La présente invention concerne un procédé de fraisage d'une surface plane et un outil de fraisage pour la mise en œuvre d'un tel procédé.

L'invention concerne plus particulièrement un procédé de fraisage d'une surface plane, selon lequel une fraise, dont l'axe de rotation est perpendiculaire à la surface à usiner, est déplacée selon une direction parallèle au plan de la surface, de manière à réaliser l'usinage de celle-ci en une opération unique d'usinage sur une épaisseur de matière déterminée, au moyen d'une unique tête de fraisage.

Elle trouve une application privilégiée, mais non limitative, dans l'usinage d'une face supérieure de carter de moteur à combustion interne.

L'usinage d'une face supérieure de carter s'effectue généralement à l'aide d'une fraise, qui se déplace horizontalement sur celle-ci. L'usinage se décompose en plusieurs opérations, dont une première étape d'ébauche, au cours de la quelle de la matière est éliminée sur une première épaisseur, et une ou plusieurs étapes de finition, au cours desquelles la surface d'ébauche est usinée successivement .

On connaît des fraises dites « étagées », comportant un axe de rotation perpendiculaire à la surface à usiner, une rangée supérieure d'arêtes réparties sur une première circonférence et une deuxième rangée inférieure d'arêtes de coupes réparties sur une deuxième circonférence, qui est décalée axialement par rapport à la première. Les deux rangées d'arêtes sont coaxiales et décalées à la fois axialement et radialement. La fraise réalise l'étape d'ébauche et l'étape de finition en usinant la surface du carter à deux hauteurs différentes, au cours d'une opération unique d'usinage.

Dans un autre type de fraise, dite « fraise escargot », les arêtes sont disposées en escargot autour du corps de fraise, avec un décalage axial et radial entre chaque arête. Lors de l'usinage, chaque arête de coupe usine une portion de la pièce à une hauteur axiale différente. La profondeur de passe totale de l'outil est ainsi répartie entre les différentes arêtes de l'outil. Cette disposition permet d'augmenter l'épaisseur enlevée sur un seul passage d'outil. Toutefois, elle réduit la durée de vie de l'outil, et présente un risque significatif de rayures sur la surface usinée .

La présente invention propose une autre disposition des arêtes de coupe, permettant de palier les inconvénients précités, grâce à un nouveau procédé de fraisage.

Elle prévoit que la fraise effectue simultanément dans la même position axiale par rapport à la surface à usiner, un travail d'ébauche, au moins un travail de finition intermédiaire, et un travail de finition, sur la même épaisseur de matière.

L'outil proposé comporte notamment plusieurs jeux d'arêtes de coupe décalées radialement, tout en étant disposées sur un même secteur axial de l'outil. Toutes les lames usinent la même épaisseur de manière, lorsque la fraise se déplace parallèlement à la surface à usiner.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront clairement de la description suivante d'un mode de réalisation non limitatif de celle-ci, en se reportant aux dessins annexés, sur lesquels :

la figure 1 est une vue de dessous de la fraise proposée ,

la figure 2 est une coupe selon A-A de la figure 1,

la figure 3 montre la disposition des cartouches de coupe, et

la figure 4 illustre la disposition en escalier des arêtes de coupe.

L'outil de fraisage illustré par les figures présente un corps de fraise 1, dont l'axe de rotation est toujours perpendiculaire à la surface usinée lors de l'opération de fraisage. Il présente plusieurs jeux d'arêtes de coupe décalés radialement. Sur la figure 1, on distingue le corps de l'outil 1, le trou de passage 2 de l'axe de centrage de la fraise (non représenté) , les trous de passage 3 des vis de montage du corps de fraise 1 sur son support (non représenté), et l'ensemble des cartouches de coupe 4, réparties sur la circonférence du corps de l'outil 1.

Ces éléments se retrouvent sur la coupe de la figure 2, qui met en évidence l'affleurement des lames, ou plaquettes de coupe 6, sur la base du corps d'outil 1.

Le détail de la figure 3 fait ressortir la disposition et la fixation des plaquettes 6 sur les cartouches 4. Les cartouches 4 sont serrées par des vis de serrage 8 sur le corps de l'outil 1. Les plaquettes 6 sont serrées par des vis de serrage 9 sur la cartouche 4, et réglables en position sur celle-ci grâce à des vis de serrage (non représentées), dont on voit les trous d'introduction 11.

