FR3065382A1 - Outil d'usinage et procede d'usinage associe - Google Patents
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Abstract
Cet outil d'usinage (12) d'une pièce d'aéronef est destiné à percer un trou dans la pièce d'aéronef, l'outil (12) s'étend suivant un axe principal (X) de rotation, et comprend un corps principal (18) réalisé dans un premier matériau, et une plaquette de découpe (20) rapportée sur le corps principal (18). La plaquette de découpe (20) comporte une tranche d'usinage (21 B) définissant un listel latéral (30) faisant saillie radialement par rapport au corps principal (18), le listel (30) étant destiné à s'appliquer sur un bord du trou, la tranche d'usinage (21 B) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du premier matériau, le corps principal (18) comportant un amincissement d'âme (22) d'amorçage d'usinage faisant axialement saillie au-delà de la plaquette de découpe (20) suivant l'axe principal (X), l'amincissement d'âme (22) définissant une âme centrale (24) de l'outil (12).
Description
® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
065 382
00442
COURBEVOIE © Int Cl8 : B 23 B 35/00 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
| ©) Date de dépôt : 20.04.17. | © Demandeur(s) : DASSAULT AVIATION Société ano- |
| (© Priorité : | nyme — FR. |
| @ Inventeur(s) : HARDOUIN CYRIL. | |
| ©) Date de mise à la disposition du public de la | |
| demande : 26.10.18 Bulletin 18/43. | |
| ©) Liste des documents cités dans le rapport de | |
| recherche préliminaire : Se reporter à la fin du | |
| présent fascicule | |
| (© Références à d’autres documents nationaux | ® Titulaire(s) : DASSAULT AVIATION Société ano- |
| apparentés : | nyme. |
| ©) Demande(s) d’extension : | (© Mandataire(s) : CABINET LAVOIX Société par actions |
| simplifiée. |
FR 3 065 382 - A1 (o4) OUTIL D'USINAGE ET PROCEDE D'USINAGE ASSOCIE
©) Cet outil d'usinage (12) d'une pièce d'aéronef est destiné à percer un trou dans la pièce d'aéronef, l'outil (12) s'étend suivant un axe principal (X) de rotation, et comprend un corps principal (18) réalisé dans un premier matériau, et une plaquette de découpe (20) rapportée sur le corps principal (18).
La plaquette de découpe (20) comporte une tranche d'usinage (21 B) définissant un listel latéral (30) faisant saillie radialement par rapport au corps principal (18), le listel (30) étant destiné à s'appliquer sur un bord du trou, la tranche d'usinage (21 B) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du premier matériau, le corps principal (18) comportant un amincissement d'âme (22) d'amorçage d'usinage faisant axialement saillie au-delà de la plaquette de découpe (20) suivant l'axe principal (X), l'amincissement d'âme (22) définissant une âme centrale (24) de l'outil (12).
,12
Outil d’usinage et procédé d’usinage associé
La présente invention concerne un outil d’usinage d’une pièce d’aéronef.
Lors de l’assemblage d’un aéronef, il est nécessaire de mettre en oeuvre des opérations d’usinage comprenant le perçage de certaines pièces de l’aéronef. Ces pièces peuvent être réalisées dans différents matériaux, en particulier en alliage d’aluminium, ou en matériau composite comprenant des fibres de carbone.
II est connu de mettre en œuvre le perçage en utilisant des outils d’usinage en carbure, avec ou sans lubrification, notamment en fonction du matériau des pièces usinées.
Lors d’un perçage sans lubrification, il est difficile de maîtriser la qualité des trous percés dans les pièces, surtout pour des trous de gros diamètres.
Pour chaque application industrielle, un modèle d’outil adapté est nécessaire.
De plus, la disponibilité des outils utilisés est faible car leurs délais d’approvisionnement est long. Leurs coûts d’achat sont aussi élevés.
