FR3002169A3

FR3002169A3 - Plaquette amovible de coupe, outil tournant d'alesage a plaquettes amovibles de coupe et procede d'usinage d'un alesage de moteur a combustion

Info

Publication number: FR3002169A3
Application number: FR1351326A
Authority: FR
Inventors: Gerard Cheronneau
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-22

Abstract

Plaquette amovible de coupe (7) pour outil tournant d'alésage (1) caractérisée en ce qu'elle présente au moins une première arête de piquage (13) en forme de dent triangulaire apte à creuser des sillons dans une matière à usiner suivie d'au moins une deuxième arête de planage (14) en forme de lame allongée, apte à araser lors du même passage de la plaquette, les pics de matières soulevés par l'arête de piquage.

Description

- 1 - PLAQUETTE AMOVIBLE DE COUPE, OUTIL TOURNANT D'ALESAGE A PLAQUETTES AMOVIBLES DE COUPE ET PROCEDE D'USINAGE D'UN ALESAGE DE MOTEUR A COMBUSTION La présente invention concerne le domaine de l'alésage de pièces métalliques, et plus particulièrement les opérations de finition d'alésage. L'invention propose également un outil tournant d'alésage à plaquettes amovibles, comportant un corps porte-plaquette rotatif muni de cartouches retenant des plaquettes de coupe amovibles aptes à usiner un alésage cylindrique par déplacement axial de l'outil dans l'alésage, et un nouveau procédé d'usinage de finition d'un alésage dans un carter de moteur à combustion avec un outil d'usinage tournant. Cette invention trouve une application privilégiée, mais non exclusive, dans l'usinage et la finition d'alésages cylindriques sur des pièces mécaniques telles que des carter-cylindres métalliques de moteurs à combustion interne. Ces opérations sont généralement réalisées à l'aide d'outils à plaquettes amovibles, mono ou multi-dents, conçus pour usiner et finir des opérations d'alésage dans la fonte ou l'aluminium. Des opérations d'ébauche, puis de finition, sont alors réalisées sur la chemise en fonte en plusieurs passages d'outil, avec des plaquettes dédiées au dégrossissage, et d'autres dédiées aux passages de finition. Par la publication FR 2 924 631, on connaît un 30 alésoir à plaquettes mono-dent amovibles, permettant à lui seul d'ébaucher et de parfaire un alésage en une seule passe. - 2 - Les faces intérieures de cylindre doivent cependant présenter un niveau de qualité très élevé avec des sillons creusés dans le métal, pour la bonne lubrification des cylindres. Un état de surface suffisamment aplani pour limiter les frottements, ne peut pas être obtenu avec les plaquettes mono-dent. La présente invention vise à améliorer l'outil d'alésage à plaquettes amovibles connu, en réalisant simultanément l'incision des sillons et l'aplanissement de 10 la surface avec une plaquette de forme spéciale. La plaquette proposée présente au moins une première arête de piquage en forme de dent triangulaire apte à creuser des sillons dans une matière à usiner, suivie d'au moins une deuxième arête de planage en forme de lame 15 allongée, apte à araser lors du même passage de la plaquette, les pics de matières soulevés par l'arête de piquage. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, l'arête de piquage présente un angle compris entre 35° et 20 40°. De préférence, l'arête de planage a une forme rectangulaire. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif 25 de celle-ci, en liaison avec les dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 représente un outil tournant conforme à l'invention, - la figures 2A et 2B montrent une première plaquette 30 de coupe, respectivement en vue de dessus et en coupe, - la figure 3 montre un outil tournant muni d'un autre type de plaquettes, - la figure 4 montre une plaquette de la figure 3, - 3 - - la figure 5 illustre un autre mode de serrage des plaquettes, et - la figure 6 présente une disposition particulière des plaquettes sur l'outil.

L'outil tournant de la figure 1 se présente sous la forme d'un porte-plaquette 1 standard avec un épaulement d'accrochage 2 sur la machine d'entraînement (non représentée) et un corps de porte-plaquettes 3. Plusieurs cartouches 4 (quatre dans l'exemple décrit) sont serrées sur le corps 3 par des vis 6. Les cartouches 4, assurent le maintien des plaquettes amovibles de coupe 7, grâce aux vis 8. Le réglage en hauteur des cartouches 4, est assuré par des pattes de réglage en L, 9. Leur réglage en diamètre est assuré par d'autres pattes 11.

