférieure à la moitié de L en partant de l’extrémité distale 8 du corps 1. Dans l’exemple représenté, la fente transversale est située à une distance égale à environ trois cinquièmes de L en partant de l’extrémité distale 8.

Avantageusement, la fente transversale permet de découpler les effets respectifs des premiers et seconds moyens de serrage. Par exemple, elle permet de découpler le serrage réalisé avec la vis de serrage 6 pour serrer l’outil de celui réalisé avec la vis de serrage 3 pour serrer la butée 2. L’opérateur peut donc, d’une part, ajuster le serrage de la première vis de serrage en fonction des dimensions de l’outil, et d’autre part ajuster le serrage de la vis de serrage 3 en fonction des dimensions de la tête de la butée. Grâce à la fente transversale 16, le serrage opéré avec les premiers moyens de serrage 4,6 est indépendant du serrage réalisé avec les seconds moyens de serrage 3,18.

Dans des modes de réalisation, le corps principal peut présenter un évidement transversal ou trou 19 s’étendant suivant un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal 100 pour permettre de visualiser le contact entre l’outil et la tête de la butée. La section du trou 19 est, de préférence, de forme oblongue suivant la direction de l’axe longitudinal 100. Il permet ainsi la visualisation du point de contact entre l’outil et le sommet de la tête 11 de la butée 2, pour des butées de longueurs différentes.

On notera que le trou de forme oblongue est situé du côté de l’extrémité proximale 7 du dispositif, par rapport au plan transversal médian P, entre les premiers moyens de serrage 4,6 et les seconds moyens de serrage

3,18, en particulier entre la fente transversale 16 d’une part, et la seconde vis de serrage 3 et le trou taraudé 18, d’autre part. Ce trou oblong est un alésage transversal pouvant traverser le corps 1.

Ainsi, le trou opère comme une fenêtre ouvrant sur l’alésage 15 et lorsque le trou 19 traverse le corps 1 de part en part, la visibilité de l’opérateur est améliorée. L’opérateur peut ainsi s’assurer du contact entre l’outil et la tête de la butée. Il est également possible de s’assurer qu’aucun élément indésirable tel que de la salissure ou des copeaux ne s’insère entre l’outil et la tête de la butée. De tels éléments fausseraient en effet le calibrage de l’outil.

Selon un mode de réalisation, le corps principal 1 la butée 2 sont réalisés dans un matériau résistant aux températures auxquelles sont soumis l’outil et/ou le porte-outil lors du frettage. Par exemple, lors d’un frettage à chaud, le porte-outil peut être chauffé à des températures d’au moins 150°C, et le dispositif de calibration doit donc être apte à supporter de telles températures de travail.

Ainsi, selon un mode de réalisation, le corps principal du dispositif est composé d’un matériau résistant à une température d’au moins 150°C, de préférence 300 °C.

En particulier, le dispositif de calibration de longueur d’outils peut comprendre un corps principal en aluminium ou en alliage d’aluminium. L’aluminium et ses alliages d’aluminium sont avantageux en termes de coût, de résistance et de solidité. Un dispositif en aluminium présente l’avantage d’être léger, hautement résistant à la corrosion, robuste et durable.

Dans un mode de réalisation, la butée peut être en acier.

On notera que le corps 1 du dispositif selon les modes de réalisation décrits présente globalement une symétrie de révolution. Ainsi de manière avantageuse, le dispositif est adapté pour un usage par un opérateur droitier ou gaucher. En pratique, l’opérateur saisit le corps d’une main, et manœuvre la vis de serrage 3 ou la vis de serrage 6 avec l’autre main, la butée 2 ou l’outil à fretter étant en place à l’extrémité proximale 7 ou à l’extrémité distale 8, respectivement.

L’utilisation du dispositif de calibrage va maintenant être décrite, en référence à la Figure 3. On suppose que l’opérateur souhaite assembler un outil d’usinage de précision, par exemple un outil de fraisage 200, avec son porte-outil associé 300.

Le dispositif proposé permet de calibrer la longueur de sortie de l’outil 200 avant de réaliser le frettage dans le porte-outil associé 300.

L’opérateur choisit la butée ayant la longueur de tête souhaitée de manière que la longueur de sortie de l’outil désirée corresponde à la distance entre le sommet de la tête 11 de la butée, d’une part, et le plan transversal de l’extrémité distale 8 du corps principal 1, d’autre part.

Cette butée est installée et serrée dans le corps principal grâce aux seconds moyens de serrage 3,18 comme illustré à la Figure 3, étape (a).

