Brevet FR2012850A1 — publié le 19700327

i. 20128SO La présente invention concerne les fraises et en particulier les fraises comportant plusieurs plaquettes de coupe rapportées. Dans les fraises, et plus précisément dans les fraises à 5 plaquettes multiples amovibles, il est d'une grande importance, en particulier pour le fraisage de surfaces planes, que les plaquettes rapportées soient positionnées avec une grande précision pour obtenir un fini de surface d'une qualité suffisante sur la pièce usinée. Dans le cas des fraises comportant des 10 plaquettes rapportées soudées, une précision suffisante est obtenue par rectification des plaquettes rapportées après leur montage sur le corps de la fraise. Par eontre, dans le cas des plaquettes rapportées bloquées mécaniquement, ce qui est préférable du point de vue économique, des moyens de positionnement 15 très précis sont nécessaires, mais certaines difficultés importantes existent dans ce cas, en particulier lorsque les fraises comportent un nombre de plaquettes de coupe élevé par rapport au diamètre. En ce qui concerne les fraises à surfacer, des difficultés 20 ont été rencontrées ^Jusqu'ici pour construire des fraises comportant des plaquettes rapportées étroitement espacées (avec des dentures serrées) avec positionnement des plaquettes d'une façon simple, rapide, et très précise. Des contraintes gênantes apparaissent souvent dans les frai-25 ses à dentures serrées, ce qui réduit la précision axiale. Différents dispositifs de blocage à coins sont en général utilisés pour bloquer les plaquettes, et pendant le travail il est difficile d'éviter l'apparition d'un serrage inégal des coins du fait de la déformation du corps de la fraise. Il est souvent 30 difficile aussi d'éviter un certain desserrage des coins, en particulier en cas de main-d'oeuvre insuffisamment qualifiée. De plus, la manutention des fraises de surfaçage pour le changement des plaquettes rapportées demande un temps considérable par comparaison au réaffutage d'une fraise comportant des pla-35 quettes soudées. Cette dernière opération est actuellement effectuée d'une façon générale sur des machines plus ou moins automatiques. Chaque plaquette rapportée est en général bloquée par un" coin qui doit être desserré puis bloqué à chaque changement de 40 plaquette. 69 23498 2. 2012850 Avec les constructions actuelles de fraises, une certaine qualification professionnelle est nécessaire pour positionner les plaquettes rapportées dans le corps de la fraise. Avant le blocage, toutes les plaquettes doivent être soigneusement posi-5 tionnées en contact avec les points d'appui prévus. Il suffit qu'une seule plaquette rapportée d'un corps de fraise de dimensions importantes soit positionnée incorrectement pour que la pièce usinée soit endommagée. La présente invention apporte une solution simple aux proie "blêmes considérés ci-dessus et à d'autres problèmes pour les fraises comportant des plaquettes rapportées bloquées mécaniquement. Conformément à l'invention, les plaquettes rapportées ne sont pas bloquées dans des évidements du corps de la fraise de la façon habituelle, mais sont maintenues dans les évidements 15 uniquement par des dispositifs à ressorts exerçant une force de maintien suffisante pour s'opposer à la force centrifuge résultant de la rotation de la fraise, mais permettant le déplacement de la plaquette rapportée parallèlement à la surface support constituée par la surface du fond de l'évidement sous l'action 20 des forces résultant de l'action de coupe. Ce dispositif de blocage permet l'utilisation d'un support pour les bords latéraux de la plaquette de coupe, ce support étant constitué par des éléments de positionnement dans l'évidement, de préférence sous la forme de petites surfaces d'appui ou de points d'appui. Pendant 25 les opérations de coupe de finissage, c'est-à-dire pendant la coupe à faible profondeur, la plaquette de coupe est automatiquement positionnée contre les mêmes surfaces ou points d'appui par les bords latéraux de la plaquette de coupe, ces surfaces ou points étant aussi utilisés comme points d'appui pendant l'af-30 fûtâge des plaquettes rapportées. Un positionnement exact des plaquettes de coupe est ainsi obtenu pendant un fraisage final indépendamment de la précision avec laquelle les plaquettes de coupe ont été montées dans le corps de la fraise» Un autre avantage du dispositif de blocage selon l'invention est la bonne 35 accessibilité, par exemple à partir du côté arrière du corps de la fraise, permettant, au moyen d'un dispositif simple de serrer et de desserrer les plaquettes de coupe, une seule à la fois ou toutes en même temps. Dans une fraise selon la présente invention, le corps de 4-0 la fraise comporte, comme il a été indiqué ci-dessus, des évi- BAD ORIGINAL 69 23488 3. 