Les arêtes de coupe 7 sont les arêtes de travail des plaquettes amovibles 6, qui sont réglables en position les cartouches porte-plaquettes 4, elles mêmes réglables en position sur le corps de l'outil 1.

Sur la figure 4, on voit trois plaquettes successives 6a, 6b, 6c en projection dans un même plan diamétral de l'outil. Leurs arêtes 7a, 7b, 7c se chevauchent en escalier sur toute leur hauteur de coupe. L'outil présente plusieurs jeux identiques d'arêtes de coupe, qui sont décalées radialement entre elles au sein d'un même jeu. Comme indiqué ci-dessous, toutes les arêtes 7a, 7b, 7c sont cependant disposées sur un même secteur axial de l'outil, de manière à usiner ensemble la même épaisseur de matière, lorsque la fraise se déplace parallèlement à la surface à usiner. Dans le jeu de trois plaquettes 6a, 6b, 6c montrées en projection dans un même plan diamétral de l'outil sur la figure 4, la plaquette 6a est la première à usiner la matière (si on suppose que la rotation de l'outil les entraîne vers l'arrière du plan de projection) . Elle fait donc le travail d'ébauche. La plaquette intermédiaire 6b, légèrement en retrait vers l'intérieur par rapport à la première, effectue un travail de finition intermédiaire. La troisième plaquette 6c, en retrait par rapport à la précédente, effectue le travail de finition proprement dit.

Les trois plaquettes 6a, 6b, 6c, de la figure 4 constituent un jeu de trois plaquettes. Il est aussi possible d'avoir les trois plaquettes du jeu dans une disposition différente : 6a, 6c, 6b. Le même jeu de plaquettes se retrouve plusieurs fois sur la circonférence de l'outil. Dans l'exemple de réalisation non limitatif de l'invention décrit ci-dessus, le jeu de plaquettes comporte trois plaquettes. Sans sortir du cadre de l'invention on peut cependant prévoir un nombre moindre de plaquettes par jeu (mais au moins deux), ou un nombre supérieur, par exemple quatre, de manière à effectuer aucune, ou plusieurs, finitions intermédiaires entre l'ébauche et la dernière finition. Dans tous les cas, les plaquettes sont réparties régulièrement sur la circonférence de l'outil en jeux successifs et identiques, au moins au nombre de deux. Chaque première arête, par rapport au sens de rotation de l'outil, est une arête d'ébauche, les suivantes se décalant successivement en direction radiale vers l'extérieur, de manière à usiner progressivement la même épaisseur de matière .

Le nombre de cartouches, le nombre de plaquettes par jeu, et le nombre de jeux de plaquettes peuvent varier. Dans tous les cas, l'outil comporte plusieurs jeux de plaquettes (donc d'arêtes de coupe), sur un même diamètre, c'est-à-dire dans la même position axiale sur le corps de l'outil. Les jeux sont répartis régulièrement sur la circonférence : trois jeux identiques d'arêtes, occupent chacun un secteur de 120°sur la circonférence du corps d'outil, et quatre jeux occupent des secteurs de à 90°. En résumé, l'outil de fraisage proposé présente plusieurs jeux identiques d'arêtes de coupe décalées radialement entre elles au sein d'un même jeu, avec la même position axiale sur l'outil. La fraise effectue simultanément, dans la même position axiale par rapport à la surface à usinage, un travail d'ébauche, au moins un travail de finition intermédiaire, et un travail de finition, sur la même épaisseur de matière. Cet outil est donc très différent des systèmes de fraises étagées, ou en escargot, évoqués plus haut, dans lesquels les arêtes sont décalées axialement sur le corps de l'outil.

Le procédé de fraisage mis en œuvre avec cet outil est particulièrement efficace, puisque la fraise peut effectuer simultanément, dans la même position axiale par rapport à la surface à usinage, un travail d'ébauche, au moins un travail de finition intermédiaire, et un travail de finition, sur la même épaisseur de matière. Comme indiqué plus haut, cet outil et le procédé décrits trouvent une application privilégiée, mais non limitative, dans l'usinage d'une face supérieure de carter de moteur à combustion interne. L'invention trouve en effet le même intérêt pour l'usinage de toute surface métallique plane, mono ou bi- matière, appartenant à un moteur thermique, ou à tout autre organe mécanique.