L’opérateur engage alors la partie coupante de l’outil 200 dans l’alésage qui est prévu à cet effet dans le corps 1 du dispositif, jusqu’à ce l’outil 200 soit en contact avec le sommet de la tête 11 de la butée 2. La réalité de ce contact, et l’absence de saleté ou de matière (comme des copeaux, de la graisse, etc.) peuvent être contrôlés visuellement par l’opérateur grâce au trou oblong 19. On obtient alors la configuration représentée à la Figure 3, étape (b).

L’outil 200 est alors immobilisé dans le corps 1 en actionnant la vis de serrage 6 pour obtenir le serrage du corps 1 contre l’outil 200. On notera que la partie de l’outil 200 qui dépasse du corps 1 est alors la partie qui doit être emmanchée dans le porte outil 300. Inversement, la partie de l’outil qui est comprise dans le corps 1 du dispositif de calibration, comprenant la partie coupante de l’outil, est la partie de l’outil qui doit in fine sortir du porte-outil après l’assemblage par frettage. La longueur de cette partie de sortie est calibrée : elle correspond à la distance (fixe) entre le sommet de la tête 11 de la butée, et le plan de l’extrémité distale 8 du corps 1.

Ensuite, l’outil 200 maintenu fermement dans le corps 1 du dispositif de calibration (lequel est tenu par l’opérateur), est emmanché par frettage dans le porte-outil 300, ainsi qu’il est illustré par la Figure 3, étape (c). A cet effet, le porte outil peut être chauffé, par exemple par induction. L’emmanchement dans le porte-outil 300 de l’extrémité libre de l’outil 200 est réalisé à chaud jusqu’à ce que l’extrémité distale 8 du corps 1 du dispositif de calibration vienne en contact avec le porte-outil 300, plus particulièrement avec son extrémité recevant l’outil, comme illustré par la Figure 3, étape (d).

On notera que l’opérateur doit s’assurer que le porte-outil 300 et le corps principal 1 du dispositif de calibration sont bien en contact lors du frettage. L’assemblage outil/porte-outil est ainsi réalisé de manière précise.

Egalement, lors du refroidissement du porte-outil 300, ce dernier se contracte, et le corps 1 du dispositif de calibration est maintenu en contact avec le porte-outil par son extrémité distale 8.

L’Homme du métier appréciera qu’il importe peu quelle longueur exacte de l’outil 200 pénètre ainsi dans le porte-outil 300. En effet, le dispositif de calibration assure que, une fois le frettage terminé et la frette refroidie, la portion de l’outil qui doit sortir du porte-outil 300 pour respecter les spécifications est exactement la portion qui est contenu dans le corps principal 1.

Il suffit alors de desserrer la vis de serrage 6 pour libérer le corps principal 1 du dispositif de calibration, et l’enlever de l’ensemble formé de l’outil 200 assemblé avec le porte-outil 300, comme illustré par la Figure 3, étape (e).

Grâce à l’invention il est possible de réaliser un calibrage précis de l’outil à fretter. En outre, en insérant un autre outil dans le dispositif, il est possible de répéter l’opération avec la même précision allant de ±0,1 mm à ±0,15 mm. Ainsi, il n’est pas nécessaire de répéter l’étape de mesure de la longueur de sortie de l’outil comme cela était le cas lors de l’utilisation d’un réglet selon la technique de l’art antérieur. En outre, l’opérateur bénéficie d’un gain de temps lors du processus de frettage et lors de frettages réalisés successivement pour assembler plusieurs outils à leurs porte-outils respectifs.

L’invention concerne également un procédé d’utilisation du dispositif de calibration selon l'un quelconque des modes de réalisation précédemment décrits dans lequel l’outil est assemblé avec le porte-outil par frettage.

La présente invention a été décrite et illustrée dans la présente description détaillée et dans les Figures. La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation présentées. D’autres variantes et modes de réalisation peuvent être déduits et mis en œuvre par la personne du métier à la lecture de la présente description et des Figures annexées.

Dans les revendications, le terme “comporter” n’exclut pas d’autres éléments ou d’autres étapes. Les différentes caractéristiques présentées et/ou revendiquées peuvent être avantageusement combinées. Leur présence dans la description ou dans des revendications dépendantes différentes, n’excluent pas cette possibilité. Les signes de référence ne sauraient être compris comme limitant la portée de l’invention.

