Brevet FR2104675A1 — publié le 19720421

L'invention se rapporte à des faces hélicoîdales ou en spirale de matériaux durs de coupe pour outils de machine. De telles faces peuvent etre faites de matériaux durs de coupe tels que du carbure de tungstène de différente qualité, des céramiques et des aciers à haute vitesse. Des techniques métallurgiques à poudre comprenant le moulage et le frittage, ou un travail plus conventionnel des matériaux métalliques, peuvent être utilisées et suivies par l'affûtage à la forme finale. Ces techniques ne permettent de produire que des faces hélicoidales ou spirales qui sont tellement courtes que dans beaucoup d'outils un certain nombre de telles pièces doivent être fixées sur l'arête de chaque rainure.Afin d'atténuer le marquage résultant d'une pièce de travail, il est nécessaire de décaler les joints entre les pièces sur les différentes rainures. Par le procédé ou avec l'appareil selon l'invention, il est possible pour la première fois de produire une pièce de face de matériau dur de coupe pour un outil de machine qui est hélicoïdal ou spiral et d'une longueur supérieure à un tiers de son pas total. Ces pièces sont particulièrement avantageuses avec des angles d'hélice supérieurs à 100, du fait que des éléments avec des angles inférieurs peuvent généralement être réalisés de façon satisfaisante par affaitage d'une pièce droite. Les angles d'hélice standard de 150, 300 et 450 peuvent être facilement produits selon l'invention. Des pièces d'une longueur de 3,8 cm avec un angle d'hélice élevé, ou de 6,35 ou 7,62 cm, avec un angle d'hélice plus faible peuvent très bien être produites selon l'invention, et il n'y a pas de limite supérieure à la longueur, sauf celle provenant des demandes de l'industrie des machines-outils. Les pièces selon l'invention sont généralement de section transversale rectangulaire ou carrée, mais il n'y a pas de raison qu'elle ne soit pas circulaire ou el e partie liptique, au moins pour autant que les pièces soient longitudina- lement régulières La section transversale est instantanée du fait que la pièce se tord en accord avec l'hélice ou la spirale. L'invention a trait à un procédé pour conformer une pièce de face hélicoidale ou en spirale d'un outil de machine qui comporte la déformation à chaud d'une pièce de matériau de coupe dur. De préférence, une pièce de matériau dur de coupe ayant sensiblement la même section transversale que celle qui est désirée pour la pièce terminée, est chauffée jusqu'à une température à laquelle elle est déformable à chaud, et la pièce est déformée à chaud jusqu'à la forme désirée et ensuite refroidie. La pièce de matériau de départ est généralement droite, mais si l'on désire un angle important d'hélice ou de spirale, il est possible de le produire dans un traitement en deux étapes selon l'invention, la première étape amenant un angle plus petit et la seconde le transformant jusqu'à l'angle final désiré.De façon avantageuse, le refroidissement est effectué de façon aussi rapide que possible pour que la forme désirée de la pièce soit maintenue. L'invention comporte également un appareil pour conformer une pièce de face hélicoldale ou en spirale d'un outil d'usine qui comprend une fente ou rainure d'alimentation dans la surface d'un noyau de la forme d'une pièce de matériau dur de coupe à conformer, des moyens pour chauffer le matériau dur de coupe dans la fente ou rainure d'alimentation jusqu a une température à laquelle le matériau est déformable à chaud, un prolongement de la fente ou rainure d'alimentation dans la forme désirée pour la pièce terminée, le prolongement étant suffisamment long pour permettre à la pièce de se refroidir à une température à laquelle le matériau n'est plus déformable, des moyens pour amener une pièce de matériau dans la fente ou rainure d'alimentation. Deux ou plusieurs fentes ou rainures d'alimentation peuvent être prévues séparées l'unedel'autre sur la surface d'un noyau cylindrique pour la conformation d'une pièce de face hélicoldale. Le noyau sera de préférence réalisé en un matériau réfractaire de haute conductivité, du graphite ou une céramique de certaine qualité étant particulièrement convenable. Le noyau peut être réalisé par usinage du graphite. Les fentes ou rainures d'alimentation doivent être droites pour le traitement d'ébauches droites e ou bien hélicoîdale pour la transformation de pièces similairement conformées en hélice ou spirale# d'angle plus grand. Les moyens de chauffage consistent de préférence en une bobine d'induction électrique entourant un fourreau extérieur pour le noyau. Le fourreau extérieur est de préfér#ence en un matériau du même type général que le noyau. Du fait que les pièces de matériau dur de coupe doivent être amenées dans une fente ou rainure d'alimentation, le noyau est de préférence pourvu d'une extrémité ou portion de tête élargie adaptée pour s'emboîter dans un renfoncement dans le fourreau extérieur de façon qu'il nty ait pas de tendance pour le noyau à être poussé à travers le fourreau. Le fourreau extérieur s'é tendra de préférence sur toute la longueur de la fente ou rainure d'alimentation et son prolongement aussi loin qu'il est nécessaire pour permettre à une pièce en cours de traitement de se refroidir sous la température de déformation. Par la suite, le fourreau extérieur peut reposer dans un renfoncement dans un manchon réfractaire qui entoure le noyau. Après avoir quitte le noyau la pièce en forme de matériau de coupe est admise à passer dans une chambre de refroidissement.Le noyau possède généralement la même forme que l'outil sur lequel la face de coupe bélicoîdale ou en spirale doit être fixée. Le fourreau intérieur sera ajusté fermement sur le noyau. L'appareil selon l'invention peut être agencé pour la conformation de pièces de différents diamètres extérieurs pour l'utilisation sur des outils de dimensions correspondantes en réalisant des jeux de noyaux et de fourreaux intérieurs démontables. Les moyens pour amener une pièce de matériau