Brevet FR2235748A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne un dispositif de serrage pour foret à tôle ayant des arêtes de coupe situées sur une surface conique. Les forets à tôle, souvent désignés, également, comme forets à pénétration progressive, relèvent de l'état connu de la technique. Ils sont réalisés, généralement, sous la forme d'un cane élancé, ayant une pointe courte à cône plus. obtus, sur lequel, selon deux génératrices diamétralement opposées, sont ménagées des rainures de dégagement de copeaux.De la sorte se créent deux arêtes de coupe symétrique l'une à l'autre. Un tel foret possède l'avantage de pouvoir assurer l'exécution de trous de diamètres quelconques, en fonction de sa pénétration, le plus grand diamètre de ces trous étant simplement limité par le diamètre maximal du cône. A son extrémité la plus large, le cône possède un tenon cylindrique permettant son serrage dans un dispositif d'entraînement. De tels forets étaient, jusqutici, placés dans le mandrin d'une machine à percer normale, de la même manière que le sont les forets hélicoidaux courants. De cette façon, cependant, la grandeur du diamètre du trou à réaliser est abandonnée plus ou moins au hasard, car l'opérateur travaille le plus souvent à vue d'oeil. A cela s'ajoute que ce genre de foret a tendance, durant le perçage, à serrer de lui-méme dans la tôle à percer. Ces phénomènes secondaires font que, souvent, les efforts pour exécuter des perçages de diamètre juste, sont réduits à néant, Par ailleurs, le maniement des forets à tôle connus présente des difficultés car, sur une machine à percer, le foret et le mandrin sont à une distance relativement grande de la surface d'appui, ou du moyen de fixation, de sorte qu'un positionnement exact de la pointe du foret, ainsi que son maintien à la position initiale sont rendus difficiles. Le but de l'invention est donc de réaliser un dispositif de serrage offrant toute sécurité pour le maniement du foret, et au moyen duquel des trous de diamètres prédéterminés puissent etre exécutés. La solution du problème posé est réalisée, selon les données de l'invention, par un dispositif de serrage caractérisé par un arbre porte-foret, ayant un alésage de réception pour le foret, ainsi que par une douille tournant sur cet arbre et logée dans un bottier réglable longitudinalement, celui-ci possédant à proximité des arêtes de coupe du foret, une face d'appui pour la pièce à percer. Le dispositif de serrage selon l'invention est utilisé de manière que la douille et le bottier soient placés et fixés dans une position relative telle que la face d'appui occupe exactement une position axiale définie par rapport au foret. La profondeur de pénétration du foret, en fonction de l'angle du cne,ayant un rapport déterminé avec le diamètre du perçage à exécuter, il est aisé de trouver le réglage de la douille et du boîtier, par lequel ce diamètre sera atteint. Au moment de l'utilisation du foret, le boîtier, réuni à la douille par le processus de blocage, est tenu à la main, l'arbre porteforet pouvant tourner à l'intérieur de la douille, c'est-à-dire du boitier. La main guidante se trouve ainsi dans le voisinage immédiat du point d'application du foret, de façon qu'un positionnement et un guidage précis soient possibles. Après que la première pénétration au travers de la tôle a été faite, la face d'appui du boîtier parvient rapidement au contact de la pièce. Le foret tournant encore quelque peu ensuite, le bord du trou subit un ébavurage de propreté. La douille et le boîtier tournants réalisent ainsi une combinaison avantageuse d'une poignée et d'une butée. Non seulement lmmobi- lité du boîtier permet sa prise, mais elle évite les égratignures sur la pièce à percer. Une disposition particulièrément avantageuse de l'objet de l'invention réside dans le fait que la douille est déplaçable télescopiquement par rapport à l'abre porte-foret, sur lequel elle est logée, à l'encontre de la force d'un ressort. Le ressort s'appuie d'un côté à l'arbre porte-foret et, de l'autre, sur la douille, de telle sorte qu'après son positionnement sur la pièce, la face d'appui puisse encore se déplacer d'une valeur déterminée, en direction de la base du cône. La douille a, ainsi, l'action supplémentaire d'un amortisseur, qui empêche une pénétration incontrôlée dans la tôle. La course du ressort, lequel