Claims (13)

1. REVENDICATIONS

   1. Dispositif de calibration pour calibrer la longueur d’un outil dépassant d'un porte-outil associé après assemblage de l’un avec l’autre, le dispositif comprenant :

   - un corps principal (1) allongé s’étendant suivant une direction longitudinale (100), muni d’un alésage (15) s’étendant longitudinalement depuis une extrémité proximale (7) vers une extrémité distale (8) du corps principal et ayant des dimensions transversales déterminées, et muni en outre d’une première fente longitudinale (12) ouvrant l’alésage vers l’extérieur au moins au niveau de l’extrémité distale afin de permettre l’insertion de l’outil dans l’alésage ;

   - une butée (2) disposée dans l’alésage du corps principal à proximité de l’extrémité proximale (7) dudit corps principal afin d’offrir une butée à l’outil lorsqu’il est inséré dans l’alésage du corps principal à l’extrémité distale (8) ;

   - des premiers moyens de serrage du corps principal permettant de réduire l’écartement des bords de la première fente longitudinale du corps principal (1) au niveau de l’extrémité distale du corps principal afin d’immobiliser l’outil dans ledit corps principal.
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la butée (2) est rapportée et comprend :

   - une tête (9) s’étendant suivant une direction longitudinale (400) et ayant des dimensions transversales inférieures aux dimensions transversales de l’alésage du corps principal, et

   - une base (10) ayant des dimensions transversales supérieures ou égales aux dimensions transversales de l’alésage du corps principal, la butée étant adaptée pour être engagée par sa tête dans l’alésage du corps principal à l’extrémité proximale (7) dudit corps principal.
3. 3. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel le corps principal est cylindrique.
4. 4. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 et 3, dans lequel l’alésage du corps principal est cylindrique, de diamètre déterminé, et dans lequel la tête de la butée est cylindrique, de diamètre inférieur au diamètre de l’alésage du corps principal.
5. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la butée est amovible.
6. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les premiers moyens de serrage comprennent une première vis de serrage (6) à filetage interne d’une part, et une vis anti-rotation (4) à filetage externe d’autre part, ledit filetage externe de la vis anti-rotation étant adapté pour coopérer avec le filetage interne de la première vis de serrage, ladite première vis de serrage et ladite vis anti-rotation (4) pouvant traverser un premier trou (17) qui s’étend perpendiculairement à la première fente longitudinale (12) du corps principal et traverse ladite première fente longitudinale, ledit premier trou étant situé du côté de l’extrémité distale (8) du corps principal par rapport au plan médian transversal (P) dudit corps principal.
7. 7. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ayant en outre des seconds moyens de serrage comprenant une seconde vis de serrage (3), de préférence une vis CHC, avec un filetage externe pouvant coopérer avec un second trou (18) taraudé qui s’étend perpendiculairement à la première fente longitudinale (12) du corps principal et traverse ladite première fente longitudinale, ledit second trou étant situé du côté de l’extrémité proximale (7) par rapport au plan médian transversal (P) du corps.
8. 8. Dispositif selon l’un quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le corps principal comprend une seconde fente longitudinale (13) sur la face interne (14) de l’alésage du corps principal, ladite seconde fente étant radialement opposée à la première fente longitudinale (12), de même longueur que ladite première fente longitudinale et ayant une profondeur transversale inférieure l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage (15) et la surface externe du corps (1).
9. 9. Dispositif selon la revendication 7 ou 8, dans lequel le corps principal présente une fente transversale (16) disposée entre les premiers moyens de serrage (4,6) et les seconds moyens de serrage et de profondeur telle qu’une partie de l’épaisseur entre la surface interne de l’alésage (15) et la surface externe du corps (1) est conservée.
10. 10. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 2 à 9, dans lequel le corps principal présente un évidement s’étendant transversalement (19) et débouchant dans l’alésage (15) pour permettre la visualisation du contact entre l’outil et le sommet (11) de la tête (9) de la butée (2).
11. 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel la section de l’évidement transversal (19) est de forme oblongue suivant la direction longitudinale (100) du corps principal.
12. 12. Procédé d’utilisation du dispositif de calibration selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 pour l’assemblage d’un outil avec un porte-outil associé, comprenant :

    (i) l’introduction de l’outil (200) dans l’alésage longitudinal s’étendant depuis une extrémité proximale (7) vers une extrémité distale (8) du corps (1) du dispositif de calibration jusqu’à ce que l’outil soit en contact contre la tête (11) de la butée (2);

    (ii) l’immobilisation de l’outil dans le dispositif de calibration par serrage des premiers moyens de serrage ;

    (iii) l’insertion dans un porte-outil (300) de la partie sortie de l’outil immobilisé dans le corps du dispositif de calibration ;

    (iv) le retrait du dispositif de calibration par desserrage des premiers moyens de serrage.
13. 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel l’outil est assemblé avec le porte-outil par frettage.

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