20128S0 dements recevant les plaquettes de coupe de façon amovible ayant deux faces opposées d'extrémité sensiblement planes et entre ces faces des bords latéraux. L'invention est caractérisée par le fait que chaque plaquette rapportée est adaptée pour être tenue 5 contre une surface d'appui de l'évidement uniquement par un dispositif à ressort venant en contact avec une face d'extrémité de la plaquette rapportée, deux bords latéraux de la plaquette étant prévus pour porter contre des éléments d'appui ou de positionnement des bords et étant disposés dans l'évidement pour 10 que la plaquette soit serrée contre ces éléments d'appui du fait des forces de réaction de la coupe pendant l'utilisation de l'outil. De plus, le dispositif à ressort peut agir sur la plaquette dans une direction orientée vers les éléments d'appui de 1'évidement. 15 Pour le contact contre une face d'extrémité de la plaquette, le dispositif à ressort peut comporter une partie en coin, pouvant, par exemple, être fixée à une tige de traction coopérant avec un ressort. Le dispositif à ressort doit être formé pour que sa force 20 de maintien contre la plaquette soit supérieure à la force centrifuge agissant sur la plaquette pendant la rotation de la fraise, mais soit inférieure à la force de réaction de la coupe agissant sur la plaquette pendant l'usinage. Les caractéristiques de l'invention ressortirônt plus par-25 ticulièrement de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : Fig. 1 est une vue en perspective d'une partie d'une fraise portant des plaquettes rapportées, 30 Fi gs. 2 et 3 sont respectivement des vues en élévation et en coupe d'une partie de la fraise de la fig. 1, Figs. 4 à 7 représentent schématiquement les caractéristiques du positionnement d'une plaquette selon la présenté invention, et 3^ Figs. c à 10 représentent des variantes "des dispositifs pour la fixation et le déblocage des plaquettes. La fraise représentée sur les figs. 1 à 3 comprend un corps de fraise 1 avec des évidements 14 destinés à recevoir des plaquettes de coupe 9 comportant de préférence des faces d'extré-40 mité planes 10 e4-' 11 et entre ces faces des côtes 12. Les pla 69 23488 4. 2012850 quettes ont une forme générale triangulaire de la façon représentée ou une autre forme convenable, par exemple une forme pentagonale. La plaquette de coupe 9 est placée dans l'évidement 14- dans 5 lequel elle est maintenue contre une surface d'appui 13 par un dispositif à ressort qui, suivant le mode de .réalisation représenté, comporte un élément en coin 21, une tige de traction 22 fixée à l'élément en coin, et un ressort tel que le ressort à boudin 23. Bien entendu, le dispositif à ressort peut avoir 10 d'autres formes et le ressort peut être une lame de ressort montée sur le côté arrière 24 du corps de la fraise. Suivant le mode de réalisation représenté, la plaquette de coupe est tenue par le ressort 23 qui, par l'intermédiaire de la tige de traction 22 et de 1'élément en coin 21 venant en contact étroit 15 avec la face d'extrémité 10 de la plaquette 9> bloque celle-ci contre la surface d'appui 13- La direction du mouvement du dispositif à ressort est, dans ce cas, essentiellement parallèle à l'axe de la fraise. Du fait du positionnement et de la direction du mouvement du dispositif à ressort, il se produit un certain 20 mouvement de la plaquette vers un ou plusieurs appuis des bords dans l'évidement. Il est essentiel que le dispositif à ressort bloque la plaquette avec une force supérieure à la force centrifuge agissant sur la plaquette pendant la rotation de la' fraise au cours de son utilisation, mais inférieure à la force de réac-25 tion de la coupe agissant sur la plaquette pendant cette utilisation. Gomme le montre la fig. 3, deux ou plus de deux surfaces ou points d'appui 15» 16, 17 et 18 pour les bords latéraux 25 et 26 de la plaquette sont disposés dans l'évidement 14. Ces 30 surfaces d'appui peuvent être constituées par des broches 31 et 32, des billes, ou des rouleaux 33 et 34 ou des éléments similaires comportant des points ou des lignes de contact. D'autres formes d'appuis sont aussi possibles, par exemple des surfaces planes de contact. Les éléments de positionnement peuvent, en 35 général, être en carbure de tungstène fritté ou en une autre matière dure et résistant à l'usure. Les figures 4 à 7 montrent les caractéristiques de base du positionnement d'une plaquette de coupe. Il est évident, d'après ces figures, que les éléments de positionnement sont destinés à 40 supporter les bords latéraux 25, 26 de la plaquette et sont dis 69 23488 5. \ . 