est monté avec une certaine précontrainte, doit correspondre à environ la demi-longueur du foret. L'opération de perçage se poursuivant, le ressort est de plus en plus compressé ce qui, s'ajoutant à la précontrainte originale de ce dernier, détermine sur la pièce une force d'appui notable qui s'augmente continuellement. De la sorte est évitée une trop forte pénétration du foret dans la tôle, et par suite, une opération de perçage malpropre. Après que la course maximale du ressort a été parcourue, la pénétration du foret est stoppée, de telle façon qu'une variation incontriolable du diamètre est éliminée. Le dimensionnement du ressort, c'est-à-dire la course de compression et la constante de rappel, sont facilement déterminées par un simple essai. Il se comprend qu'il doit être tenu compte de la course du ressort lors du réglage de la face d'appui, c'est-à-dire que, le ressort étant détendu au maximum, le bottier désaffleure quelque peu au-dessus du foret, celui-ci correspondant au diamètre final du trou d percer lorsque le ressort est compressé au maximum Le déplacement relatif de la douille et du boîtier peut être obtenu de différentes façons. Il est particulièrement approprié cependant, de réunir la douille et le boîtier par un filetage à pas fin, -et de prévoir sur la douille un contre-écrou servant au blocage de la position de celle-ci dans le bottier. Un ajustement millimétrique précis et un blocage de sécurité sont, par ce moyen, obtenus. Il a déjà été mentionné en détail, ci-dessus, que le diamètre du trou percé est proportionnel à la profondeur de pénétration du foret à tole dans la pièce. Une possibilité de réglage précis de la face d'appui, par rapport au foret, peut être obtenue d'une façon particulièrement simple, selon le développement de l'invention, en faisant que la douille soit munie, sur un côté, d'un méplat parallèle à l'axe > et qu'il soit prévu, sur celui-ci, des marques pour le réglage du diamètre du trou à percer. Les marques peuvent être, par exemple, des indications chiffrées donnant directement, par ce réglage, le diamètre maximal de perçage pouvant être obtenu. L'arête du contre-écrou, opposée à la pièce, peut être utilement employée comme ligne de référence pour les marques.Lors du réglage, l'arête du contre-écrou est amenée en coincidence avec la marque requise, et le boîtier est vissé contre ce dernier maintenu en position. Pour l'exécution de petits perçages, à l'aide d'un foret à tôle relativement gros, il est nécessaire de faire sortir le boîtier d'une valeur importante par rapport au foret, de sorte que la pointe de ce dernier disparaît dans le boîtier. Il est donc recommandé, pour faciliter un positionnement précis de la pointe du foret, que le boîtier soit prévu avec des ouvertures traversantes, situées à proximité de la face d'appui. Ces ouvertures ne servent pas seulement comme trous de visée, pour la mise en position de la pointe du foret, mais également d titre de conduits d'évacua- tion des copeaux, à partir du moment où la face d'appui a atteint, pratiquement, la pièce à percer. Afin d'éviter que le bottier ne laisse des traces sur la pièce à percer, sa face d'appui est munie, d'une façon appropriée, d'un capuchon en matière souple.Un capuchon en polyamide est suffisamment souples ce maté- riau se caractérisant par une haute résistance aux coups, aux chocs et au frottement. Cedispositif revêt une particulibre importance, en raison du fait que les forets à tôle dont il est question sont, souvent, utilisés pollr le perçage de pièces de carosserie, par exemple pour les trous d'antenne. Afin de s'assurer, en toute sécurité, que le foret ne tourne pas par rapport à l'arbre porte-foret, il est reconmnandé que cet arbre soit muni, sur sa face frontale et sur le côté de l'alésage de réceptions d'entra- neurs se logeant dans les rainures de dégagement des copeaux du foret. A titre d'entraîneurs, il esr avantageux d'enfoncer des goupilles cannelées dans des trous parallèles à l'axe de l'arbre porte-foret. Pour la fixation, et la transmission du' moment de rotation nécessaire, il suffit alors de placer une vis noyée à six pans intérieurs, le serrage du foret sur la plus petite surface, à l'intérieur du boîtier, étant ainsi possible. Le dis-positif de serrage décrit est placé, de la façon habituelle, dans le mandrin d'une machine à percer.Afin de pouvoir