Lors d'un perçage avec lubrification, plusieurs outils d’usinage de diamètre croissant doivent être utilisés pour obtenir un trou au diamètre voulu. Par exemple, lorsque le diamètre voulu est 10 mm, des outils d’usinage de diamètres 4 mm, 6 mm, 8 mm puis 10 mm sont successivement utilisés.
Ceci entraîne un nombre important d’outils et de nombreuses contraintes liées à leur référencement, à leur gestion d'approvisionnement et à leur lubrification qui nécessite des installations encombrantes, complexes en maîtrise et en maintenance. Le coût d’achat de tels outils est aussi élevé.
De plus, s’il est bien connu de réaliser des outils d’usinage en carbure, ces outils présentent une faible durée de vie lorsqu’ils sont utilisés pour le perçage d’une pièce en matériau composite comprenant des fibres de carbone.
Un but de l’invention est donc de fournir un outil d’usinage très résistant à l’usure et adapté pour percer des trous dans une pièce en direct et sans lubrification, qu’elle soit réalisée en alliage d’aluminium ou en titane ou en composite comprenant des fibres de carbone, tout en obtenant des trous présentant un état de surface de bonne qualité.
Un autre but de l’invention est de fournir un modèle d’outil unique par diamètre fonctionnant sur un grand nombre d’applications avec ou sans lubrification dans le but d’homogénéiser les procédés de perçage.
A cet effet, l'invention a pour objet un outil d’usinage d’une pièce d’aéronef destiné à percer un trou dans la pièce d’aéronef, l’outil s’étendant suivant un axe principal de rotation, et comprenant un corps principal réalisé dans un premier matériau, et au moins une plaquette de découpe rapportée sur le corps principal, caractérisé en ce que la plaquette de découpe comporte une tranche d’usinage définissant un listel latéral faisant saillie radialement par rapport au corps principal dans au moins une région du corps principal sur laquelle la plaquette est rapportée, le listel latéral étant destiné à s’appliquer sur un bord latéral du trou, la tranche d’usinage étant réalisée dans un deuxième matériau présentant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du premier matériau, et le corps principal comportant un amincissement d’âme d’amorçage d'usinage faisant axialement saillie au-delà de la plaquette de découpe suivant l’axe principal, l’amincissement d’âme définissant une âme centrale de l’outil.
L'outil d’usinage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- la conductivité thermique du deuxième matériau est supérieure à 500 W.m1.k ;
- le deuxième matériau présente une dureté supérieure à celle du premier matériau ;
- la plaquette de découpe comprend une tranche de fixation de la plaquette sur le corps principal solidaire de la tranche d’usinage, la tranche de fixation étant réalisée dans le premier matériau ;
- la plaquette de découpe définit une dépouille axiale s’étendant à partir du listel et étant inclinée vers l’axe principal, le corps principal affleurant avec la dépouille axiale à l’opposé de la jonction entre la dépouille axiale et le listel ;
- une section transversale de la plaquette de découpe délimite une région de contact latéral extérieure, s’étendant sur le listel et étant intégralement contenue dans la tranche d’usinage, et une dépouille radiale s’étendant à partir de la région de contact latéral et étant radialement inclinée vers l’axe principal, le corps principal affleurant avec la dépouille radiale ;
- en projection dans un plan perpendiculaire à l’axe principal, la dépouille radiale forme, avec la tangente à la région de contact latéral, définie au point de la jonction entre la région de contact latéral et la dépouille radiale, un angle supérieur à 5°, notamment compris entre 5° et 20° ;
- l’épaisseur de la région de contact latéral est comprise entre 0,1 mm et 1 mm ;
- la plaquette de découpe présente une arête de découpe distale, l’amincissement d’âme et l’arête de découpe distale présentant une forme convergeant vers l’âme centrale de l’outil définie par l’amincissement d’âme du corps principal ;
- l’arête de découpe distale affleure l’amincissement d’âme ;
- le premier matériau est du carbure et le deuxième matériau est du diamant polycristallin ;
- l’épaisseur de la tranche d’usinage est supérieure à 0,5 mm ;
- le corps principal définit au moins une goujure entourant la plaquette de découpe, et ;
- la dépouille axiale forme avec l’axe principal en projection dans un plan axial passant par l’axe principal, un angle compris entre 1° et 10° notamment sensiblement égal à 4°.
