Brevet FR2005574A1 — publié le 19691212

! 2005574 La présente invention se rapporte à des machines-outils, et plus particulièrement à des dispositifs de refroidissement pour machines-outils. Au cours d'une opération d'usinage type, lorsqu'on désire 5 enlever de "la matière drun ouvrage tel qu'un tronçon de "barre "brute pour modifier sa forme, son fini, et/ou ses dimensions, l'ouvrage est monté dans une machine afin de se déplacer par rapport à un outil de coupe. Le mouvement relatif entre l'ouvrage'et l'outil de coupe agit de manière à user, tailler, couper ou faire enlever au-tO trement de la matière de l'ouvrage. Ce mouvement de coupe relatif peut être produit en déplaçant l'ouvrage par rapport à un outil de coupe à peu près complètement immobile. Un exemple drun tel mouvement de coupe est celui qui se proçtuit dans un tour où. l'ouvrage est monté entre des centres pour tourner autour de son axe et être 15 coupé par un outil dont le "bord de coupe vient en contact avec la périphérie de l'ouvrage. En variante, le mouvement de coupe relatif peut être déterminé par le mouvement de l'outil par rapport à un ouvrage maintenu à peu près complètement immobile, tel que celui qui se produit dans une foreuse dans laquelle une mèche pouvant tourner 20 autour de son axe est poussée dans l'ouvrage pour produire un mouvement de coupe relatif. Quelle que soit la manière suivant laquelle le mouvement de coupe relatif est pr-oduit, c'est-à-dire en déplaçant l'outil, ou l'ouvrage, ou en les déplaçant tous les deux, le processus de coupe 25 produit une chaleur importante. Cette chaleur est produite du fait de deux facteurs, à savoir le mouvement de frottement ou de friction entre l'ouvrage et 3.'outil, qui se produit à la surface de séparation entre l'ouvrage et le bord de coupe de l'outil, et la déformation de la matière qui constitue la couche de surface de l'ouvrage qui 30 se produit lorsque des copeaux sont formés. L'importance de la chaleur produite augmente lorsqu'augmente la dureté de l'ouvrage, le manque d'affûtage du bord de coupe de l'outil, les vitesses relatives du bord de coupe et de l'ouvrage, et la profondeur de coupe. Si la chaleur produite à la surface de séparation entre l'outil et l'ou-35 vrage n'est pas éliminée, la température de l'outil, et en particulier du bord de coupe, augmente jusqu'à une valeur élevée. Comme le savent les spécialistes du domaine de la machine-outil, les températures élevées du bord de l'outil sont indésirables pour un bad original 69 10521 2 2005574 certain nombre de raisons, la principale do celles-ci -est le fait que les températures élevées font augmenter 1 ' usure de 1! outils En fait, l'importance de l'usure de l1outil augmente avec une rapidité . disproportionnée lorsque la température du bord de lsoutil augmente» 5 Par exemple, suivant une source, lorsqu'on usine certaines matièress l'usure de l'outil varie en raison directe de la vingtième puissance de la température. Ceci implique qu'un outil fonctionnant à 816°C s'use neuf fois plus vite qu'un outil fonctionnant à 704°C dans les mêmes conditions. L'une des conséquences les plus importantes de 10 l'accroissement de l'usure de l'outil est le fait que cette usure raccourcit la durée de service de l'outil et augmente par suite le prix de l'outil et les. arrêts de la machine. Des températures exagérément élevées du bord de l'outil, en plus du fait qu'elles font augmenter son usure? causent également 15 des dégâts thermiques à 15 ouvrage, réduisent sa résistance et altèrent son fini de surface et son aspect. Dans le passé, on a proposé de réduire la température du bord de coupe de l'outil en appliquant, d'une manière copieuse des réfrigérants liquides à la surface extérieure de ls outil et de 1'ouvrage0 20 D'une manière typique, ceci a été réalisé en dirigeant un courant de réfrigérant liquide, en utilisant un ajutage ou un dispositif semblable, vers la surface de séparation entre 18outil et ls ouvrage* •Théoriquement, la chaleur produite par le processus de coupe à la surface de séparation entre l'outil et l'ouvrage est transmise au 25 liquide, lequel liquide est ensuite transporté à l'écart de la surface de séparation pour effectuer une transmission de chaleur depuis le bord de coupe et réduire de cette manière la température de ce dernier. Comme le savent les spécialistes, le refroidisssment des bords 30 de coupe de machines-outils par application extérieure d'ua réfrigérant liquide n'a pas donné entièrement satisfaction pour un certain nombre de raisons. Les principales de celles-ci sont le fait qu'un réfrigérant liquide extérieur prés si te, au mieux, un faible coefficient de transmission de chaleur, d'environ 48,8 à 488q kilo-35 calories/m /°C/heure. Ceci limite sérieusement la quantité de chaleur qui peut être dissipée à un taux donné d5 enlèvement de matière pour une combinaison donnée d'outil et d'ouvrage. et par suite la réduction maximale de température qu'on peut obtenir au bord ds coupe t MU ORIGINAL 69 10521 3 2005574 de l'outil. De plus, un réfrigérant liquide extérieur n'est pas très efficace à des températures supérieures à une température d'environ 427°C, et à des températures de 760°C et au-dessus il est inefficace au point qu'on ne l'utilise pas en général. Un certain nombre de 5 facteurs contribuent à ce manque d'efficacité d'un réfrigérant liquide, en particulier aux températures élevées, l'un de ces facteurs est la formation des copeaux qui bloquent le passage du réfrigérant liquide vers la surface de séparation entre l'ouvrage et le bord de coupe. 10 En plus de l'incapacité générale d'un réfrigérant liquide ex térieur à réduire considérablement la température du bord de coupe, en particulier poux- des températures élevées de ce dernier, un réfrigérant liquide extérieur est indésirable pour une autre raison, à savoir _par le fait qu'il contamine l'ouvrage et son environnement. 