WO2010015731A1 - Procede et outil pour casser un angle - Google Patents

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WO2010015731A1
WO2010015731A1 PCT/FR2009/000789 FR2009000789W WO2010015731A1 WO 2010015731 A1 WO2010015731 A1 WO 2010015731A1 FR 2009000789 W FR2009000789 W FR 2009000789W WO 2010015731 A1 WO2010015731 A1 WO 2010015731A1
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WO
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tool
wall
intersection
angle
concave curved
Prior art date
Application number
PCT/FR2009/000789
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English (en)
Inventor
Vincent Dessoly
Claude Marcel Mons
Ana Carmen Viguera Sancho
Original Assignee
Snecma
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Publication date
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    • B23C5/02—Milling-cutters characterised by the shape of the cutter
    • B23C5/12—Cutters specially designed for producing particular profiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23B27/141—Specially shaped plate-like cutting inserts, i.e. length greater or equal to width, width greater than or equal to thickness
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    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/303752—Process

Definitions

  • the present invention relates to a method of breaking angle and to a tool for implementing such a method.
  • ridges for example a compressor disk or turbomachine turbine which comprises a plurality of grooves (cells) distributed over its outer circumference and receiving blade roots. The bottom of each groove thus forms with the upstream and downstream faces of the disk a plurality of edges. There are also ridges at the flanges joining discs at the edges of fixing holes and the edges of festoons. This situation can also be observed at the edges of sheets intended for example to stiffen certain parts of the turbomachine or at the level of the openings of an orifice made in a wall of a room.
  • edges generally include burrs which are the consequence of the realization of particular shapes (grooves, holes, cutouts, ...) in the room.
  • the elimination of these burrs can be achieved for example by tribofinishing or by breaking mechanical angle.
  • Parts of parts corresponding to these situations are stress concentration zones subject to cyclic mechanical loading variations; they are therefore stressed in fatigue and susceptible to premature failure.
  • the conventional angle-breaking or tribofinishing operation leads to a more or less controlled geometric configuration influencing the level of stress concentration in the zone.
  • connection which is very high in the case of conventional tribofinishing or chamfering (0.1 to 0.4 mm angle break).
  • This increase in stress can lead to the formation of cracks or cracks propagating on both surfaces of the part from the connection zone. These cracks can also spread in the volume of the room.
  • the invention proposes a simple, effective and economical solution to all of these problems of the prior art. It relates to a method of angle-breaking at the intersection of two surfaces of a part, characterized in that it consists in removing by machining, at the intersection of the two surfaces, a minimum volume of material giving a convex curved shape at the intersection of the two surfaces, this curved shape being outside, relative to the workpiece, a circular arc tangential to the two surfaces at the connection points of the curved shape to the two surfaces.
  • the method according to the invention makes it possible, for a given radius, to reduce the volume of material removed by machining, since the curved-shaped connection zone produced by this method is located with respect to the workpiece, outside a machine. connecting area in an arc made with the prior art. So when for a room, the minimum acceptable radius for breaking the angle is reached, it is possible with the method to achieve a curved angle breaking shape that minimizes the volume of material removed. In this way, the stress level is reduced at the connection zone and the risk of crack or crack formation in the workpiece is limited.
  • the ends of the curved shape according to the invention are connected substantially tangentially to the two surfaces of the part, which makes it possible to achieve a smooth connection between the ends of the connecting surface and the two surfaces of the part, and to limit the raising the level of stress in the room.
  • the curved shape is elliptic or parabolic section.
  • the circular arc tangential to the two connection points has a radius of between 0.4 and 3 mm, which makes it possible to optimize the most common three-dimensional part zones using constructed approaches. by finite elements and / or photoelasticimetry.
  • the machining of the intersection of the two surfaces can be performed by milling or by turning.
  • the method consists in producing, simultaneously and by means of the same tool, the angle breaking between the two surfaces and a finishing machining of one of the surfaces.
  • finishing machining and angle-breaking operations are then performed during the same machining phase, which avoids the formation of projections when these operations are carried out one after the other as in the prior art.
  • the invention also provides a milling or trimming tool for breaking an angle at the intersection of two surfaces of a workpiece, comprising a body extending along the axis of rotation of the tool and having teeth regularly distributed around this axis and separated from each other by chip pockets, characterized in that that each tooth comprises at least one concave curved wall which is located outside a concavity circular arc facing outwardly of the tool and connected at its ends to the ends of the concave curved wall.