2012850 posés dans deux positions principales 15 et 16 (figs. 4 à 6) 19 (fig. 7) et 17, 18 (figs. 4 à 6) et 20 (fig. 7)* Oes deux directions principales qui, suivant le mode de réalisation des figs. 4 à 6 sont définies par les lignes passant par les deux 5 petites surfaces ou points d'appui des bords 15, 16 et 17, 18, forment un angle aigu l'une par rapport à l'autre. Cet angle aigu entre les lignes passant par les surfaces d'appui est un peu plus petit que l'angle entre les bords latéraux supportés 25, 26 de la plaquette. Du fait de cet écart angulaire entre les 10 bords latéraux de la plaquette et les surfaces d'appui ou les lignes passant par ces surfaces ou points d'appui, la plaquette vient en contact avec les surfaces ou points d'appui 16 et 18, mais seulement avec l'une des surfaces pu points d'appui 15 et 17. 15 Quand les forces de réaction de coupe agissent pendant une coupe de finition avec une faible profondeur de coupe contre la partie inférieure du tranchant et le chanfrein formé entre une face d'extrémité 10 et les bords latéraux 27, 28 de la plaquette, il en résulte une force dirigée principalement suivant la flèche 20 A de la fig. 6. De ce fait, la plaquette est déplacée pour venir en contact contre les surfaces ou points d'appui 17, 18. Les surfaces ou points d'appui 17 et 18 correspondent aux points d'appui utilisés pendant l'affûtage de la plaquette et, par suite, la grande précision désirée pour une opération de fini-25 tion est obtenue. Pendant l'ébauchage d'une pièce avec une plus grande profondeur de coupe, les forces de réaction de coupe sont orientées différemment, de sorte que le bord latéral 25 de la plaquette peut être serré contre la surface ou point d'appui 15, comme le montre la fig. 5* De ce fait, la précision est infé-30 rieure, mais cela n'a pas une importance essentielle pendant 1'ébauchage. Suivant le mode de réalisation représenté par la fig. 7, deux appuis 39 et 40, chacun formé par une surface d'appui plus ou moins longue 19, 20 sont disposés dans deux directions prin-35 cipales formant un angle. Les caractéristiques de positionnement de la plaquette sont essentiellement semblables à celles décrites ci-dessus. Comme il a été mentionné ci-dessus, l'angle entre les deux directions principales des éléments de positionnement est plus 40 petit que l'angle entre les bords latéraux de la plaquette de 69 23488 6. 2012850 coupe. Cette différence angulaire (Y sur la fig. 7) est d'une façon générale au plus de 2°, et elle est normalement comprise entre 0° et 0,25°, par exemple environ 0,5°. Le dispositif à ressort doit, de préférence, être disposé 5 dans le corps de la fraise afin d'être facileaent accessible de l'extérieur pour le desserrage et le blocage de la plaquette. Cette opération peut convenablement être effectuée en utilisant une partie se trouvant à une certaine distance du dispositif à ressort qui bloque la plaquette. La tige de traction 22 du dis-10 positif à ressort peut ainsi être découverte sur le côté arrière 24 du corps de la fraise et, par exemple, dépasser de la façon représentée en 37 pour pouvoir être repoussée en opposition à 1*action du ressort, afin de dégager le coin 21 de la plaquette de coupe. 15 Le dispositif à- ressort peut aussi comporter un épaulement ou un ergot spécial 44 pour agir sur la plaquette afin de la repousser de l'évidement 14 quand le dispositif à ressort est repoussé en opposition à l'action du ressort. Cet épaulement on ergot 14 peut être formé, par exemple sur la tige de traction. 20 Les figs. 8 à 10 représentent trois dispositifs pour dé bloquer et pour bloquer les plaquettes de coupe. Par exemple, pour desserrer ou extraire une seule plaquette de coupe, un levier 36 peut être utilisé. Ce levier est engagé dans une-rainure 35 du côté arrière du corps de fraise 1, et une pression est 25 exercée à l'extrémité du levier de la façon indiquée par la flèche B pour agir sur l'extrémité 37 cle la tige de traction." Pour libérer toutes les plaquettes en même temps, la frai»» peut être placée, par exemple, sur un support annulaire 38 (fig. 9) afin de permettre d'exercer une pression au centre do 30 la fraise de la façon indiquée par la flèche C. De cette façon, toutes les tiges de traction sont repoussées en même temps et toutes les plaquettes peuvent être remplacées ou changées d'orientation. La fig. 10 représente un autre dispositif de libération selon l'invention. Le corps de fraise 1 est monté sur 35 une broche 41 qui est ensuite tiré en arrière pour que la face arrière du corps de la fraise soit serré contre un galet 43» Ce galet est monté sur un arbre 42 dont l'axe est perpendiculaire à la broche supportant la fraise, le galet venant porter contre la surface annulaire correspondant aux extrémités 37 des tiges de 40 traction. Pendant la rotation du corps de fraise 1, les plaquet BAB ORIGINAL 69 23488 7. 20128SÔ tes sont libérées et bloquées les unes après les autres. Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et il va de soi que l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autres variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 69 23488 8. 2012850 HEYEMDICATIONS 1. Fraise comportant -un corps de fraise avec des évidements pour des plaquettes de coupe rapportées amovibles, chacune comportant deux faces d'extrémité pratiquement planes' et des" bords 5 latéraux, fraise caractérisée en ce que chaque plaquette est agencée pour être maintenue contre une surface support de l'évidement uniquement par un dispositif à ressort monté dans le corps de la fraise, une extrémité de ce dispositif venant en contact étroit avec l'une des faces d'extrémité de la plaquette, 10 et deux côtés latéraux de la plaquette étant supportés par des éléments d'appui et de positionnement disposés dans l'évidement de façon que la plaquette soit serrée contre ces éléments de positionnement du fait des forces de réaction de coupe pendant l'utilisation de l'outil. 15 2» Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif à ressort peut avoir des mouvements pratiquement parallèles à l'axe de rotation de la fraise. 3. Fraise selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif à ressort maintenant la plaquette 20 est tel que sa force de maintien soit supérieure à la force centrifuge agissant pendant l'utilisation sur la plaquette de coupe, mais essentiellement inférieure à la force de réaction de coupe agissant sur la plaquette pendant cette utilisation. 4. Fraise selon l'une, des revendications 1 à 3, caracté-25 risée en ce que le dispositif à ressort comprend un élément en forme de coin venant en contact étroit contre la face d'extrémité de la plaquette. . 5« Fraise selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément en forme de coin est fixé à un élément tel qu'une 30 tige de traction tirée par un ressort. 6. Fraise selon l'une des revendications 1 à 5i caractérisée en ce que le dispositif à ressort est disposé dans le corps de la fraise pour permettre une action de 1'extérieur sur une partie du dispositif distante de l'élément bloquant la pla- 35 quette. 7. Fraise selon la revendication 6, caractérisée en ce que la tige de traction du dispositif à ressort est dégagée à l'arrière du corps de la fraise. 8» Fraise selon l'uhe des revendications 6 et 7» caracté-40 risée en ce que le dispositif à ressort comporte un élément tel 69 23488 9. 2012850 qu'une tige de traction dépassant à l'arrière du corps de la fraise afin que l'élément en coin puisse être dégagé de la plaquette par une pression exercée sur la partie du dispositif dépassant à l'arrière. 5 9. Fraise selon l'une des revendications 1 à 8, caracté risée en ce que les éléments de positionnement de la plaquette sont disposés dans deux directions principales. 10. Fraise selon la revendication 9» caractérisée en ce que les éléments de positionnement situés au moins dans l'une 10 des directions principales sont formés par deux petites surfaces ou deux points d'appui. 11. Fraise selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée en ce que les bords latéraux de la plaquette de coupe sont disposés pour porter contre deux surfaces d'appui situées 15 dans liune des directions principales et contre une surface d'appui située dans l'autre direction principale. 12. Fraise selon la revendication 9» caractérisée en ce que les éléments de positionnement sont des surfaces de contact planes. 20 13. Fraise selon l'une des revendications 9 à 12, carac térisée en ce que l'angle entre les deux directions principales des éléments de positionnement est plus petit que l'angle formé par les bords latéraux supportés de la plaquette de coupe. • 14. Fraise selon la revendication 13, caractérisée en ce 25 que la différence entre l'angle des directions principales des j éléments de positionnement et l'angle des bords supportés de j la plaquette est, au plus, de 2°. 15. Fraise selon la revendication 13» caractérisée en ce que la différence entre l'angle des directions principales des 30 éléments des positionnements et l'angle des bords supportés de la plaquette est comprise entre 0,25° et 1° . j 16. Fraise selon la revendication 14, caractérisée en ce que la différence entre l'angle dea directions principales des éléments.de positionnement et l'angle des bords supportés de 35 la plaquette est d'environ 0,5°• 17. Fraise selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisée par un épaulement tel qu'un ergot disposé pour repousser la plaquette de coupe afin de la faire sortir de son évi-dement quand le dispositif à ressort est repoussé pour libérer j 40 la plaquette de coupe. ! 69 ^3488 10' 2012850 18. Fraise selon, la revendication 17, caractérisée en ce que l1épaulement est un ergot sur la tige de traction du dispositif à ressort. BAD ORIGINAL