15 On sait qu'un réfrigérant liquide extérieur empêche les copeaux de s'oxyder, ce qui les fait se souder à l'outil. Ceci augmente encore l'usure de l'outil. Ceci fait également augmenter les forces de coupe nécessaires de lg^quantité nécessaire pour cisailler les éléments soudés et permettre de continuer à former des copeaux. Fina-20 lement, le réfrigérant liquide extérieur soumet l'outil à des variations périodiques excessivement importantes de température lorsque . erL l'outil subit des cycles pendant lesquels il vient s ucc es s ivemeni/prl£& avec l'ouvrage pour y effectuer une passe de coupe et se dégage de l'ouvrage pour permettra de remettre en position de l'outil pour la 25 passe de coupe suivante. la température de l'outil s'élève pendant la phase de la passe de coupe du cycle lorsqu'une chaleur importante est produite, après quoi elle tombe pendant la phase de remise en position de l'outil lorsqu'aucune chaleur n'est produite, tout ceci pendant que l'outil peut être soumis d'une manière continue et uni-30 forme à un courant de réfrigérant. Ces variations périodiques de température font soumettre l'outil à des chocs qui dans certains cas, par exemple lorsqu'on utilise des outils en carbure, font fissurer l'outil. Certains inconvénients du réfrigérant liquide extérieur précé-35 dent ont été évités dans le passé par un second procédé tendant à résoudre le problème du refroidissement de l'outil. Dans ce procédé, on introduit un réfrigérant sous la forme d'une vapeur à une pression d'environ 5,6 à 6,3 bars dans un alésage formé dans 1 'ou1^Q(3©RiSlî^r 69 10521 4 2005574 Le réfrigérant sous forme de vapeur est alors refoulé de l'alésage à travers des orifices disposés derrière le bord de coupe qui relient l'alésage à l'atmosphère. La détente de la vapeur lorsqu'elle eai, libérée aux orifices absorbe la chaleur de l1outil. Ce procédé dsuti-5 lisation d'un réfrigérant sous forme de vapeur, du fait que la vapeur est beaucoup plus froide et que sa température est beaucoup plus faible que celle de la plupart des réfrigérants liquides, permet d'obtenir des taux de dissipation de chaleur qui sont plus élevés que ceux qu*on rencontre fréquemment avec des techniques d'utilisa-10 tion d'un réfrigérant liquide. Cependant, elle ne permet pas de supprimer tous les inconvénients du réfrigérant liquide. Par exemple3 la contamination de l'environnement constitue encore un problème du. fait de l'échappement du réfrigérant sous forme de vapeur dans lsatmosphère. De plus, il faut pour cette technique des appareils coa-15 plexes sous la forme d'évaporateurs, de régulateurs de pression, de soupapes de commande, etc. pour fournir la vapeur sous pression nécessaire. En conséquence la présente invention a pour but de fournir un dispositif ou système pour refroidir des outils de coupe qui est 20 plus efficace qu'aucun de ceux connus jusqu'à présent, en particulier pour des températures élevées de l'outil, et qui cependant ne présente pas les nombreux inconvénients accompagnant les techniques de refroidissement antérieures. Ce résultat a été obtenu suivant certains principes de la présente invention en utilisant un procédé 25 fondamentalement différent pour la conception d'un système de refroidissement d'une machine-outil qui représente une différence marquée, à la fois de conception et d'efficacité, par rapport aux divers procédés de refroidissement proposés jusqu'à présent. En particulier, le résultat indiqué ci-dessus a été obtenu en réalisant un système 50 de refroidissement d'outil spécial, interne à deux phases qui comporte un outil de coupe muni d'une cavité interne comportant une surface de réception dé la chaleur recevant d'une manière étanche un réfrigérant et exécutant un échange de chaleur avec le bord de coupé de l'outil, et un moyen de manipulation du réfrigérant servant à 35 fournir un réfrigérant pouvant être vaporisé à la surface interne de réception de chaleur de la cavité, et à en enlever le réfrigérant . vaporisé. Avec le système de réfrigérant d'outil à deux phases ci- • dessus comportant la construction de l'outil et le moyen réfrigérant'* bap original 69 10521 2Q05574 oui sont indiqués, la elialcur est transmise d'une manière très efficace du bord de coupe par la vaporisation du réfrigérant à la surface interne de réception de la chaleur, et par ls enlèvement consécutif du réfrigérant vaporisé pour" l'amener h un point éloigné, de manière 5 à produire uns réduction de la température du bord de 15 outil très supérieurs à celle quLon pouvait obtenir avec les procédés proposés dans la technique antérieure. étanche et de préférence elle est pourvue d'un moyen capillaire,. le 10 réfrigérant pouvant être vaporisé étant un liquidée Le moyen capillaire fonctionne de manière à transporter d'une manière efficace le liquide jusqu'à la surface de réception de la chaleur depuis une surface de transmission de chaleur ds la cavité qui est éloignée du bord de coupe. Suivant ce mode de réalisations- un liquide vaporisable 15 est transporté vers la surface de réception de la chaleur proche du bord de coupe par le moyen de capillaires où il est vaporisé,et extrait la chaleur de l'outil de manière à refroidir son bord de coupe« Lù liquida vaporisé est ensuite contraint d8aller, du fait de la différence de pression dans la cavité, à la surface de transmission 20 de chaleur se trouvant à l'extrémité de la cavité qui est éloignée du bord de coupe, où il se condense,, Le résultat net de ce processus de transport du liquide et ensuite de sa vaporisation au voisinage du bord de coupe à l'endroit