L’invention concerne également un procédé d’usinage comprenant les étapes suivantes :
- fourniture d’un outil d’usinage tel que défini ci-dessus ;
- montage de l’outil sur un porte-outil et entraînement en rotation de l’outil autour de l’axe principal ;
- perçage d’un trou dans la pièce par l’outil, le trou délimitant un bord sensiblement coaxial avec l’axe principal, le listel de la plaquette de découpe étant seul en contact avec le bord du trou lors du perçage.
Le procédé d’usinage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes, prise(s) isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- lors du perçage, l’amincissement d’âme initie le perçage du trou avant le contact entre la pièce à usiner et la plaquette de découpe ;
- l’étape de perçage est mise en oeuvre à sec, sans lubrification, et ;
- durant le perçage, le corps principal ainsi que la tranche de fixation de la plaquette n’entrent pas en contact avec les bords latéraux du trou.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique d’un ensemble d’usinage comprenant l’outil d’usinage selon l'invention ;
- la figure 2 est une vue schématique en perspective de l’outil d’usinage de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue schématique en coupe axiale de la plaquette de découpe de l’outil de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue en bout de l’outil d’usinage de la figure 2 ;
- la figure 5 est une vue schématique en perspective de l'outil d’usinage de la figure 2, et ;
- la figure 6 est une vue schématique d’une section transversale de la plaquette de découpe de l’outil de la figure 2.
Un ensemble d’usinage 10 d’une pièce à usiner est schématisé sur la figure 1.
La pièce à usiner est une pièce d’aéronef, notamment un panneau, tel qu’une voilure d’aéronef. La pièce à usiner est réalisée en métal, par exemple en alliage d'aluminium, ou en matériau composite comprenant par exemple des fibres de carbone.
L’ensemble d’usinage 10 comprend un outil d’usinage 12 et un porte-outil 14.
L’outil d’usinage 12 est apte à être monté sur le porte-outil 14 et démonté de ce porte-outil.
Le porte-outil 14 comprend un système 16 d’entraînement en rotation de l’outil d’usinage 12 autour d’un axe de rotation.
Le système d’entrainement 16 est motorisé et apte à être démarré et arrêté par un opérateur ou par un robot.
Le système d’entrainement 16 est configuré pour entraîner en rotation l’outil d’usinage 12 dans les deux sens autour de son axe de rotation.
L’outil d’usinage 12, illustré sur la figure 2, s’étend suivant un axe principal X. Cet axe principal X coïncide avec l’axe de rotation.
Par la suite, les termes « latéral », « transversal », « distal » et « rayon » seront compris par rapport à cet axe principal X.
L’outil 12 comprend un corps principal 18 et au moins une plaquette de découpe 20 rapportée sur le corps principal 18, la plaquette de découpe 20 comprenant une tranche de fixation 21A de la plaquette 20 sur le corps principal 18, et une tranche d’usinage 21 B.
Dans l’exemple des figures 2 à 6, l’outil 12 comprend deux plaquettes de découpe 20. En particulier, dans cet exemple, l’outil 12 présente une symétrie centrale, centrée sur l’axe principal X.
Le corps principal 18 comporte un amincissement d’âme 22 destiné à l'amorçage de l’usinage de la pièce.
L’amincissement d’âme 22 présente une forme de pointe. L’amincissement d’âme 22 fait axialement saillie au-delà de chaque plaquette de découpe 20 suivant l’axe principal X, comme illustré sur la figure 2. Il est centré sur l’axe principal X qu’il contient, les plaquettes 20 étant disposées radialement à l'écart de l’amincissement d’âme 22.