  • the invention further provides a turning tool for breaking an angle at the intersection of two surfaces of a workpiece, comprising a cutting insert having a concave curved cutting edge, characterized in that the concave curved cutting edge is located, relative to the workpiece, outside a concavity circular arc turned outwardly of the tool and connected at its ends to the ends of the cutting edge.
  • an end of the concave wall or cutting edge is extended by an axially extending finishing machining wall.
  • the addition of a finishing machining wall to the tool allows both corner breaking and finishing operations to be performed in a single machining step.
  • Each finishing machining wall may be extended by a second concave curved wall or cutting edge at its opposite end to the first concave curved wall or edge, said second concave curved wall or edge being located outside an arc.
  • concavity circle turned outwardly of the tool and connected at its ends to the ends of the second wall or concave curved edge.
  • Such a tool thus makes it possible in a single machining operation to simultaneously break two angles located at the ends of the same surface and to perform a finishing machining of the surface situated between the two angles.
  • This type of tool makes it possible to avoid any machining protrusion on the surface between the two angles.
  • the concave curved walls or edges of the tools are of elliptical or parabolic section.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a rotor disc in a turbomachine
  • FIG. 2 and 3 are schematic views in section and perspective of an orifice formed in a wall and a sheet, respectively;
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of angle breakages according to the prior art
  • FIG. 5 is a schematic sectional view of the angle break obtained by the method according to the invention.
  • FIG. 6 is a schematic side view of a milling or trimming tool for implementing the method according to the invention.
  • FIG. 7 is a view on a larger scale of the zone delimited in dotted lines in FIG. 6; - Figure 8 is a schematic side view of a variant of a milling or trimming tool for implementing the method according to the invention;
  • Figure 1 shows a rotor disc 10 in a turbomachine which includes axial grooves 12 evenly distributed on its outer periphery. These grooves 12 are intended to receive blade roots which are engaged axially and retained radially in the grooves 12.
  • each groove 12 thus forms right-angled edges 16 with the upstream faces 18 and downstream of the disk 10.
  • burrs are formed at the aforementioned edges. These edges 16 must be machined to eliminate burrs and avoid any risk of injury when handling of the disk 10 by an operator.
  • FIG. 3 shows a metal sheet 26 whose lower 28 and upper faces 30 are connected by lateral walls 32. The intersections of the lower and upper walls with the side walls thus form a plurality of edges 34 requiring machining.
  • This machining operation consists in breaking the angle situated at the intersection of two surfaces 36, 38. For this, a chamfer 40 or a convex connection zone with circular section 42 is produced at the intersection, as shown in FIG.
  • Angle-breaking by forming a circular section connection area 42 limits the increase of the level of stress in the connection area relative to the realization of a chamfer, because the ends are tangent to the surfaces 36 , 38 of the room and the volume of material removed is lower.
  • this angle break is not satisfactory because the connection radius thus formed can not be smaller than a certain limit to ensure a good angle break.
  • the invention provides a solution to these problems of the prior art, by means of an angle-breaking process for removing a minimum volume of material at the intersection of the two surfaces 36, 38 of a workpiece 39, which limits the increase in the stress level due to the angle-breaking operation (Figure 5).
  • the method consists in giving a convex curved shape 44, 46 at the intersection of the two surfaces 36, 38, in such a way that this curved shape 44, 46 is located outside with respect to the workpiece, with a circular arc 48 tangential to the two surfaces 36, 38 at the connection points of the curved shape 44, 46 to the two surfaces 36, 38 .
  • the outer surface of the curved shape 44, 46 is located outside this arc, which makes it possible to remove less material during the machining operation. by producing a circularly shaped connection zone 48 or a chamfer 40.
  • the ends of the curved shape 44, 46 are connected to the surfaces 36, 38 of the part at the points where the arc of given radius 48 is tangent to the surfaces of the part 36, 38, which makes it possible to have a connection smooth of the curved form 44, 46 with the surfaces 36, 38 of the piece 39. This thus limits the increase in stresses at the connection zone 44, 46 and prevents the formation of cracks or fissures.
