Une boite à tenonner "moderne" pour scie de chaisier

Voici ma boite à tenonner "moderne" pour scie de chaisier.

J'ai annoncé ce challenge à moi même dans mon pas à pas sur la scie de chaisier, et trois jours plus tard, la voilà!

Pourquoi

Je renvois au pas à pas pour la discussion détaillée, mais en synthèse :

1. la scie de chaisier est un instrument très utile pour faire les arasement des tenons, en particulier lorsque le plan des arasements n'est pas perpendiculaire à la pièce usinée (cas des pieds inclinés, par exemple);

2. la boite à tenonner qui va avec traditionnellement me semble moins intéressante à faire (mais bien sûr, ne vous privez pas si vous avez l'occasion d'en récupérez une), parce qu'il s'agit essentiellement d'une presse offrant deux surfaces perpendiculaires.
   Or il se trouve que sur mon établi, comme sur beaucoup d'autre, il y a déjà une presse, et les tabliers sont tout ce qu'il y a de plus perpendiculaire au plan de travail.
   D’où la question, pourquoi ne pas simplifier la boite en utilisant ce qui est déjà présent sur l'établi?

3. Et, cerise sur le gateau, si on pouvais simplifier le passage d'une pièce identique à l'autre, et ne pas avoir à refaire les réglages à la main, ce serait bien (fonctions qui n'existent pas sur les boites traditionnelles, me semble-t-il).

Conception

La structure est simple. Il y a principalement une surface d'appui pour la scie, qui est rigidifié par deux renforts latéraux, et une surface d'appui pour la pièce usinée, en position verticale.
Cette surface d'appui verticale et la pièces à tenonner sont toutes deux prises en sandwich dans la presse.

La surface de glisse de la scie est percée d'une ouverture lassant passer la pièce à tenonner.
Il y a suffisamment de débord de chaque côté de cette ouverture pour que la scie soit bien guidée.

On voit sur l'image qui précède le montage dans sa configuration simple (les deux plans sont perpendiculaires).

Mais l'on peut également incliner le plan de glisse de la scie en relevant la partie prise en sandwich, comme le montre l'image suivante.
(Il s'agit ici de la rotation maximale autour de l'axe y, 25°, qui sera rarement utile à mon avis).

L'inclinaison autour de l'axe x est également possible.

En l'état, le montage bat des records de simplicité, mais n'est guère utilisable.

En effet, il faudrait pouvoir tenir la pièce avec le bon angle d'inclinaison sur x contre la partie verticale du montage, cette partie verticale contre le tablier de l'établi, tenir le montage sur l'avant en l'air avec le bon angle sur y, tout en appuyant sur l'arrière pour pour maintenir les deux points de contacts avec le plan de l'établi, tenir la cale d'épaisseur et positionner la pièce à usiner en hauteur contre le trait de coupe, et serrer la presse.

Même Shiva aurait mal à la tête, autant dire que le montage finirait à la poubelle avant d'avoir fait une pièce.

C'est pourquoi, il y a deux dispositifs simples pour rendre le tout manipulable, et conserver les angles d'une pièce usinée à l'autre.

Le premier est un simple appui articulé pour positionner la pièce au bon angle autour de x.

L'immobilisation n'est pas réalisée par la vis moletée (un serrage à cet endroit n’empêcherait pas la rotation de l'appui), mais par l'index réalisé avec un clou.

J'ai déjà décrit cette technique aussi redoutablement simple qu'efficace, utilisée deux fois dans ma table de perçage.

Elle fait ici aussi des merveilles, avec une répétabilité étonnante.
Le premier index est bien sûr pour la position 90°, mais il se complétera avec l'usage.

Pour la rotation autour de y, il nous faut également un dispositif qui garde la mémoire de la position à chaque desserrage de la presse. J'ai donc installé un téton qui vient s'appuyer sur l'établi.

Ce téton est serré par une vis située dans un lamage (on ne peut pas mettre de poignée à cet endroit). Après avoir réfléchi à pas mal de solutions pour régler et maintenir l'inclinaison du plan, j'ai trouvé celle là imbattable de simplicité.

A l'usage, mis à part la nécessité d'avoir une clé Allen de 5 sous la main, le réglage reste pratique.