transmettre, avec sécurité, des couples de rotation importants de la machine au foret, il est recommandé que ltextremite de l'arbre, côté opposé au foret, soit munie d'un six pans extérieur. Le support de l'arbre porte-foret dans la douille est effectué d'une façon appropriée, à l'aide de roulements à rouleaux cylinriques qui, non seulement permettent un montage compact, mais également assurent à eux seuls le guidage, lors du déplacement télescopique de l'arbre par rapport à la douille. Un avantage supplémentaire de la solution, selon les données de l'invention, peut être vu dans le fait que, le ressort étant détendu au maximum, le boîtier en recouvrant au moins en partie le foret non seulement sert à Âa protection de celui-ci au démontage de la machine, mais également, et avant tout, protège l'opérateur lors de l'utilisation-du foret. Les forets à tôle, dont il est question, peuvent devenir d'autant plus dangereux qu'ils présentent des arêtes de coupe longues et tranchantës, en porte à àux relatif, pouvant facilement s'accrocher dans les vêtements.Le dispositif de serrage selon l'invention s'est montré particulièrement avantageux lors de son utili sation,dans la construction aéronautique, pour le forage de rivets noyés Il doit être, dans ce cas, particulièrement observé que le foret ne pénètre pasplus avant que prévu dans la tôle à percer, car un orifice trop-grand de la moindre valeur conduit à un rebut coûteux. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 représente une vue longitudinale d'un foret à tôle traditionnel - la figure 2 est une coupe selon la ligne Il-Il du foret représenté en figure 1 - la figure 3 représente une coupe longitudinale partielle d'un dispositif de serrage selon les données de l'invention, au moment où la face d'appui a contacté la pièce à percer ; et - la figure 4 est une coupe longitudinale partielle de l'appareil montré en figure 3, à B fin de l'opération de perçage. En figure 1 est représenté un foret a tôle, repéré 10, constitué par un corps conique élancé Il et une pointe courte à cône plus obtus 12. Le long de deux génératrices du corps 11, sont ménagées deux rainures de dégagement de copeaux 13 créant, sur le corps 11, deux arêtes de coupe 14. Il est perceptible que le diamètre du trou à réaliser dépend de la profondeur de pénétration du corps de foret 11. Pour permettre son serrage, le corps de foret 11 est prolongé d'un tenon 15. Ces parties ont les mêmes repères sur la figure 2 que sur la figure 1, épargnant ainsi une description plus détaillée. La matière utilisée est un acier à coupe rapide. Sur la figure 3, un foret selon repère 10 de la figure 1 est placé dans un arbre porte-foret 16 qui, dans ce but, possède un alésage 17 destiné à recevoir le tenon 15 du foret. A la hauteur de l'alésage 17, l'arbre porte-foret possède une collerette renforcée 18 formant bride, dans laquelle se trouve un trou taraudé 19 pour une vis de blocage non montrée. Sur la face frontale de la collerette 18, en deux positions diamétralement opposées, sont placés, de plus, des entraîneurs 20 sous la forme de goupilles cannelées. A la partie opposée de celle mcevant le foret, l'arbre 16 est muni d'un tenon six pans 21 servant au serrage en un mandrin de perçage. A l'aide de deux roulements à rouleaux cylindriques 22, une douille coaxiale 23, munie d'un filetage extérieur 24, peut tourner autour de l'arbre 16. Entre le roulement inférieur 22 et un jonc d'arrêt 25, placé sur l'arbre porte-foret 16 se trouve un ressort vertical 26, sous précontrain- te de pression, dont la tendance est de repousser la douille 23 vers le bas, et l'arbre 16 vers le haut, amenant ainsi la collerette 18 en appui sur la douille 23. Sous la force du ressort 26, l'arbre 16 est déplaçable, télescopiquement, sur une distance notable, par rapport à la douille 23. Par un filetage extérieur 24, la douille 23 est accouplée à un boîtier 27 ayant un filetage intérieur correspondant. La rotation réci- proque du boîtier 27 et de la douille 23 amène le bottier 27 à être déplacé plus ou moins vers le bas, ou le haut. La position réglée est maintenue au moyen d'un contre-écrou 28 s'accouplant sur le filetage 24. L'extrémité du boîtier 27,dirigée vers la pièce à percer (tôle), possède une face d'appui 30. A cet endroit, le boîtier 27 est muni d'un capuchon 31 en matière souple (polyamide), dont le bord 32 fait