  • This curved shape 44, 46 may be elliptical section 44 or parabolic 46 for example.
  • the arc 48 of given radius may have a radius of between 0.4 and 3 mm, preferably between 0.4 and 1.6 mm.
  • milling, trimming or turning tools may be used and are shown in FIGS. 5 to 10.
  • the tool 50 shown in Figure 4 comprises a body 52 of elongated shape extending along the axis 54 of rotation.
  • One end of the body 52 of the tool 50 is intended to be fixed by suitable means on the mandrel of a machine tool, the other end comprises an active or useful portion 55 for effecting the angle break.
  • the active part 55 has teeth 56 regularly distributed around the axis 54 of the tool and separated from each other by chip pockets 58.
  • Each tooth 56 extends substantially axially and comprises a cylindrical outer wall 59 connected to the outer end of a substantially radial wall 60.
  • the radially inner end of the radial wall 60 is connected to a substantially cylindrical inner wall 62 via a concave curved wall 64.
  • the concave curved wall 64 is located outside a concavity circular arc 66 facing the outside of the tool 50 and whose ends are connected to the ends of the concave curved wall 66 as shown in FIG. .
  • each tooth forms a finishing machining wall intended to prevent the formation of a projection at the junction between the convex connection zone 44, 46 formed on the workpiece and the surface of the workpiece on which the wall of the workpiece Finishing machining is applied.
  • the useful part 70 comprises a second concave curved wall 72, one end of which is connected to the end of the finishing machining wall 62 which is opposed to the first concave curved wall 64 (FIG. 8).
  • the other end of the second concave curved wall 72 is connected to the inner end of a substantially radial wall 74 whose outer end is connected to a second outer cylindrical wall 76.
  • This second concave curved wall 72 is also located outside a concavity arc 78 facing outwardly of the tool.
  • the ends of the arc 78 are connected to the ends of the second concave curved wall 72 ( Figure 7).
  • This tool 60 includes a second useful part 80 located on the body 52 at the end opposite the first useful part 70. This second useful part 80 is intended to be used when the first useful part 70 is worn.
  • a second curved concave curved wall 72 allows a simultaneous machining of two edges and a finishing machining of the surface separating the two edges. Unlike of the prior art where it was necessary to perform a corner break for each edge and a finishing machining of the separation surface, this tool allows to do a single machining operation - finishing in a single pass of the tool on the piece. This tool is therefore particularly well suited to the simultaneous machining of the intersection edges between the side walls 32 and the bottom walls 28 and 30 of a sheet 26 (FIG. 3).
  • the internal cylindrical wall 62 of the tool 68 makes it possible to perform finishing machining of the side walls 32 and avoids any protrusion on the side walls 32 due to the simultaneous realization of the angle break and the finishing machining.
  • Such a tool 68 can also be used for the simultaneous machining of the end edges 19 of an orifice 22 (FIG. 2). For this, it is necessary that the diameter of the end of the useful part 70, 80 at the second outer cylindrical wall 76 is smaller than the diameter of the orifice 22 so that the tool 70, 80 can be inserted into the orifice 22.
  • Figure 10 shows a cutting insert 82 of a turning tool, including a concave curved cutting edge 84 whose ends are connected to two edges of the wafer.
  • the cutting edge 84 is located outside, relative to the workpiece, with a circular arc 86 whose concavity is turned towards the outside of the tool 82 and whose ends are connected to the ends.
  • the cutting insert 82 may comprise, like the tool of FIGS. 8 and 9, two opposite cutting edges connected by a finishing edge.
  • the concave curved walls or edges 66, 68, 86 of the tools may be of elliptical or parabolic section.
  • the invention is not limited to only the embodiments of the tools shown in the drawings and it is possible to modify the characteristics of these tools.
  • the teeth may extend helically around the axis of the tool.
  • the corner break is made on a ridge formed by the intersection of two perpendicular surfaces of a room.
  • the method is not limited to right angle edge angle breaking and can be used to break edges formed at the intersection of two non-perpendicular surfaces.
  • the invention is not limited to the field of mechanical parts used in aeronautics and can be used in other areas such as the automobile where the same problems arise.