de la s«rface recevant la ehaleur, suivi par la condensation de la vapeur à distance à ls endroit de la 25 surface de transmission de chaleur-s est la réalisation d'un procédé très efficace de refroidissement interne en deux phases permettant de réduire la température d'un outil de coupe0 Suivant un autre mode de réalisation de l'invention la cavité. interne de 15outil de coupe est pourvue d8au moins une ouverture 30 servant à la fois à fournir le liquide à la cavité et à en faire échapper la va-peur. De préférences, suivant ce mode de réalisation^ la cavité est pourvue de deux canaux? un premier canal sert à admettre le liquide vaporisable pour le vaporiser ensuite à l'endroit de la surface interne de réception de la chaleur, tandis que.l'autre 35 canal sert à faire échapper le liquide vaporisé à l'atmosphère, de manière à augmenter la transmission de chaleur depuis le bord de coupe. Dans une première forme de 1'invention? la cavité interne est L'un des avantages principaux de 1'invention dans laqi q,16leK6r0fflQi^ 69 10521 6 2605574 utilise un refroidissement interne à deu; pà_-~-.s-:: je or- refroidir le bord de coupe de l'outil, est le fait qu'an nea*--; obtenir des coeffi- p clents de transmission de chaleur de 4880 à 97G;/j kJJ.oca3.ories/m 7G0/- îieure. Oeei diffère par exemple des coefiloier [:-v .le A-S-j, 8 à 4880 kilo-? 5 calories/kT/° G/heure cp.T'on peut obtenir «r-ric It-î iocïmiques de refroidissement par fluide extérieur proposées .su-: tellement. De- tels coefficients de transmission de chaleur feols 20 classiques„ Un autre avantage de 1*invention des Ifeaisuideurs, qu'on peut attribuer à son aspect de réfrigération lirt-cr^e eet le fait qu'il ne se produit aucune contamination de 3.'omv-^3 par le réfrigérant, que les copeaux ne sont*pas empêchés de a*oxydei et que par suite 25 il n'y a plus aucun problème de soudure des cûpefeux sur l'outil. Un autre avantage qui est aussi important de X" présents invention est le fait que la structure des outils de Eftchlnt=n classiques peut être facilement modifiée pour fonctionner s;Hvs.r.t les principes de 1/ inventions Ceci supprime la nécessité de ••rb^.-«^e?aents ci5outil coâ-= 30 teux. De plus, il faut des- quantités très de réfrigérants- et tout appareil de pompage coûteux et compli.-'.-^ ciu réfrigérant est inutile. De plus, on peut utiliser un réfrié/rc-r.eomaran pour couper des matières différentes;, ce qui supprime le- s.:' .-.-s site d'emmagasiner ur.c diversité de réfrigérants différents* iî'zjri^e^entf la présente 3'5 invention permet d'utiliser le refroidisses»:- u -- lroutil pour des opérations de coupe à température élevée, vy?ple, au-dessus de 7&0°0, alors que Jasqa?à présent ls rcfroidi.?-'ïî-.:,a»t d'outils dont en disposait était inefficace au point que d4s:.>itude on ne bad original^ 69 10521 7 2005574 l'utilisait pas. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre faite en regard des dessins annexés qui donnent à titre explicatif, 5 mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, la figure 1 est une vue en perspective d'un mode d.e réalisation préféré d'un outil de coupe utilisant certains principes de 10 refroidissement d'outil de machine selon la présente invention; la figure 2 est une vue en plan d'une partie de l'outil de coupe représenté sur la figure 1j la figure 3 est une coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; 15 les figures 4, 5, 6, 7A., 7B, 8A et 8B sont des vues d'autres modes de réalisation du système de refroidissement d'outil de machine selon l'invention. En se reportant aux figures de 1 à 3, elles représentent le refroidissement interne en deux phases d'un outil de coupe en liai-20 son avec une application dans laquelle la présente invention trouve une utilisation particulière bien que non exclusive. En particulier, elle est représentée en liaison avec son utilisation pour refroidir un outil de tour. En se reportant aux figures de 1 à 3» un outil 10 de tour est maintenu par un porte-outil 12 suivant une position re-25 lative de coupe fonctionnelle par rapport à un ouvrage 14 monté entre des centres 18 et 20 de manière à se déplacer dans la direction de la flèche 16. L'outil de coupe 10, si on l'examine plus en détail, comprend une tige ou corps 22 de section droite de forme générale rectangulaire comportant une extrémité intérieure 24 et une extrémité 30 extérieure 26. L'extrémité intérieure 24 s'ajuste en coulissant dans une ouverture 28 formée dans le porte-outil 12, et présente une section droite de même configuration mais légèrement plus grande que celle de l'extrémité tige de l'outil de coupe. L'outil de coupe 10, du fait de son ajustage glissant entre son extrémité intérieure 24 35 l'ouverture 28 dans laquelle il est disposé, est destiné à être fixé à des positions sélectivement variables le long de son axe longitudinal. Pour faciliter cette fixation, une vis 30 pouvant être vissée dans l'extrémité supérieure du porte-outil 12, est BAD ORIGINAL 69 10521 8 2005574 utilisée, la vis 30, lorsqu'elle est vissée dans le porte-outil, "bloque l'outil de coupe à la position axiale suivant laquelle il a été introduit dans l'ouverture 28. L'extrémité extérieure 26 de l'outil de coupe, 10 est pourvue 5 d'un évidement triangulaire 34 formé par- des côtés verticaux 34& et 34B et par le fond 34r de l'extrémité 26 de la tige. Un élément rapporté en carbure 4© présentant une section droite de form^ënéralo triangulaire,sensiblement de la même configuration que celle de 1'évidement 34»est également utilisé, l'élément rapporté 40 présente 10 un bord de coupe 48 formé par l'intersection d'une surface supérieure 40â et d'une surface latérale 4033. l'élément rapporté 40 est destiné à être disposé d'une manière fonctionnelle