L’amincissement d’âme 22 définit une âme centrale 24 de l’outil d’usinage 12.
Le corps principal 18 définit, à partir de l’amincissement d’âme 22, au moins une goujure 26, destinée à évacuer des copeaux, dans laquelle est reçue la plaquette de découpe 20. Dans l’exemple des figures 2 à 6, le corps principal 18 définit une goujure 26 pour chaque plaquette de découpe 20.
Chaque goujure 26 s’étend ici de manière sensiblement hélicoïdale autour de l’axe principal X mais peut-être de toute forme ou inclinaison. En variante, chaque goujure 26 est droite.
Chaque goujure 26 définit, au voisinage de l’amincissement d’âme 22, une encoche présentant un méplat axial sur lequel est fixée la plaquette de découpe 20.
Le corps principal 18 est réalisé dans un premier matériau. Le premier matériau présente une résistance à la compression supérieure à celle d'un deuxième matériau dans lequel est réalisée la tranche d’usinage 21B de chaque plaquette de découpe 20.
Le premier matériau présente une dureté, mesurée selon un test de dureté Vickers comprise entre 500 Vickers et 4500 Vickers, avantageusement comprise entre 1500 Vickers et 3500 Vickers.
Le premier matériau est par exemple du carbure.
Le deuxième matériau présente une dureté supérieure à celle du premier matériau.
Plus précisément, le deuxième matériau présente une dureté, mesurée selon un test de dureté Vickers comprise entre 4000 Vickers et 8000 Vickers, avantageusement comprise entre 5000 Vickers et 8000 Vickers.
Le deuxième matériau présente une conductivité thermique supérieure à 500 W.m' 1.k-1.
Le deuxième matériau est, dans un mode de réalisation, du diamant poly-cristallin (PCD), par exemple du diamant micro-cristallin ou nano-cristallin ou du diamant déposé en phase vapeur (PVD). En variante, le deuxième matériau est du nitrure de bore cubique poly-cristallin (PCBN).
Chaque plaquette de découpe 20 est reçue dans un évidement 28 du corps principal 18 de l’outil 12.
Chaque plaquette de découpe 20 est fixée sur le corps principal 18 par brasage. En variante, chaque plaquette de découpe 20 est fixée sur le corps principal 18 par vissage, ou par un autre mode de fixation.
La tranche de fixation 21A de chaque plaquette de découpe 20 est en contact avec le corps principal 18 dans l’évidement 28. Elle est fixée au corps principal 18.
La tranche de fixation 21A est réalisée dans un troisième matériau. Le troisième matériau est avantageusement le même que le premier matériau.
La tranche de fixation 21A présente une assise 21C latérale, radialement en retrait par rapport à la tranche d’usinage 21 B.
La tranche d’usinage 21B de chaque plaquette de découpe 20 est solidaire de la tranche de fixation 21A.
La tranche d’usinage 21B présente une épaisseur e2 supérieure à 0,5 mm.
Comme illustré sur la figure 3, la tranche d’usinage 21B de chaque plaquette de découpe 20 définit un listel latéral 30, une arête de découpe distale 38 et une dépouille axiale 32.
La tranche d’usinage 21B comporte en outre, à l’opposé de la dépouille axiale 32 et de l’arête de découpe distale 38, un bord intérieur 34 arrondi raccordant entre elles une extrémité proximale de la dépouille axiale 32 à une extrémité intérieure de l’arête de découpe distale 38.
Le listel 30 est destiné à être en contact avec un bord latéral d’un trou usiné par l’outil d’usinage 12, et à guider l’outil 12 latéralement dans la pièce à usiner. II fait saillie radialement par rapport au corps principal 18, dans au moins une région 36 du corps principal 18, visible sur la figure 2 et sur la figure 3, sur laquelle la plaquette de découpe 20 est rapportée.