Abstract

Procédé de cassage d'angle à l'intersection de deux surfaces (36, 38) d'une pièce (39), caractérisé en ce qu'il consiste à enlever, à l'intersection des deux surfaces (36, 38), un volume minimal de matière en donnant une forme incurvée convexe (44, 46) à l'intersection des deux surfaces (36, 38), cette forme incurvée (44, 46) étant à l'extérieur par rapport à la pièce (39), d'un arc de cercle (48) tangent aux deux surfaces (36, 38) aux points de raccordement de la forme incurvée (44, 46) aux deux surfaces (36, 38).

Description

PROCEDE ET OUTIL POUR CASSER UN ANGLE
La présente invention se rapporte à un procédé de cassage d'angle ainsi qu'à un outil de mise en œuvre d'un tel procédé.
De nombreuses pièces industrielles comportent des arêtes, par exemple un disque de compresseur ou de turbine de turbomachine qui comprend une pluralité de rainures (alvéoles) réparties sur sa circonférence externe et recevant des pieds d'aubes. Le fond de chaque rainure forme ainsi avec les faces amont et aval du disque une pluralité d'arêtes. On trouve aussi des arêtes au niveau des brides d'assemblage entre disques sur les bords de trous de fixation et les bords de festons. Cette situation peut aussi être observée aux bords de tôles destinées par exemple à rigidifier certaines parties de la turbomachine ou encore au niveau des découchés d'un orifice pratiqué dans une paroi d'une pièce.
Ces arêtes comportent en général des bavures qui sont la conséquence de la réalisation de formes particulières (rainures, orifices, découpes, ...) dans la pièce. L'élimination de ces bavures peut être réalisée par exemple par tribofinition ou par cassage d'angle mécanique.
A cette fin, il est connu de réaliser un chanfrein sur l'angle raccordant les deux surfaces. Il est également connu de réaliser entre les deux surfaces une zone de raccordement de section circulaire et qui est tangente à ses extrémités aux deux surfaces de la pièce. Cette opération permet d'éviter tout risque de blessure lors de la manipulation de la pièce et permet de supprimer les bavures.
Les parties de pièces correspondant à ces situations sont des zones à concentration de contraintes soumises à des variations cycliques de chargement mécanique ; elles sont donc sollicitées en fatigue et susceptibles de ruptures prématurées.
L'opération de cassage d'angle ou de tribofinition conventionnelle conduit à une configuration géométrique plus ou moins maîtrisée influant sur le niveau de concentration de contraintes dans la zone de raccordement qui est très élevée dans le cas d'une tribofinition ou d'un chanfrein conventionnel (cassage d'angle de 0,1 à 0,4 mm). Cette augmentation de contraintes, sous l'effet des cycles d'efforts, peut conduire à la formation de fissures ou de criques se propageant sur les deux surfaces de la pièce depuis la zone de raccordement. Ces criques peuvent également se propager dans le volume de la pièce.
La formation de fissures entraîne une diminution de la durée de vie des pièces et une augmentation des coûts de maintenance, qui peut être élevée lorsque ce type de cassage d'angle est réalisé sur des pièces critiques telles que des disques de rotor d'une turbomachine.
Afin de limiter le risque de fissures, il est donc souhaitable de limiter l'élévation du niveau de contraintes dans la zone de raccordement lors du cassage d'angle et donc pour cela de réaliser par usinage une forme rayonnante particulière prenant en compte la géométrie tridimensionnelle locale. Cependant, pour que le cassage d'angle soit correctement réalisé, il n'est pas possible de diminuer le rayon de la zone de raccordement en dessous d'une certaine limite.
L'invention propose une solution simple, efficace et économique à l'ensemble de ces problèmes de la technique antérieure. Elle a pour objet un procédé de cassage d'angle à l'intersection de deux surfaces d'une pièce, caractérisé en ce qu'il consiste à enlever par usinage, à l'intersection des deux surfaces, un volume minimal de matière en donnant une forme incurvée convexe à l'intersection des deux surfaces, cette forme incurvée étant à l'extérieur, par rapport à la pièce, d'un arc de cercle tangent aux deux surfaces aux points de raccordement de la forme incurvée aux deux surfaces.