dans 1'évidement 34 et à y être serré par une pince de maintien 42, La pince 42 comporte une lèvre qui vient en prise avec une partie de la surface supérieure 15 40â de l'élément rapporté en carbure 40 afin de bloquer rigidement l'élément rapporté dans 1'évidement 34 lorsqu'une vis 44 qui traverse une ouverture appropriée de 3a pince, et qui se visse dans le segment d'extrémité 26, est serrée, lorsque l'élément rapporté est disposé d'une manière fonctionnelle dans l'évidement 34, les surfaces 20 latérales et verticales 40C et 40D de l'élément rapporté viennent en contact intime avec les côtés 34Â- et 34B de l'évidement, respectivement, et le fond 340 de l'évidement vient intimement en contact avec la partie inférieure 40E de l'élément rapporté. De plus, le bord de coupe 48 s'étend au-delà du côté 38 de l'extrémité 26 de la 25 tige. Le nouvel outil de coupe 10 selon l'invention qui est représenté sur les figures de 1 à 3 comprend de plus une cavité ou chambre interne 50. La cavité 50 comprend une première surface ou surface inférieure ou surface de réception de la chaleur qui est indiquée 30 d'une manière générale par la référence numérique 52, et quiéffec.ttie un échange de chaleur avec le bord de coupe 48 de l'élément rapporté en carbure 40, du fait du contact physique intime entre la partie inférieure de l'élément rapporté en carbure et du fond de l'évidement, 40E et 340, respectivement. La région 52 de la surface de réception 35 de la chaleur est également étanche. au fluide vis-à-vis du bard de coupe 48 de l'outil 10 du fait de la matière de l'élément rapporté . de l'outil qui sépare le bord de coupe et la surface de réception de la chaleur. La cavité 50 comprend de plus une seconde région 54 69 10521 9 2005574 extérieur'- ou de surface de transmission de la chaleur qui est disposée plus loin du bord de coupe 48 que la région 52 de la surface recevant la chaleur, >31 pratiques la cavité 50 peut être- formée en forant une ouverture horizontale borgne 56, depuis le côté vertical 5 37 de l'outil à travers l'extrémité extérieure 26 de la tige, vers le- côté vertical opposé 38 de 1> outil» auquel cas la surface 54 de transmission d: la chaleur de la cavité 50 débouche sur le côté 37 de 1'extrémité de la tige où est fermée l'ouverture 560 âvec l'ouverture horizontale 56 coopère une ouverture borgne verticale 58 qui 10 coupe 13 ouverture 55, et qui do ce fait communique avec celle-ciB ïïn bouolion 60 introduit à la partie inférieure de 18 ouverture 58 oljture son extrémité inférieure, l'ouverture 58 peut être borgne comme on le voit sur la figure 3, et se terminer légèrement en dessous de la surface de séparation entre les fonds 340 et 40E, 15 respectivement, de l'évidement et de la cavité. En variante, l'ouverture 5°- peut être une ouverture de traversée faisant communiquer ls cavité 50 avec la partie inférieure 40E de 15élément rapportée Bans ce cas, la partie du bas 40E de l'élément rapporté qui est disposéeau-dessus de l'ouverture 58 se combine avec la surface de 20 la cavi~;é 50 au voisinage de la surface inférieure disposée au- dessus cle l'élément rapporté pour former la sur-face 52 de réception de la okal :-ur. Bien que le modw de réalisation comportant une ouver-■tere de traversée améliore ."liéojîsnge de chaleur entre le bord de coupe 46 et le surface 52 de réception de la chaleur, la rigidité 25 et la résistaace de la structure do l'outil 10 peuvent être légèrement réduit ose Ifens la cavité 50 est de préférence disposé un moyen capillaire 62 qui sîét.r.»id sur toute la longueur de la cavité 50, et dont l'extrémité intérieure 62& est en contact avec la surface 52 de réception 30 de la chaleur au voisinage de la surface inférieure 40E de l'élément rapporté en carbure 40 et dont l'extrémité extérieure 62B s'étend depuis la. cavité 50 au voisinage de la région. 54 de la surface de la cavité qui transmet la chaleur» Le moyen capillaire 62 est réalisé de préférence en toile nétalliquo• en acier inoxydable à mailles de 35 0,125 rua mise sous la forme d'un tube, A l'outil de coupe 10 est associé un. moyen 70 servant à fournir du fluid- à l'extrémité en saillie S2B de la toile métallique capillaire 62* Le moyen 70 se présente de préférence sous la forme d'un v BAD ORIGINAL 69 10521 2005574 réservoir oiz.d'ua bac fixé à î!ezfcr de 1*outil» I«e bac- 70 est pourvu &3uae rss^-vc- i-pvropriée de-fluide 72. De préférence -le fluide 72 -est de l's&n disposé au-dessus de lrextrémité du tout S:;? " uyea capillaire® Ba foB.otioaaeîïïen.ts l'.eau 72 se troaw-iî " v^ le bac 70 est introduite ou pompée par X7effet eapill®.aj c par la toile mé tallique 62^depuis le bac le long des - horizontales et 10 verticales 56 et 58 jusqu'à la rsgioa 52 >l-i le. .,;.rfaee de réception de la chaleur de la cavité 50. Bu-fait du -rs relatif à la surface de séparation entre le bord de e»;>a x 'élément rapports e2" carbure 40' et de 12 ouvrage ï4s le bore; 48 ainsi que les parties ooatiguës et proches de 12élément *•«#£.; iii 40 et de iJextrait œité extérieure 26 de la tige sont chauffé; un niveau supérieur au point de vaporisation de l'eau, ce ç>i. "f&lt vaporiser 1®■?&» pompée vers la région 52 'de 3a sarfere d« ?êç.':ycî-~z de la chaleur^ l-aau vaporisée produite dans la ■régies, r.?. ::-^-sptioa fia la chsleur5 du fait de la différence de preesios. qui r^gçe ic~3 la cavité 50e £0 S'écoule dans celle-ci vers le région 54 cl*? 2~>. -rv-cfaee de trs-asmis» sian de la chaleur d5où, elle sséoh2.ppe à 1 ''zr'rr-r.