Dans cette région 36, le listel 30 définit la région de l’outil 12 la plus éloignée de l’axe principal X.
La distance maximale séparant l’axe principal X du listel 30, prise perpendiculairement à l’axe X, est comprise par exemple entre 2 mm et 20 mm.
En référence à la figure 3, la dépouille axiale 32 s'étend à partir du listel 30 et est inclinée vers l’axe principal X. Le corps principal 18 affleure avec la dépouille axiale 32 à l’opposé de la jonction entre la dépouille axiale 32 et le listel 30.
La dépouille axiale 32 forme avec l’axe principal X un angle a, opposé à l’âme centrale 24, compris entre 1° et 10°, par exemple égal à 4°.
La dépouille axiale 32 est prolongée par une surface latérale 36 du corps principal 18. La surface latérale 36 forme une droite en coupe axiale, visible sur la figure 3 qui se prolonge sur la dépouille axiale 32 de la plaquette de découpe 20.
L’arête de découpe distale 38 est destinée à attaquer axialement la pièce à usiner. Elle est par exemple droite. En variante, elle est curviligne, par exemple concave vers l’extérieur de la plaquette de découpe 20.
L’amincissement d’âme 22 et chaque arête de découpe distale 38 présentent une forme convergeant vers l’âme centrale 24 de l’outil 12.
L’arête de découpe distale 38 s’étend dans le prolongement latéral de l’amincissement d’âme 22. Elle affleure l’amincissement d’âme 22.
Comme illustré sur les figures 4 à 6, chaque plaquette de découpe 20 comprend une section transversale, prise en projection dans un plan perpendiculaire à l’axe principal X, délimitant à partir de l’arête de découpe distale 38 une région de contact latéral 40 extérieure et une dépouille radiale 42 extérieure.
La région de contact 40 est située au niveau du listel 30. Elle est destinée à guider l’outil 12 dans la pièce à usiner.
La région de contact latéral 40 s’étend en arc de cercle à partir du listel 30. L’arc de cercle est centré sur l’axe principal X.
La région de contact 40 est intégralement contenue dans la tranche d’usinage
21B.
La région de contact 40 présente une épaisseur e3 inférieure à l’épaisseur e2 de la tranche d’usinage 21 B.
L’épaisseur e3 de la région de contact latéral 40, prise en projection dans un plan perpendiculaire à l'axe principal X, est comprise entre 0,1 mm et 1 mm.
La dépouille radiale 42 s’étend à partir de la région de contact latéral 40 et est radialement inclinée vers l’axe principal X. Le corps principal 18 affleure avec la dépouille radiale 42.
La dépouille radiale 42 est formée en partie dans la tranche d’usinage 21B et en partie dans la tranche de fixation 21 A.
La dépouille radiale 42 est par exemple plane et présente avec la tangente à la région de contact latéral 40, définie au point 43 de jonction entre la région de contact latéral 40 et la dépouille radiale 42, un angle β, opposé à l’axe principal X, supérieur à 5°, notamment compris entre 5° et 20°.
La dépouille radiale 42 est prolongée par une surface latérale 44 du corps principal 18. La surface latérale 44 présente une projection droite, en coupe transversale illustrée sur les figures 4 et 6, alignée avec la dépouille radiale 42 de la plaquette de découpe 20.
Un procédé de fabrication d’une plaquette de découpe 20 décrite plus haut va maintenant être décrit.
Le procédé comprend la fourniture d’un support plan réalisé dans le premier matériau.
Le support présente une épaisseur e1.
Une couche d’épaisseur e2 du deuxième matériau est déposée sur le support par exemple par dépôt chimique en phase vapeur.
L’ensemble formé par le support et la couche de deuxième matériau est ensuite découpé pour présenter une forme prédéterminée, la forme prédéterminée correspondant à la forme présentée par la plaquette de découpe 20 lorsqu’elle est rapportée sur l’outil d'usinage 12. Cette découpe est par exemple mise en œuvre par fil. Le listel 40 et la dépouille radiale 42 sont alors usinées pour former la plaquette de découpe 20.