Le procédé selon l'invention permet, pour un rayon donné, de diminuer le volume de matière enlevée par usinage, puisque la zone de raccordement de forme incurvée réalisée par ce procédé est située par rapport à la pièce, à l'extérieur d'une zone de raccordement en arc de cercle réalisée avec la technique antérieure. Ainsi, lorsque pour une pièce, le rayon minimal acceptable pour casser l'angle est atteint, il est possible avec le procédé de réaliser une forme incurvée de cassage d'angle qui minimise le volume de matière enlevée. De cette façon, on réduit le niveau de contraintes au niveau de la zone de raccordement et on limite le risque de formation de fissures ou de criques dans la pièce.
Les extrémités de la forme incurvée selon l'invention sont raccordées sensiblement tangentiellement aux deux surfaces de la pièce, ce qui permet de réaliser une jonction lisse entre les extrémités de la surface de raccordement et les deux surfaces de la pièce, et de limiter l'élévation du niveau de contraintes dans la pièce.
Avantageusement, la forme incurvée est à section elliptique ou parabolique.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'arc de cercle tangent aux deux points de raccordement a un rayon compris entre 0,4 et 3mm, ce qui permet d'optimiser les zones de pièces tridimensionnelles les plus courantes en utilisant des approches construites par éléments finis et/ou photoélasticimétrie.
L'usinage de l'intersection des deux surfaces peut être réalisé par fraisage ou par tournage. Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé consiste à réaliser, simultanément et au moyen du même outil, le cassage d'angle entre les deux surfaces et un usinage de finition d'une des surfaces.
Les opérations d'usinage de finition et de cassage d'angle sont alors réalisées durant une même phase d'usinage, ce qui évite la formation de ressauts lorsque ces opérations sont réalisées l'une après l'autre comme dans la technique antérieure.
L'invention propose également un outil de fraisage ou de détourage pour casser un angle à l'intersection de deux surfaces d'une pièce, comprenant un corps s'étendant le long de l'axe de rotation de l'outil et comportant des dents régulièrement réparties autour de cet axe et séparées les unes des autres par des poches à copeaux, caractérisé en ce que chaque dent comprend au moins une paroi incurvée concave qui est située à l'extérieur d'un arc de cercle de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil et raccordé à ses extrémités aux extrémités de la paroi incurvée concave. L'invention propose encore un outil de tournage pour casser un angle à l'intersection de deux surfaces d'une pièce, comprenant une plaquette de coupe comportant une arête de coupe incurvée concave, caractérisé en ce que l'arête de coupe incurvée concave est située, par rapport à la pièce à usiner, à l'extérieur d'un arc de cercle de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil et raccordé à ses extrémités aux extrémités de l'arête de coupe.
Avantageusement, une extrémité de la paroi ou de l'arête de coupe concave se prolonge par une paroi d'usinage de finition s'étendant axialement. L'adjonction d'une paroi d'usinage de finition à l'outil permet d'effectuer les deux opérations de cassage d'angle et de finition en une seule étape d'usinage.
Chaque paroi d'usinage de finition peut se prolonger par une deuxième paroi ou arête de coupe incurvée concave à son extrémité opposée à la première paroi ou arête incurvée concave, cette deuxième paroi ou arête incurvée concave étant située à l'extérieur d'un arc de cercle de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil et raccordé à ses extrémités aux extrémités de la deuxième paroi ou arête incurvée concave.
Un tel outil permet ainsi en une seule opération d'usinage de casser simultanément deux angles situés aux extrémités d'une même surface et d'effectuer un usinage de finition de la surface située entre les deux angles. Ce type d'outil permet d'éviter tout ressaut d'usinage sur la surface entre les deux angles.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les parois ou arêtes incurvées concaves des outils sont à section elliptique ou parabolique. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un disque de rotor dans une turbomachine ; - les figures 2 et 3 sont des vues schématiques en section et perspective d'un orifice formé dans une paroi et d'une tôle, respectivement ;
- la figure 4 est une vue schématique en coupe de cassages d'angle selon la technique antérieure ;
- la figure 5 est une vue schématique en coupe du cassage d'angle obtenu grâce au procédé selon l'invention ;
- la figure 6 est une vue schématique de côté d'un outil de fraisage ou de détourage pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention ;
- la figure 7 est une vue à plus grande échelle de la zone délimitée en pointillés sur la figure 6 ; - la figure 8 est une vue schématique de côté d'une variante d'un outil de fraisage ou de détourage pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention ;
- la figure 9 est une vue à plus grande échelle de la zone délimitée en pointillés sur la figure 8 ; - la figure 10 est une vue schématique en coupe d'une plaquette de détourage pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente un disque 10 de rotor dans une turbomachine qui comprend des rainures axiales 12 régulièrement réparties sur sa périphérie externe. Ces rainures 12 sont destinées à recevoir des pieds d'aubes qui sont engagés axialement et retenus radialement dans les rainures 12.