La méthode de réglage est résumée sur la photo ci-après : un inclinomètre est posé sur le plan incliné, la main gauche contrôle le serrage de la clé, et en tapotant avec la main droite on converge vers l'objectifs (ici, 10°).
(On peut également utiliser la fausse équerre, en particulier si on a fait le tracé des tenons avec avant).

Il faut juste faire attention à ce que les deux montants soient bien en contact avec l'établi. L'avantage d'avoir un téton au centre (et seulement trois points d'appuis au total) est que ce contact est facile à maintenir en tapotant au centre.

(On notera que la conception à trois points d'appuis évite un hyper-statisme autre que théorique ici).

Contrairement à la possibilité offerte sur l'axe x, il n'y a pas d'index sur l'axe y, le réglage doit être refait à chaque nouvelle série.
Mais rien n'empêche de noter un repaire approximatif pour faciliter les futurs réglages.

Globalement, le système est répétable sur les deux axes, c'est à dire que lorsque l'on installe la pièce suivante à usiner, on retrouve les angles initiaux avec un précision très inférieure au dixième de degré.

Comment ça marche?

D'abord, on trace. Point important, noter l'angle avec le point le plus haut, car dans la configuration actuelle du montage, celui-ci devra se trouver face à l'opérateur à droite.
Donc si les tracés sont du mauvais côté, ce sera plus compliqué à régler.

Il faut ensuite régler le montage. Pour l'axe Y, voir ci-avant.
Pour l'axe x, je pose l'équerre par dessus une règle, et plaque l'appui contre celle-ci.

En maintenant fermement le guide, je mets trois coup de marteau sur le clou (si l'index n'est pas déjà créé). Il y a trois rayons possibles pour les indexes, pour éviter les trous trop proches, et surtout pour avoir droit à l'erreur!
(ça m'a bien servi, j'ai quand même raté deux fois le trous du 0°)

Dans la position de la dernière photo, il ne reste plus qu'à mettre la pièce en place et à serrer.
Il faudra faire la manip deux fois, pour décapiter le haut du tenon, puis pour l'arasement proprement dit.

Après avoir complété les tracés suite à la mise à longueur, on sciera les joues avec une scie adéquate.

NB : même si la surface de glisse de la scie est une bonne référence pour ajuster l'angle de la scie, il peut être judicieux de finir ces coupes en dehors du montage pour ne pas risquer de lui mettre un coup de scie. A confirmer avec la pratique.

Détail que je n'ai pas pris en compte dans mon montage, et qui donc donne lieu à un bricolage pas très joli, quand le plan de glisse de la scie n'est pas à l'horizontale (posé à plat sur l'établi), il peut basculer quand on appui devant.
Dommage pour une surface qui est censée servir d'appui à la scie!

Il faut donc plaquer l'arrière du montage sur l’établi avec un valet, idéalement à tête orientable (les miens n'ont pas une tête suffisamment orientable, d'ou la pièce intermédiaire).

Le résultat

Mon premier essai grandeur nature, réalisé aujourd'hui même, avait un angle de 5° sur un axe et de 10° sur l'autre. La méthode est encore à peaufiner, d'ou quelques vicissitudes et une finition pas du tout nickel.
Mais les qualité géométrique sont là, et les angles bien retrouvés même en emboîtant le tenon dans différentes orientations, avec une erreur max de 0,75°.
Ca me parait pas mal, sachant que j'ai réalisé la mortaise à la main, et qu'elle est loin du parallélépipède rectangle théorique!

Conclusions

voici un premier bilan :

• un montage plutôt simple à réaliser;

• qui permet une inclinaison sur les deux axes;

• assez pratique à régler et utiliser, (et à ranger!)

• qui produit des résultats précis et répétables.

Que demande le peuple!

Reste à faire :

• installer autre un axe de rotation pour l'appui vertical, de façon à pourvoir incliner la pièce vers la gauche, et pas seulement vers la droite. Cela permettra d'avoir le point haut soit à droite, soit à gauche, et rendra le positionnement de la pièce plus souple en fonction de sur quelles faces a été fait le tracé.

• éventuellement trouver un moyen plus élégant de fixer l'arrière du montage sur l'établi...

Je compléterais le pas à pas sur la scie de chaisier, avec d'autre éléments de la construction qu'on ne voit pas ici, et plus de mesures.