peuvent consister en un cylindre qui permet à un opérateur d'assurer une commande manuelle éloignée. Une pièce de matériau peut être placée dans la fente ou rainure d'alimentation avec une paire de pinces et une pression exercée ensuite par le cylindre, de sorte que la pièce avance au régime désiré lorsqu'elle est chauffée, le régime effectif étant contrôlé par contact par doigt. L'alimentation peut toutefois être automatisée en disposant une trémie pour les pièces traitées et en commandant la pression d'alimentation par un feed-back électronique ou un accouplement glissant. Un appareil selon l'invention est représenté à titre d'exemple dans la vue en coupe transversale sur le dessin annexé (figure 1, les figures 2 et 3 montrant des pièces de face obtenues).Dans le dessin un noyau cylindrique 10 de graphite possède une fente d'alimentation droite 12 dans sa surface. Cette partie dur noyau 10 est entourée d'un réchauffeur 14 à bobine d'induction électrique h2whe~fr^gwane~ La m#n t t fln maneaeinn 12 pnrr un prn1nnga- ment 13 de forme hélicoidale autour du reste de la longueur du noyau 10. Un fourreau extérieur 16 de graphite entoure étroitement le noyau 10. Le noyau 10 possède une tête 18 qui repose dans un renfoncement 20 du fourreau 16 qui est lui-même entouré par le dispositif de chauffage 14. Le fourreau 16 possède une portion 22 de plus faible diamètre à son extrémité inférieure laquelle est ajustée dans un décrochement d'un isolant 24 en coke cuit. Sous l'isolant 24 se trouve un manchon de coke 26, enserré dans un matériau analogue à de l'asbeste et de la céramique 29 et qui entoure le reste du noyau 10. Sous le noyau 10 se trouve une chaud bre de refroidissement 30 possédant une porte 32 à travers laquelle les pièces conformées terminées peuvent être retirées. Audessous de la fente d'alimentation 12 se trouve un ajutage 34 d'un cylindre36 d'un mécanisme 38 pour amener les ébauches.Le mécanisme 38 fait avancer lecylinde36 et l'ajutage 34 en tournant à un engrenage à crémaillère manuel 40. Pendant le fonctionnement, une pièce droite de carbure de tungstène fritté de section transversale rectangulaire est placée dans la fente d'alimentation 12 à l'aide d'une paire de pinces. Le dispositif de chauffage 14 chauffe le carbure jusqu'à la température de déformation et au moyen dune faible pression depuis l'ajutage 34, le carbure est avancé dans la fente de prolongement 13. La pièce prend immédiatement la forme hélicoîdale désirée. Une avance ultérieure amène la pièce hors de la zone du dispositif de chauffage 14. Grâce à la haute conductivité du fourreau 16, la pièce est rapidement refroidie au-dessous de la température de déformation. Après cela, la pièce avance à travers l'isolant en coke cuit 24 et le manchon 26 en restant toujours dans la fente de prolongement 13 et sort dans la chambre 30. Eventuellement la pièce est retirée à travers la porte 32. La pièce est grenaillée pour enlever l'oxydation superficiel~ le, brasée sur le corps d'un outil de coupe de machine et usinée à sa forme finale comme représenté sur les figures 2 et 3. REVENDICATIONS 1. Pièce de face en matériau dur de coupe pour un outil d'usine, caractérisée par le fait qu'elle est de forme hélicoidale ou spirale et d'une longueur supérieure à un tiers de son pas total. 2. Pièce de face selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle possède un angle d'hélice supérieur à 100. 3. Pièce de face selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle possède une section transversale carrée ou rectangulaire. 4. Procédé pour conformer une pièce de face hélicoldale ou en spirale pour un outil, caractérisé par le fait que l'on réalise la déformation d'une pièce en matériau dur de coupe en la chauffant jusqu a température à laquelle elle est déformable à chaud, et en la faisant passer à travers une fente ou rainure de forme correspondant à la forme que l'on désire lui conférer, et en la refroidissant pendant qu'elle est encore dans ladite fente ou rainure, jusqu'à une température dans laquelle ladite pièce n'est plus déformable. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la pièce de matériau dur de coupe ayant sensiblement la même section transversale que celle recherchée dans la pièce terminée, est introduite dans une partie initiale rectiligne de ladite fente ou rainure, en étant chauffée pendant son passage dans ladite partie initiale. 6. Appareil pour conformer une pièce de face hélicoidale ou en spirale pour un outil d'usine, caractérisé par le fait qu'il comprend une fente ou rainure d'alimentation dans la surface d'un noyau ayant la forme d'une pièce de matériau dur de coupe devant entre formée, des moyens pour chauffer le matériau dur de coupe dans la fente ou rainure d'alimentation à une température à laquelle le matériau est déformable à chaud, un prolongement de la fente ou rainure d'alimentation ayant la forme désirée pour la pièce terminée, le prolongement étant suffisamment long pour permettre à la pièce de se refroidir jusqu'à une température à laquelle le matériau n'est plus déformable et des moyens pour transporter la pièce de matériau dans la fente ou rainure d'alimentation. 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il possède deux fentes ou rainures d'alimentation ou davantage, séparées les unes des autres sur la surface d'un noyau cylindrique pour la mise en forme d'une pièce de face hélicoidale. 8. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que le noyau est en graphite. 9. Appareil selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé par le fait que les moyens de chauffage consistent en une bobine d'induction électrique entourant un fourreau extérieur du noyau. 10. Appareil selon l'une quelconque des-revendications 6 à 9, caractérisé par le fait que le noyau est muni d'une extrémité élargie ou portion de tête agencée pour s'emboîter dans un renfoncement du fourreau extérieur. 11. Appareil selon llune quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation consistent en un cylindre.