Un procédé d’usinage d’une pièce d’aéronef par l’ensemble d’usinage 10 décrit plus haut va maintenant être décrit.
Le procédé comprend la fourniture d’un outil d’usinage 12 tel que décrit ci-dessus, et son montage sur le porte-outil 14.
Un opérateur ou un robot activent alors le système 16 pour entraîner en rotation l’outil d’usinage 12 autour de l’axe principal X, dans un sens prédéterminé.
L’opérateur approche l’ensemble 10 de la surface extérieure de la pièce d’aéronef à usiner.
Le procédé comporte alors l’usinage de la pièce à usiner. Cet usinage comprend le perçage d’un trou dans la pièce par l’outil 12.
Le perçage par l’outil 12 est réalisé sans lubrification. En variante, le perçage est réalisé avec lubrification, notamment en fonction du matériau de la pièce.
L'amincissement d’âme 22 est tout à d’abord appliqué contre une surface extérieure de la pièce. L’amincissement d’âme 22 initie ainsi le perçage du trou avant le contact entre la pièce à usiner et la plaquette de découpe 20.
La résistance à la compression importante du corps principal 18 permet au corps principal 18 de résister à sa compression contre la pièce usinée, notamment lorsque la pièce est réalisée en métal. De plus, lors du perçage, l’usure de l'amincissement d'âme 22 est faible car, étant proche de l’axe principal X, il est entraîné en rotation avec une faible vitesse de rotation.
Durant le perçage, le corps principal 18 n’entre pas en contact avec les bords latéraux du trou.
Lors du perçage, chaque arête de découpe distale 38 enlève de la matière dans la pièce à usiner. Les copeaux de la pièce usinée sont évacués par la goujure 26.
L’arête de découpe distale 38 étant particulièrement résistante, l’outil 12 ne glisse pas sur la matière et l’effort de pénétration est contrôlé.
Chaque listel 30 guide l’outil 12 latéralement dans la pièce usinée.
La dureté de la tranche d’usinage 21B de chaque plaquette de découpe 20 étant importante, chaque listel 30 et chaque arête de découpe distale 38 résistent à l’abrasion et à l’usure, et conservent leurs dimensions et l’acuité de coupe au fur et à mesure des usinages de pièces, y compris lorsque la pièce est réalisée en matériau composite en fibres de carbone. Le diamètre du trou à l'issu de l’usinage d’une pièce est donc maîtrisé.
Lors du perçage, la tranche d’usinage 21B de chaque plaquette de découpe 20 est seule en contact avec le bord latéral du trou au niveau du listel 30. En particulier, le corps principal 18 et la tranche de fixation restent à l’écart du bord latéral du trou.
Le contact latéral de la plaquette de découpe 20 s’effectue suivant le listel 30 dans la région de contact latéral 40.
Ainsi, le corps principal 18 n’est pas en contact avec les bords du trou, et ne s’use pas contre ces bords lors du perçage. De ce fait, le corps principal 18 n’engendre pas de collage sur les listels 30.
Etant donné que le deuxième matériau présente une conductivité thermique et une épaisseur e2 significatives, la chaleur générée par le perçage est conduite par la plaquette de découpe 20 et est diffusée dans le corps principal 18. L’échauffement de la plaquette 20 au niveau de son listel 30 est ainsi limité.
L’échauffement de la plaquette 20 étant susceptible de provoquer un collage de matière sur les listels 30 provenant de la pièce usinée, notamment lorsque la pièce est en alliage d’aluminium, et de provoquer une diminution de la qualité du trou, la diminution de l’échauffement, résultant de l’évacuation de chaleur plus efficace de la plaquette 20, diminue le collage sur les listels 30, ce qui améliore notablement la qualité du trou.