saillie sous le boîtier. A proximité de la face d'appui 30, le boîtier 27 et le capuchon 31 ont des ouvertures de dégagement 33, utilisées aussi bien comme trous de visée, que comme conduits d'évacuation des copeaux. Sur un côté de la douille 23, et parallèlement à son axe, est ménagé un méplat 34 ayant une série de marques-reperes. Celles-ci servent au réglage diamétral du trou à percer, l'arête supérieure amincie 35 du contre-écrou 28 étant utilisée comme ligne de référence. La relation entre les marques du méplat 34 et le diamètre du trou à percer s'établit facilement sur la base d'un calcul du d'un étalonnage. Le dispositif de serrage est utilisé de telle sorte que le foret à tôle 10 soit, au préalable, placé au doit'de la position pointée 36. Cette position relative est reproduite sur la vue en tirets29' de la pièce à percer. Le dispositif de serrage, monté sur une perceuse, est ensuite appliqué, sous une légère pression, sur la pièce, le foret 10 perçant ainsi la tôle, jusqu'à ce que la position de la pièce 29 montrée en figure 3 soit atteinte, par laquelle la face 30 arrive en appui. En continuant le mouvement du dispositif, le foret 10 pénètre de plus en plus dans la pièce 29, le ressort 26 étant compressé d'une valeur correspondante. La compression maximale est atteinte, soit par la mise en contact des spires du ressort entre elles, soit par une butée particulière entre la douille 23 et l'arbre 16. La position atteinte après que la course maximale, permise par le ressort, a été parcourue, est montrée en figure 4. Il est perceptible que, pratiquement, le ressort 26 est complètement compressé, et que la collerette 18 s'est éloignée du bord inférieur de la douille 23, sur une distance "H". Le foret 10 a pénétré plus avant dans la pince 29 d'une valeur correspondante, et a réalisé, finalement, le diamètre requis du trou. Après que le dispositif de serrage, ainsi que le foret 10, ont été relevas, la douille 23 est ramenée, sous l'action du ressort 26, à la position qu'elle occupe, relativement à l'arbre 16, sur la figure 3. En cette position, la douille 23 constitue une protection efficace de l'opérateur contre les blessures, et protège le foret 10 des dommages qu'il pourrait subir, lorsque 1a machine à percer n'est plus utilisée. Bien entendu, diverses modifications peuvent Etre apportées par l'homme de l'art aux dispositifs ou procédés décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif de serrage pour foret à tôle avec arêtes de coupe situées sur une surface conique, caractérisé par un arbre porte-foret ayant un alésage de réception pour le foret, ainsi que par une douille tournant sur cet arbre et logée dans un bottier réglable longitudinalement, celui-ci possédant, à proximité des arêtes de coupe du foret, une face d'appui pour la pièce à percer. 2. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que sous l'action d'un ressort, la douille est déplaçable télescopiquement sur l'arbre porte-foret. 3. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la douille et le boîtier sont réunis l'un à l'autre par un filetage S pas fin et qu t un contre-écrou est ajouté à la douille pour le blocage de sa position relative au boîtier. 4. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 3, caractérisé en ce -que > sur un côté de la douille, est ménagé un méplat parallèle à l'axe, pouvu de marques pour le réglage du diamètre de trou requis. 5. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au voisinage de la face d'appui, des ouvertures traversantes sont ménagées dans le boîtier. 6. Dispositif de serrage pour foret a tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bottier, à son extrémité d'appui, est recouvert par un capuchon en matière souple. 7. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication li caractérisé en ce que l'arbre porte-foret possède, sur sa face frontale côté foret, et sur les côtés de l'alésage de réception, des entraîneurs se logeant dans les rainures de dégagement de copeaux du foret. 8. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 1, earactérisé en ce que l'arbre porte-foret, à son extrémité opposée au foret, est muni d'un sis pans extrieur. 9. Dispositif de serrage pour foret à tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce- que la douille est montée sur l'arbre porte-foret au moyen de roulements àrouleaux cylindriques.