-T^&TeQ Ii8 alimentat ion coïrfciaue. en m& li^ux.'o sable,. tel que de l5saus depuis le bas 70 jusqu8à la réglui» 1T' ' " ;• surface reeevesî; la. chsleur de la cavité 50 par le îEojea oc£ill " ca 62c en liaison ki'i avec la vaporisation continue de l'esai £±r.iï:* „v iu/is la régioa de.la surface recevant le chaleur, suivie par X;^ .1- -^ent â l'atmosphère de l'eau vaporisée par l'extrémité &z1'ër: - L3efficacité du processus de refroidiseevAOiY'i vent être attribué aine, coefficients de tsans:aission de chaleur élevés assurés • par la vaporisation du liquide qui- se pr-îd^it dans la région 52 de la surface recevant la chaleur dè la cav^ thi pratique il est 35 possible d2obtenir des coefficients de ti-*v &«;• v~. v'.on de chaleur de 4880 a 24400 kiloealories/sa^/°C/h9ure aven 1»eil de refroidissement d'outil selon l'inrentiono Ces occffïx-* iivSs de transmission ds la chaleur diffèrent par exemple des «*--eX.fi... ie^ts de 48s8 à 48HÛ 5 l'aide d'un aoyen approprié, tel qu'un ■'■'■tes {non représenté^ 4 ;R >\V ' ' &ad original 69 10521 ,, 2005574 kilocalories/m^/°G/heure, qu'on peut obtenir avec des techniques de refroidissement par liquide classiques. Gomme s'en rendront compte les spécialistes, de nombreuses modifications peuvent être apportées au mode de réalisation préféré 5 représenté sur les figures 1 à 3, sans sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, bien que le mode de réalisation préféré ait été pourvu d'un moyen capillaire 62 pour fournir un fluide vaporisable à la région 52 de la surface intérieure de la cavité 50, un tel moyen capillaire n'est seulement que préféré, et peut être 10 supprimé à volonté. Si on supprime le moyen capillaire 62, le fluide vaporisable peut être fourni à la région 52 de la surface intérieure de la cavité 50 par un moyen d'alimentation par gravité, ou par un moyen à pression de fluide, lorsqu'on utilise des moyens capillaires, ces .derniers peuvent prendre un grand nombre de formes. Par exemple, 15 le moyen cepillairo 62, bien qu'étant décrit comme étant constitué par un tube en toile métallique en :acier inoxydable à mailles de 0,125 mm présentant une section droite tubulaire, peut être réalisé en d'autres matières, et présenter des sections droites différentes. Par exemple, d'autres moyens capillaires poreux, tels 20 qu'une étoffe tissée.ou des mèches d'étoffe, présentant d'autres dimensions de mailles, peuvent être utilisés. De plus, la section droite du moyen.capillaire peut être en forme de Y, ovale ou plate, etc. Si la section droite du moyen capillaire est en forme de V, le moyen capillaire lui-même fonctionne comme une gorge ou conduit pour 25 amener le fluide* vaporisable à la région 52 de la surface recevant la chaleur de la cavité 50. la matière capillaire, si on en utilise, doit être choisie de façon à ne pas être corrosive vis-à-vis du fluide vaporisp.ble 72. De plus, le moyen capillaire 62 lorsqu'il est introduit dans la cavité 50 ne doit pas présenter un encombrement ou 30 un volume tel que la cavité interne se trouve restreinte, de façon à gêner inutilement l'échappement du fluide vaporisé à l'atmosphère. Si la cavité interne 50 se trouve inutilement restreinte du fait d'un volume excessif du moyen capillaire qui s'y trouve, l'échappement du fluide vaporisé ot de ce fait l'efficacité de la transmission de 35 chaleur du système se trouvent réduits. La cavité 50 n'a pas besoin de présenter une section droite circulaire, ni d'être constituée par un alésage horizontal et" un alésage vertical se coupant. La cavité interne 50"peut être fo•"* r> * n original 69 10521 12 2005574 suivant une diversité de configurations et de formes pour répondre aux nécessités de l'utilisateur. Pour concevoir la forme de la cavité interne 50, de manière à obtenir un résultat optimal, elle doit comporter une région 52 munie d'une surface de réception de la cha-5 leur qui soit aussi grande et aussi proche que possible du bord de coupe 48 d'une"manière compatible avec une structure empêchant 1'ébullition,sous forme de pellicule,du fluide vaporisable, et qui soit suffisamment résistante pour résister aux efforts et aux forces rencontrés pendant le processus de coupe. 10 Le fluide vaporisable 72 peut être constitué par une diversité de matières différentes ou par des combinaisons de celles-cio Par exemple, bien qu'on ait trouvé que l'eau soit préférable pour des outils de coupe dont les températures du bord de coupe peuvent s3enlever jusqu'à 760°C, on peut utiliser d'autres fluides pouvant être 15 vaporisés. Par exemple, des liquides organiques tels que l'alcool éthylique et l'alcool méthylique, ainsi que des fluorocarbures tels que le fréon, constituent des substituts appropriés. A volonté, le fluide vaporisable peut être réfrigéré pour améliorer encore le processus de transmission de la chaleur. Pour choisir le fluide va-20 porisable il suffit que ce dernier puisse être vaporisé à la température à laquelle la région 52 de la surface recevant la chaleur se trouve amenée du fait de la chaleur produite par le processus de coupe, et qui est transmise à la surface de réception de la chaleur. De préférence, cependant, le fluide pouvant être vaporisé doit pré-25 senter une chaleur latente d'évaporation élevée-, et une tension de surface élevée. Un autre mode de réalisation du système de réfrigérant d'outil de la présente invention a été représenté sur la figure 4« En se reportant à la figure 4, un outil 80 de coupe pour un tour est reprsssi- 30 te en coupe longitudinale. L'outil 80 cçmprend une tige 84 munie d1une "d'un bord extrémité 82 et/de coupe 86 servant à couper ion ouvrage en mouvement 83 et une extrémité intérieure 88 fixée à un porte-outil 90 au moyen d'une vis associée 92. L'outil 80 est pourvue d'une cavité interne 94 comportant une première région 96 ou région de la surface recevar* 35 la chaleur, qui est étanche au fluide et qui exécute un échange du chaleur avec le bord de coupe 86, et une seconde région 98 ou région de la surface transmettant la chaleur qui est plus éloignée du bord •de coupe 86 que la région 96. La cavité 94 est représentée 1 • bad original 69 (0521 13 2005574 schématiquement et peut être formée par une diversité de processus d'usinage bien connus des spécialistes, et qui par suite ne sont pas décrits en détail ici. De préférence, le surface 96 qui reçoit la chaleur est aussi rapprochée que possible de la région 87 de la sur-5 face extérieure qui est proche du bord de coupe 869 d2une manière compatible à la résistance de l'outil et à sa capacité de supporter les forces qui se manifestent au cours du processus de coupe» Un moyen capillaire approprié 100, tel qu.