La faible épaisseur e3 de la région de contact latéral 40 réduit la surface de frottement avec le bord du trou et limite également l’échauffement de la plaquette de découpe 20, cette faible épaisseur e3 étant uniquement constituée par le deuxième matériau.
La diminution de réchauffement permet notamment à l'outil d’usinage 12 de pouvoir percer une pièce sans lubrifiant. L’outil d’usinage 12 évite la lubrification, ce qui améliore la fiabilité des résultats, et simplifie la gestion de l’outillage, et plus généralement, de l’atelier dans lequel se déroule le perçage.
Une fois le trou réalisé, l’opérateur déplace l’ensemble d’usinage 10 à l’écart de la pièce usinée.
A titre d’exemple, l’outil d’usinage 12 a été testé sur une éprouvette plane de 20 mm d’épaisseur réalisée en alliage d’aluminium 2024.
A l’issue du perçage mise en œuvre sans lubrification et sans amorce de trou, l’écart moyen du diamètre du trou le long du bord est de 5 pm, et la rugosité Ra du bord du trou, c’est-à-dire l’écart moyen arithmétique du profil du bord est compris entre 0,2 pm et 0,4 pm sur toute la hauteur du bord.
L’outil 12 selon l’invention permet ainsi d’obtenir des trous présentant un état de surface de très bonne qualité.
De plus, avant ce perçage, l’outil d’usinage 12 avait réalisé 200 trous dans des éprouvettes d’épaisseur moyenne de 15 mm, réalisées en un matériau composite comprenant des fibres.
Ainsi, la durée de vie de cet outil 12 pour des perçages répétés dans des métaux comme un alliage d’aluminium ou des composites comprenant des fibres de carbone est très longue.
L’outil d’usinage 12 selon l'invention est adapté pour réaliser l’usinage sans 5 lubrification et en perçage direct d’une pièce qu'elle soit réalisée en alliage d’aluminium ou en composite comprenant des fibres de carbone.
L’outil d’usinage 12 étant adapté pour différents matériaux, le même outil peut être utilisé pour les différentes chaînes d’usinage des différentes pièces d'un aéronef. La gestion de l’outillage sur l’ensemble des chaînes d’usinage est donc grandement facilitée et le coût d’achat des outils est diminué, du fait de la standardisation.
De plus, pour un diamètre d’outil 12 donné, en cas de manque d’outil d’usinage sur une première chaîne d’usinage, un opérateur est en mesure d’utiliser les outils d’une deuxième chaîne voisine, bien que la pièce usinée par cette deuxième chaîne voisine soit différente de celle usinée par la première chaîne, la pièce usinée par cette deuxième chaîne voisine étant par exemple réalisée dans un matériau différent de celui de ta pièce usinée par la première chaîne.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1, -Outil d’usinage (12) d’une pièce d’aéronef destiné à percer un trou dans la pièce d’aéronef, l’outil (12) s’étendant suivant un axe principal (X) de rotation, et comprenant un corps principal (18) réalisé dans un premier matériau, et au moins une plaquette de découpe (20) rapportée sur le corps principal (18), caractérisé en ce que la plaquette de découpe (20) comporte une tranche d’usinage (21 B) définissant un listel latéral (30) faisant saillie radialement par rapport au corps principal (18) dans au moins une région du corps principal (18) sur laquelle la plaquette (20) est rapportée, le listel latéral (30) étant destiné à s’appliquer sur un bord latéral du trou, la tranche d’usinage (21 B) étant réalisée dans un deuxième matériau présentant une conductivité thermique supérieure à la conductivité thermique du premier matériau, le corps principal (18) comportant un amincissement d’âme (22) d’amorçage d’usinage faisant axialement saillie au-delà de la plaquette de découpe (20) suivant l’axe principal (X), l’amincissement d’âme (22) définissant une âme centrale (24) de l’outil (12).
- 2, - Outil (12) selon la revendication 1, dans lequel la conductivité thermique du deuxième matériau est supérieure à 500 W.m'1.k.