La surface de fond 14 de chaque rainure 12 forme ainsi des arêtes à angle droit 16 avec les faces amont 18 et aval du disque 10. Lors de la formation des rainures 12 dans le disque 10, des bavures se forment au niveau des arêtes précitées. Ces arêtes 16 doivent être usinées pour éliminer les bavures et éviter tout risque de blessure lors de la manipulation du disque 10 par un opérateur.
D'autres arêtes nécessitent également un usinage, telles que celles 19 formées par l'intersection de la surface interne 20 d'un orifice 22 et des surfaces 24 au niveau desquelles débouche l'orifice (figure 2). La figure 3 représente une tôle 26 dont les faces inférieure 28 et supérieure 30 sont reliées par des parois latérales 32. Les intersections des parois inférieure et supérieure avec les parois latérales forment ainsi une pluralité d'arêtes 34 nécessitant un usinage.
Cette opération d'usinage consiste en un cassage de l'angle situé à l'intersection de deux surfaces 36, 38. Pour cela, on réalise au niveau de l'intersection un chanfrein 40 ou une zone de raccordement convexe à section circulaire 42, comme représenté en figure 4.
Cependant, ce type de cassage d'angle induit une augmentation du niveau de contraintes dans la zone de raccordement ainsi formée, pouvant conduire à la formation de fissures ou criques dont la propagation pourrait conduire à l'éclatement de la pièce, ce qui doit à tout pris être évité dans le cas de pièces critiques telles que des disques de rotor.
Le cassage d'angle par formation d'une zone de raccordement à section circulaire 42 limite l'élévation du niveau de contraintes dans la zone de raccordement par rapport à la réalisation d'un chanfrein, du fait que les extrémités sont tangentes aux surfaces 36, 38 de la pièce et que le volume de matière enlevée est plus faible. Cependant, ce cassage d'angle n'est pas satisfaisant car le rayon de raccordement ainsi formé ne peut pas être plus petit qu'une certaine limite pour assurer un bon cassage d'angle. L'invention apporte une solution à ces problèmes de la technique antérieure, grâce à un procédé de cassage d'angle permettant d'enlever un volume minimal de matière à l'intersection des deux surfaces 36, 38 d'une pièce 39, ce qui permet de limiter l'augmentation du niveau de contraintes due à l'opération de cassage d'angle (figure 5). Pour cela, le procédé consiste, à donner une forme incurvée convexe 44, 46 à l'intersection des deux surfaces 36, 38, de telle manière que cette forme incurvée 44, 46 soit située à l'extérieur par rapport à la pièce, d'un arc de cercle 48 tangent aux deux surfaces 36, 38 aux points de raccordement de la forme incurvée 44, 46 aux deux surfaces 36, 38.
Ainsi pour un arc de cercle de rayon donné 48, la surface externe de la forme incurvée 44, 46 est située à l'extérieur de cet arc de cercle, ce qui permet d'enlever moins de matière lors de l'opération d'usinage qu'en réalisant une zone de raccordement de forme circulaire 48 ou un chanfrein 40.
Les extrémités de la forme incurvée 44, 46 sont raccordées aux surfaces 36, 38 de la pièce aux points où l'arc de cercle de rayon donné 48 est tangent aux surfaces de la pièce 36, 38, ce qui permet d'avoir un raccordement lisse de la forme incurvée 44, 46 avec les surfaces 36, 38 de la pièce 39. Ceci limite ainsi l'augmentation des contraintes au niveau de la zone de raccordement 44, 46 et évite la formation de criques ou fissures. Cette forme incurvée 44, 46 peut être à section elliptique 44 ou bien parabolique 46 par exemple.
L'arc de cercle 48 de rayon donné peut avoir un rayon compris entre 0,4 et 3 mm, de préférence entre 0,4 et 1 ,6mm.