îune toile métallique, double la surface inférieure de la cavité 94? et est en contact in-10 titae avec- les surfaces 96 et 98. la toile métallique 100 fonctionne de manière à fournir un fluide 102 pouvant être vaporisé à la surface 96 de réception de la chaleurP depuis une masse de liquide formée au voisinage de la surface 98 de transmission de la chaleur. En fonctionnement, la chaleur produite à l'extrémité extérieure 15 de l'outil de coupe 80 par le processus de coupe^ en particulier au bord de coupe 86, est transmise par l'intermédiaire de l'extrémité extérieure 82 de l'outil de coupe à la surface 96 de réception de la chaleur- de la cavité 94. A la surface 96 de réception de la chaleur, le fluide vaporisable fourni par la toile métallique 100 depuis la 20 masse liquide 102 qui se trouve à la surface 98 de transmission de la chaleur est vaporisé, et extrait de la chaleur de l'extrémité extérieure 82 de 18outil 80. le fluide vaporisé est ensuite transporté, du fait de la différence de pression dans la cavité 94, à 1.5 extrémité opposée de celle-ci où il se condense sur la surface de transmission 25 de chaleur 98 qui est maintenue à une température inférieure au point de condensation du fluide par une pulvérisation 106 de réfrigérant, tel qu'un courant d'air comprime, dirigé vers l'extérieur 108 de l'outil. La chaleur transmise à la surface 98 de transmission de la chaleur du fait de la condensation de la vapeur est alors transmise 30 par la paroi voisine 104 de l'outil d'au elle est éliminée par la pulvérisation de réfrigérant 106 appliquée à la surface extérieure 108 de l'extrémité intérieure 84 de l'outil 80e Le fluide vaporisable, à la suite de sa condensation à la surface 98 de transmission de la chaleur, pénètre dans la masse de 35 liquide 102 oh il est ensuite transporté par effet capillaire de la toile métallique 100 pour le renvoyer à la surface 96 de réception de la chaleur de la cavité 94 après quoi, le cycle de vaporisation, de transport de la vapeur-, de condensation, et de transport du fluide bad origine 69 10521 _ " 2005574 vaporisable ce répète , en assurant une mai,:'. continue de la. chaleur avec un rendement élevé, depuis le «cr~ cie coupe 86 de 111 outil au réfrigérant 106 „ La transmission de la chaleur depuis le tord 86 de coupe de 1*outil peut être aaiélic-rs? -.o. utilisants comme 5 fluide vaporisable, des métaux, liquides tcls-av:^ ou sodium liquide, du lithium liquide, ou d'autres métaux liquide: appropriés dont les chaleurs spécifiques sont élevées « Las figures 5, 6, ?â et 7B., et Si et Sh r-.présentent quatre autres modes de réalisation de 1: invont ion 0 Sur les figures 5» 6s tO 7à et 7B, ainsi que sur les figures 8k et 82»dot* références numériques identiques à celles qui apparaissent Sur la figure 4 sont utilisées pour indiquer des éléments de la structure de ses figures qui trouvent des contreparties sensiblement identiques sur la figure 4o Les modifications de 1*outil de la figure 4 :uii sont représentées 15 sur les figures 5, 6, 7k et ?B. ainsi que sur les figures 8k et 82 domaent/ systèmes de refroidissement interne à decuc phases qui peuvent être classés comme "systèmes ouverts" a la différence du système de refroidissement interne à- deux fermé de la figure 4o Bn particulier, sur ls- figure 5 un canal 12C communique à une 20 première extrémité avec la surface 108 de 1 - er.t récité intérieure 88 de laoutilP et à son autre extrémité avec «ne région 98 d5une surface de transmission de chaleur de la cavité 94 o -t 120 pensât au fluide vaporisable qui a été vaporisé sur 1;~ eus. .ace 96 de réception de la chaleur de sséchapper à l'atmosphère» et r/rmet également 25 dff introduire an conduit 122 servant à fournir 'c.-. fluide vaporisable depuis une source (non représentée) à l'intérieur 4e la cavité 94 pour être vaporisé ensuite sur la surface S6 de réception de la chaleur» La structure de la figure 6 comprend; en. plus du canal 120, 50 un second canal 130. Le canal 130, à son extrémité inférieure communique avec la cavité 94 en un point qui est proche de la surface 96 recevant la chaleur et/son autre extrémiti arec 18atmosphère» Pour éviter de restreindre le canal 130 de sorti » de la vapeur par des copeaux accumulés, un écran approprié (non représenté) peut 35 être utilisée Bn -variante» le canal 130 peu."*; êtr% -disposé sur .la paroi -latérale verticale de la cavité. Dans 1" :.v:.de de réalisation de la figure 6 le fluide vaporisable est adais u-^is la cavité 94 par le canal 120, et assure 1'alimentation on fluide vaporisable de la ' ORtôfNM. 69 10521 i5 2005574 surface 96 de réception de la chaleur. Le fluide vaporise produit à la surface 96 de réception de la chaleur s'échappe par le canal 130 pour aller à l'atmosphère. En laissant échapper le fluide vaporisé en un point qui se trouve au voisinage de la surface 96 de réception 5 de la chaleur, on réduit à un minimum le préchauffage du fluide vaporisable lorsqu'il se déplace vers la surface 96 de réception de la chaleur,depuis le canal d'entrée 120. Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7& ét 7B la cavité 94 de l'outil 80 est pourvue d'une ouverture 140 formée 10 à l'extrémité 88 qui communique, par un tube 141 qui lui est relié et qui s'étend depuis celle-ci, avec un tuyau d'alimentation en fluide souple 142. Ce mode de réalisation comprend également une ouverture 144 communiquant à une première extrémité avec la cavité 94 au voisinage de l'extrémité extérieure 82 de la tige, et qui 15 communique à son-autre extrémité avec l'atmosphère, le canal 144 coupe l'intérieur de la cavité 94 en un point qui se trouve approximativement à mi-chemin entre la surface inférieure 145 de la cavité et la surface supérieure 146 de celle-ci. En fonctionnement, le fluide est admis dans la oavité 94 par 20 le tuyau 142 et le tube 141 où. il est introduit sous pression dans le moyen capillaire 100 et de là.il est envoyé, à la surface 150 de réception de la chaleur de la cavité par le moyen capillaire 100. â la surface 150 de réception de la chaleur, le fluide vaporisable est vaporisé par la chaleur qui y est transmise par 1j bord de coupe 25 86, de manière'à "abaisser la température de ce dernier» le fluide vaporisé s'échappe ensuite à l'atmosphère par le canal 144. le canal 144,•en plus du fait qu'il sert d'échappement pour le fluide vaporisé, sert également de moyen de débordement pour le fluide non vaporisé introduit dans la cavité 94 par le tuyau 142. 30 En pratique, le débit de fluide provenant du tuyau 142 est réglé à un taux suivant lequel il se produit un très léger filet de fluide non vaporisé depuis le canal 144. la présence d'un tel filet donne une indication qu'une alimentation suffisante et appropriée en fluide vaporisé est fournie au moyen capillaire 100 pour être transportée 35 ensuite vers la surface 150 de réception de la chaleur. le mode de réalisation des figures 8â et 833 comprend un outil de coupe 80 dont une extrémité intérieure 88 peut être fixée à un porte-outil (non représenté), et dont une extrémité extérieure 82 ©SIF* bad original 69 10521 H 2005574 pourvue d'un évidement 166 formé sur un coin supérieur qui fonctionne d'une manière semblable à l'évidement 34 des figures de 1 à 3» Dans l'évidement 166 est disposé un élément rapporté en carbure 168 comportant un bord de coupe 86 qui remplit une fonction semblable à 5 celle de l'élément rapporté en carbure 40 des figures de 1 à Au-dessus de l'élément rapporté 168 en carbure se trouve un casseur de copeaux 170. le casseur de copeaux 170 et l'élément rapporté en carbure 168 sont tous les deux fixés et immobilisés dans l'évidement 166 par une pince appropriée 172. 10 l'extrémité extérieure 82 de l'outil 80 est pourvue d'une cari- té interne 94 comportant une surface 175 de réception de la chaleur constituée par la surface inférieure de l'élément rapporté en carbure 168, et une surface de transmission de la chaleur comportant une ouverture 176 reliant la cavité 94 à l'atmosphère, l'ouverture 15 176 est disposée approximativement à mi-chemin entre le bas et le sommet de la cavité 94. Cette dernière est pourvue-d'une ouverture 178 qui la relie à une extrémité d'un tube 179 fixé à l'extrémité 82 de l'outil, l'autre extrémité 180 du tube 179 débouche à l'atmosphère. Dans le tube 179 et dans la cavité 94 est introduit un 20 moyen capillaire tubulaire 100 qui s'étend entre la surface 175 de réception de la chaleur à une première extrémité de la cavité, et un point se trouvant au-delà de l'ouverture 180 du tube 179. En fonctionnement, un fluide vaporisable est introduit sous l'action de la pesanteur dans le moyen capillaire 100 depuis un 25 compte-gouttes 185 disposé au-dessus de l'extrémité en saillie 182 du moyen capillaire. Le fluide introduit par l'action de la pesanteur est ensuite transporté par le moyen capillaire 100 vers la surface 175 de réception de la chaleur de la cavité 94. Sur la surface 175 » le fluide vaporisable est vaporisé par la chaleur qui lui est trans-30 mise du bord de coupe 86 de l'élément rapporté en carbure 168. Le fluide vaporisé s'échappe ensuite de la cavité 94 à l'atmosphère par le canal 176. Le canal 176, en plus du fait qu'il sert d'échappement pour le fluide vaporisé, sert également de débordement pour le fluide non 35 vaporisé introduit dans .la cavité 94 par le compte-gouttes 185 par" l'intermédiaire du moyen capillaire 100. En pratique, le taux d'émission du fluide depuis le compte-gouttes 185 est réglé de ma-,»v-, ni ère à obtenir juste un filet de fluide vaporisable qui déboi'de par BAD ORIGINAL 69 10521 17 2005574 le canal 176. Ce filet donne une indication qu' une"quantité suffi- -santé et appropriée do fluide vaporisable est introduite sur la surface 175 de réception de la chaleur1 de la cavité 94» Le liquide vaporisable' utilisé dans les modes de réalisation 5 des figures 5} S? 7& et 7B, et 8A et SE, comme le fluide vaporisable utilisé dans les modes de réalisation des figures de "1 à 3, est de préférence de l'eau, bien que comme indiqué précédemment on puisse utiliser d'autres fluides. Le fluide vaporisable utilisé dans le mode de réalisation de la figure 4 est de préférence un métal liquide 10 tel que du sodium liquide, du potassium liquide- etca L'eau n'est pas préférée, du fait des pressions élevées qui sont produites lorsqu'on l'utilise dans un système fermé du type représenté sur la figure 4. La présente invention, pour dos raisons de clarté et d'illus-15 tration, a été décrite pour son utilisation dans un système servant' à refroidir des outils de coupe du type utilisé dans des tours. Cependant^ les spécialistes comprendront facilement qu'il est susceptible d'être utilisé pour refroidir d'autres types d'outils de coupe. Par exemple, il est envisagé de pouvoir utiliser l'invention 20 pour