- 3, -Outil (12) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel le deuxième matériau présente une dureté supérieure à celle du premier matériau.
- 4, - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la plaquette de découpe (20) comprend une tranche de fixation (21 A) de la plaquette (20) sur le corps principal (18) solidaire de la tranche d’usinage (21 B), la tranche de fixation (21A) étant réalisée dans le premier matériau.
- 5, - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette de découpe (20) définit une dépouille axiale (32) s’étendant à partir du listel (30) et étant inclinée vers l’axe principal (X), le corps principal (18) affleurant avec la dépouille axiale (32) à l’opposé de la jonction entre la dépouille axiale (32) et le listel (30).
- 6, - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une section transversale de la plaquette de découpe (20) délimite une région de contact latéral (40) extérieure, s’étendant sur le listel (30) et étant intégralement contenue dans la tranche d’usinage (21 B), et une dépouille radiale(42) s’étendant à partir de la région de contact latéral (40) et étant radialement inclinée vers l’axe principal (X), le corps principal (18) affleurant avec la dépouille radiale (42).
- 7. - Outil (12) selon la revendication 6, dans lequel, en projection dans un plan perpendiculaire à l’axe principal (X), la dépouille radiale (42) forme, avec la tangente à la région de contact latéral (40), définie au point de la jonction (43) entre la région de contact latéral (40) et la dépouille radiale (42), un angle supérieur à 5°, notamment compris entre 5° et 20°.
- 8. - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications 6 ou 7, dans lequel l’épaisseur (e3) de la région de contact latéral (40) est comprise entre 0,1 mm et 1 mm.
- 9. - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaquette de découpe (20) présente une arête de découpe distale (38), l’amincissement d’âme (22) et l’arête de découpe distale (38) présentant une forme convergeant vers l’âme centrale (24) de l’outil (12) définie par l’amincissement d’âme (22) du corps principal (18).
- 10, - Outil (12) selon la revendication 9, dans lequel l’arête de découpe distale (38) affleure l’amincissement d’âme (22).
- 11, - Outil (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier matériau est du carbure et le deuxième matériau est du diamant polycristallin.
- 12, - Procédé d’usinage d’une pièce d’aéronef, comprenant les étapes suivantes :- fourniture d’un outil d’usinage (12) selon l’une quelconque des revendications précédentes ;- montage de l’outil (12) sur un porte-outil (14) et entraînement en rotation de l’outil (12) autour de l’axe principal (X) ;- perçage d’un trou dans la pièce par l’outil (12), le trou délimitant un bord sensiblement coaxial avec l’axe principal (X), le listel (30) de la plaquette de découpe (20) étant seul en contact avec le bord du trou lors du perçage.
- 13,- Procédé selon la revendication 12, dans lequel, lors du perçage, l’amincissement d’âme (22) initie le perçage du trou avant le contact entre la pièce à usiner et la plaquette de découpe (20).5
- 14,- Procédé selon l’une quelconque des revendications 12 ou 13, dans lequel l’étape de perçage est mise en oeuvre à sec, sans lubrification.
- 15.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 12 à 14, dans lequel, durant le perçage, le corps principal (18) ainsi que la tranche de fixation (21 A) de la plaquette (20) n’entrent pas en contact avec les bords latéraux du trou.1/4
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Citations (3)
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| JP2003205413A (ja) * | 2002-01-07 | 2003-07-22 | Mitsubishi Materials Kobe Tools Corp | 硬質焼結体付ドリル |
| WO2008133295A1 (fr) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Asahi Diamond Industrial Co., Ltd. | Outil rotatif à aléser |
| JP2015214004A (ja) * | 2014-05-13 | 2015-12-03 | 株式会社アライドマテリアル | 回転切削工具 |
-
2017
- 2017-04-20 FR FR1700442A patent/FR3065382B1/fr active Active
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