Afin de mettre en œuvre le procédé selon l'invention, des outils de fraisage, de détourage ou de tournage peuvent être utilisés et sont représentés aux figures 5 à 10.
L'outil 50 représenté en figure 4 comprend un corps 52 de forme allongée s'étendant le long de l'axe 54 de rotation. Une extrémité du corps 52 de l'outil 50 est destinée à être fixée par des moyens appropriés sur le mandrin d'une machine-outil, l'autre extrémité comprend une partie active ou utile 55 permettant de réaliser le cassage d'angle. La partie active 55 comporte des dents 56 régulièrement réparties autour de l'axe 54 de l'outil et séparées les unes des autres par des poches à copeaux 58.
Chaque dent 56 s'étend sensiblement axialement et comprend une paroi externe 59 cylindrique raccordée à l'extrémité externe d'une paroi sensiblement radiale 60. L'extrémité radialement interne de la paroi radiale 60 est raccordée à une paroi interne 62 sensiblement cylindrique par l'intermédiaire d'une paroi incurvée concave 64.
La paroi incurvée concave 64 est située à l'extérieur d'un arc de cercle 66 de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil 50 et dont les extrémités sont raccordées aux extrémités de la paroi incurvée concave 66 comme représenté sur la figure 7.
De cette manière, lorsque la paroi incurvée concave 64 de l'outil est appliquée sur une arête, l'opération d'usinage permet d'enlever, à rayon donné 66, moins de matière au niveau de l'arête de la pièce. La paroi interne cylindrique 62 de chaque dent forme une paroi d'usinage de finition destinée à éviter la formation de ressaut à la jonction entre la zone de raccordement convexe 44, 46 formée sur la pièce et la surface de la pièce sur laquelle la paroi d'usinage de finition est appliquée.
Dans une autre variante de réalisation d'un outil de fraisage ou de détourage 68, la partie utile 70 comprend une deuxième paroi incurvée concave 72 dont une extrémité est reliée à l'extrémité de la paroi d'usinage de finition 62 qui est opposée à la première paroi incurvée concave 64 (figure 8). L'autre extrémité de la deuxième paroi incurvée concave 72 est reliée à l'extrémité interne d'une paroi sensiblement radiale 74 dont l'extrémité externe est reliée à une deuxième paroi cylindrique externe 76.
Cette deuxième paroi incurvée concave 72 est également située à l'extérieur d'un arc de cercle 78 de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil. Les extrémités de l'arc de cercle 78 sont raccordées aux extrémités de la deuxième paroi incurvée concave 72 (figure 7). Cet outil 60 comprend une deuxième partie utile 80 située sur le corps 52 à l'extrémité opposée à la première partie utile 70. Cette deuxième partie utile 80 est destinée à être utilisée lorsque la première partie utile 70 est usée.
L'intégration d'une deuxième paroi incurvée concave 72 de cassage d'angle permet de réaliser un usinage simultané de deux arêtes et un usinage de finition de la surface séparant les deux arêtes. A la différence de la technique antérieure où il était nécessaire de réaliser un cassage d'angle pour chaque arête puis un usinage de finition de la surface de séparation, cet outil permet de ne faire qu'une seule opération d'usinage - finition en une seule passe de l'outil sur la pièce. Cet outil est donc particulièrement bien adapté à l'usinage simultané des arêtes d'intersection entre les parois latérales 32 et les parois inférieure 28 et supérieure 30 d'une tôle 26 (figure 3). La paroi cylindrique interne 62 de l'outil 68 permet de réaliser un usinage de finition des parois latérales 32 et évite tout ressaut sur les parois latérales 32 du fait de la réalisation simultanée du cassage d'angle et de l'usinage de finition.
Un tel outil 68 peut également être utilisé pour l'usinage simultané des arêtes d'extrémités 19 d'un orifice 22 (figure 2). Pour cela, il est nécessaire que le diamètre de l'extrémité de la partie utile 70, 80 au niveau de la deuxième paroi cylindrique externe 76 soit inférieur au diamètre de l'orifice 22 pour que l'outil 70, 80 puisse être inséré dans l'orifice 22.