La plaquette amovible de coupe des figures 2A et 2B présente un trou 12 de serrage pour la vis 8. Elle a une première arête, ou arête de piquage 13, en forme de dent triangulaire apte à creuser des sillons dans une matière à usiner. L'arête de piquage 13 est suivie d'une deuxième arête, ou arête de planage 14, en forme de lame allongée, destinée à araser lors du même passage de la plaquette, les pics de matière soulevés par l'arête de piquage 13 dans la masse métallique usinée. Les principales caractéristiques géométriques de la plaquette mises en évidence que les schémas sont l'angle de coupe E.des arêtes _fonction de la matière à usiner et généralement compris entre 0 et 300), l'angle de dépouille E_également compris entre 0 et 300), et l'angle de piquage E de l'arête de piquage 13. Pour les applications de l'invention mentionnées plus haut, l'arête de piquage présente de préférence un angle compris entre 350 et 400, et l'arête de planage 13 a une forme rectangulaire. - 4 - Les plaquettes amovibles sont en différents matériaux, selon les matières à usiner. Elles peuvent être entièrement en carbure métallique (y compris les arêtes de piquage et de planage), de préférence en carbure de tungstène, pour usiner l'acier. Pour usiner la fonte, par exemple dans les chemises de fût de cylindre, elles sont de préférence en Nitrure de Bore Cubique (CBN). L'usinage de l'aluminium nécessite des diamants poly-cristallins (PCD). La plaquette de coupe des figures 3 et 4 présente deux faces de coupe pouvant être utilisées successivement par retournement sur le corps 3. Chaque face de coupe de la plaquette regroupe une arête de piquage 13 et une arête de planage 14. Le serrage des plaquettes, montré sur les figues 1 et 15 4, est assuré par les vis 8. Sans sortir du cadre de l'invention, il peut aussi être assuré par les brides de serrage pivotantes 16 de la figure 5. Sur les figures 1, 3 et 5, les plaquettes sont placées à la même hauteur sur le corps 3 : il y a quatre 20 plaquettes amovibles disposées sur une même circonférence. Sans sortir du cadre de l'invention, d'autres dispositions sont possibles, par exemple en escalier, comme sur la figure 6 où les quatre plaquettes, réparties à 900 autour de l'outil, apparaissent en projection dans un même plan 25 vertical. On a ainsi une attaque progressive de la matière usinée, réduisant l'effort de coupe de coupe de chaque plaquette, donc l'usure de celles-ci. Comme indiqué plus haut, l'usinage des alésages de moteurs nécessite plusieurs opérations, notamment 30 lorsqu'ils sont de différentes matières : au moins une opération d'ébauche et au moins une (mais le plus souvent deux) étape de finition. Plusieurs passages de l'outil tournant sur la chemise en fonte avec des plaquettes - 5 - dédiées au dégrossissage, et d'autres plaquettes dédiées aux passages de finition, sont alors nécessaires. L'invention permet un « sillonnage », afin d'obtenir un état de surface prononcé en piquage dans des alésages de cylindre, en usinant directement la matière du carter cylindre, notamment en fonte ou en aluminium, avec l'outil proposé. Les passages de finition suivant le travail d'ébauche, combinent le piquage des sillons et leur aplanissement, ou « planage ». Le procédé proposé comporte donc un travail de finition combinant lors du même passage de l'outil des opération simultanées de « sillonnage » et d'aplanissement réalisées respectivement par les arêtes de piquage et par les arêtes de planage des mêmes plaquettes de coupe amovibles de l'outil tournant. La surface usinée permet ensuite d'accrocher un revêtement pour régulariser la profondeur des sillons creux. En conclusion, l'invention permet de réaliser des sillons dans la matière d'un alésage avec des plaquettes amovibles de forme spéciale assurant simultanément le « sillonnage » et d'aplanissement des sillons dans la matière en fonte ou en aluminium du carter-cylindre. L'application du « process » sur la surface usinée avec l'outil proposé, est un moyen efficace d'obtenir au final la régularité souhaitée.

Claims

REVENDICATIONS1. Plaquette amovible de coupe (7) pour outil tournant d'alésage (1) caractérisée en ce qu'elle présente 5 au moins une première arête de piquage (13) en forme de dent triangulaire apte à creuser des sillons dans une matière à usiner suivie d'au moins une deuxième arête de planage (14) en forme de lame allongée, apte à araser, lors du même passage de la plaquette, les pics de matières 10 soulevés par l'arête de piquage.
2. Plaquette de coupe selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'arête de piquage (13) présente un angle compris entre 35° et 40°.
3. Plaquette de coupe selon la revendication 2, 15 caractérisée en ce que l'arête de planage (14) a une forme rectangulaire.
4. Plaquette de coupe selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle présente deux faces de coupe pouvant être utilisées successivement, qui 20 regroupent chacune une arête de piquage (13) et une arête de planage (14).
5. Plaquette de coupe amovible selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les arêtes de coupe (13, 14) des plaquettes sont en carbure 25 métallique.
6. Plaquette de coupe amovible selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les arêtes de piquage (13) sont en en Nitrure de Bore Cubique (CBN).
7. Plaquette de coupe amovible selon l'une des 30 revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les arêtes de piquage (13) sont en diamants poly-cristallins.
8. Outil tournant d'alésage (1) à plaquettes amovibles (7), comportant un corps porte-plaquettes rotatif- 7 - (3) muni de cartouches (4) retenant des plaquettes de coupe amovibles (7) destinées à usiner un fût cylindrique par déplacement axial de l'outil dans le fût, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux plaquettes amovibles (7) conformes à l'une des revendications précédentes.
9. Outil tournant selon la revendication 8, caractérisé en ce que les plaquettes (7) à double face de coupe peuvent être retournées sur leur cartouche (4) pour utiliser successivement les deux jeux d'arêtes (13, 14) de celles-ci.
10. Outil tournant selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il présente quatre plaquettes amovibles (7) disposées sur une même circonférence du corps porte-plaquettes (3).
11. Outil tournant selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il présente quatre plaquettes amovibles (7) disposées en escalier.
12. Outil tournant selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que le serrage des plaquettes (7) sur 20 les cartouches (4) est assuré par des brides de serrage (16).
13. Procédé d'usinage de finition d'un alésage de cylindre dans un carter de moteur à combustion avec un outil d'usinage tournant (1) conforme à l'une des 25 revendications 8 à 11, caractérisé en ce qu'il comporte un travail de finition combinant lors du même passage de l'outil des opération simultanées de sillonnage et d'aplanissement, réalisées respectivement par les arêtes de piquage (13) et par les arêtes de planage (14) des mêmes 30 plaquettes de coupe (7) amovibles de l'outil tournant (1).
14. Procédé d'usinage de finition selon la revendication 13, caractérisé en ce que la surface usinée- 8 - permet d'accrocher un revêtement pour régulariser la profondeur des sillons creux.