refroidir des mèches, des fraises, etcQ II est également envisagé que la présente invention puisse être utilisée pour refroidir des outils de formage tels que dus poinçons et des usa trie es» Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif mais nullement limitatif, et qu'elle 25 est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. BAD ORIGINAL 6.9 10521 » SQÎSSSSPS 1o Outil de coupe caractérisé en ce qu'il comprend s un corps comportant une première région de surface éxt-ér-.ieore pourvue d'un bord de coupe et une seconde région -de surface rieur es ce corps 5 comprenant de plus une cavité interne forsée a l'Intérieur du corps-laquelle est destinée à être rendue étanche lera;:,nielle est utilisée cette cavité comportant une première région de enrfsee interne en position relative de réception de chaleur par rar^ort à la première région de surface externe, et une seconde région de surface interne en position relative de transmission de chaleur par rapport à la seconde région de surface externe, 2. Outil de coupe suivant la revendication 'L caractérisé en ce qu'il comprend de plus un réfrigérant vaporasable et pouvant être condensé sur les surfaces de réception et de transmission de la 15 chaleur» respectivement « afin de transmettre d®ime manière efficace la chaleur provenant de la première région extérieure de surface portant le bord de coupe par l'intermédiaire de ..-.a cavité à la seconde région de surface extérieure« 3o Outil de coupe suivant la revendication 2, caractérisé en 20 ce qu'il comprend de plus un moyen capillaire disposé dans la cavité servant à accroître le débit de réfrigérant condensé de la surface de transmission de la chaleur vers la surface recevant la chaleur, 4s Outil de coupe caractérisé en ce qu." il comprend i un corps comportant une première région'de surface extérieure pourvue dùm 25 bord de coupe et une seconde région de surface extérieure? le corps comprenant de plus une cavité interne formée intérieurement dans le corps et comportant une surface interne de réofe -z.otL de la chaleur étanche par rapport à la première région de surfa.ee extérieure j?t une seconde surface interne; le corps comprenant également un canal 30 pour le réfrigérant formé sur le corps qui est en communication à première extrémité avec la seconde surface interne, et à une autre extrémité avec la seconde région de surface externe, et servant à admettre un réfrigérant dans la cavité pour le 'Taporiscr sur.la surface de réception de la chaleur, de manière à refroidir le bord de 35 coupe„ "5o Outil de coupe suivant la revendication 4? caractérisé en ce qu'il comprend de -plus un second canal formé sur le corps qui communique -à une première extrémité avec le, cavité? et à son autre g ' - BAD ORIGINAL 69 10521 '9 2005574 extrémité avec l'environnement de l'outil, afin de faire échapper le réfrigérant vaporisé. 6. Outil de coupe caractérisé en ce qu'il comprend : un corps pourvu d'un bord de coupe, et à l'intérieur duquel est formée une 5 cavité interne, cette cavité comportant une première région de surface interne en position relative de réception de la chaleur et étanche au réfrigérant par rapport au bord de coupe et servant à vaporiser un réfrigérant fourni à la première surface interne, de manière à refroidir le bord de coupe, cette cavité interne comportant 10 également une seconde surface interne par l'intermédiaire de laquelle la chaleur reçue de la première surface interne est transmise. 7. Système de coupe caractérisé en ce qu'il comprend un outil de coupe comportant un bord de coupe et une cavité interne comportant une surface de réception de la chaleur en position relative 15 étanche à un réfrigérant par rapport au bord de coupej et un moyen servant à fournir un réfrigérant vaporisable à la surface de réception de la chaleur et à enlever le réfrigérant vaporisé de manière à refroidir d'une façon efficace le bord de coupe. 8. Système de coupe caractérisé en ce qu'il comprend ï un 20 outil de coupe comportant un bord de coupe extérieur et une surface de vaporisation interne destinée à recevoir de la chaleur du bord de coupe en la transmettant à travers l'outil; et un moyen fournissant un réfrigérant vaporisable à la surface interne et servant à en enlever le réfrigérant vaporisé, de manière à refroidir d'une 25 façon efficace le bord de coupe. 9. Outil de coupe caractérisé en ce qu'il comprend : un corps d'outil pourvu d'un bord de coupe; une structure formant une chambre en position relative d'échange de chaleur par rapport au corps de ' l'outil, au voisinage du bord de coupe; et un réfrigérant disposé 30 dans la chambre pouvant etre vaporisé par la chaleur transmise du bord de coupo à travers le corps à ladite chambre. 10. Procédé pour refroidir un outil de machine comportant un bord de coupe extérieur, caractérisé en ce qu'il consiste à fournir un réfrigérant vaporisable à une région de surface interne d'une 35 cavité formée dans l'outil et disposée près du bord de coupe, do sorte que la chaleur produite à ce bord de coupe et qui est transmise à travers l'outil à ladite région de surface fait vaporiser le réfrigérant, et transmet de cette manière la chaleur provenant du bord de bad original 10521 20 2005574 coupe pour réduire sa température. 11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que le réfrigérant vaporisé est enlevé de la région de surface pou: l'amener à un point qui en est éloigné afin d'augmenter la transmis 5 sion de la chaleur et réduire la température du bord de coupe0 12. Procédé suivant la revendication 11, caractérisé en ce que l'opération d'alimentation consiste à transporter un réfrigérai pouvant être vaporisé vers ladite région de surface par un effet capillaire. * BAD ORIGINAL