La figure 10 représente une plaquette de coupe 82 d'un outil de tournage, comprenant une arête de coupe incurvée concave 84 dont les extrémités sont raccordées à deux bords de la plaquette. L'arête de coupe 84 est située à l'extérieur, par rapport à la pièce à usiner, d'un arc de cercle 86 dont la concavité est tournée vers l'extérieur de l'outil 82 et dont les extrémités sont raccordées aux extrémités de l'arête de coupe 84. En variante, la plaquette de coupe 82 peut comprendre, comme l'outil des figures 8 et 9, deux arêtes de coupe opposées et reliées par une arête de finition. Les parois ou arêtes incurvées concaves 66, 68, 86 des outils peuvent être à section elliptique ou parabolique.
L'invention n'est pas limitée aux seuls modes de réalisation des outils représentés aux dessins et il est possible de modifier les caractéristiques de ces outils. Par exemple, les dents peuvent s'étendre de façon hélicoïdale autour de l'axe de l'outil.
Dans la description, le cassage d'angle est réalisé sur une arête formée par l'intersection de deux surfaces perpendiculaires d'une pièce. Toutefois, on comprend que le procédé n'est pas limité au cassage d'angle d'arête à angle droit et peut être utilisé pour casser des arêtes formées à l'intersection de deux surfaces non perpendiculaires. L'invention n'est pas limité au seul domaine des pièces mécaniques utilisées en aéronautique et peut être utilisée dans d'autres domaines tels que l'automobile où les mêmes problèmes se posent.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de cassage d'angle à l'intersection de deux surfaces (36, 38) d'une pièce (39), caractérisé en ce qu'il consiste à enlever par usinage, à l'intersection des deux surfaces (36, 38), un volume minimal de matière en donnant une forme incurvée convexe (44, 46) à l'intersection des deux surfaces (36, 38), cette forme incurvée (44, 46) étant à l'extérieur par rapport à la pièce (39), d'un arc de cercle (48) tangent aux deux surfaces (36, 38) aux points de raccordement de la forme incurvée (44, 46) aux deux surfaces (36, 38).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la forme incurvée (44, 46) est à section elliptique ou parabolique.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'arc de cercle (48) tangent aux deux points de raccordement a un rayon compris entre 0,4 et 3 millimètres.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'usinage de l'intersection des deux surfaces est un fraisage ou un tournage.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser, simultanément et au moyen du même outil, le cassage d'angle entre les deux surfaces (36, 38) et un usinage de finition d'une des surfaces.
6. Outil de fraisage, de détourage pour casser un angle à l'intersection de deux surfaces (36, 38) d'une pièce (39), comprenant un corps (52) s'étendant le long de l'axe de rotation (54) de l'outil (50, 68) et comportant des dents (56) régulièrement réparties autour de cet axe (54) et séparées les unes des autres par des poches à copeaux (58), caractérisé en ce que chaque dent (56) comprend au moins une paroi incurvée concave (64) qui est située, à l'extérieur d'un arc de cercle (66) de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil et raccordé à ses extrémités aux extrémités de la paroi incurvée concave (64).
7. Outil de tournage pour casser un angle à l'intersection de deux surfaces (36, 38) d'une pièce (39), comprenant une plaquette de coupe (82) comportant une arête de coupe incurvée concave (84), caractérisé en ce que l'arête de coupe incurvée concave (84) qui est située, par rapport à la pièce à usiner, à l'extérieur d'un arc de cercle (86) de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil et raccordé à ses extrémités aux extrémités de l'arête de coupe (84).
8. Outil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'une extrémité de la paroi concave ou de l'arête de coupe (64, 84) se prolonge par une paroi d'usinage de finition (62) s'étendant axialement.
9. Outil selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque paroi d'usinage de finition (62) se prolonge par une deuxième paroi ou arête incurvée concave (72) à son extrémité opposée à la première paroi ou arête incurvée concave (64), cette deuxième paroi ou arête incurvée concave (72) étant également située à l'extérieur d'un arc de cercle (78) de concavité tournée vers l'extérieur de l'outil (68) et raccordé à ses extrémités aux extrémités de la deuxième paroi ou arête incurvée concave (72).
10. Outil selon la revendication 9, caractérisé en ce que les parois ou arêtes incurvées concaves (64, 72, 84) sont à section elliptique ou parabolique.
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