Brevet FR2350163A1 — publié le 19771202

La présente invention se rapporte à un taraud à entrée progressive comprenant une partie filetée sur toute la longueur de laquelle s'étend un rainurage qui comporte une rainure de dégagement des copeaux dont l'axe s'élève obliquement vers l'arrière et sans rupture de pente à partir du premier filet, cette rainure présentant une surface de coupe inclinée par rapport à l'axe du taraud,de manière que les copeaux formés soient dirigés vers l'avant ou dans le sens de l'avance, le taraud présentant un nombre de filets n un pas de filetage constant P, une profondeur de filetage t, un angle de coupe radiale y sur la surface de coupe de la rainure de dégagement, un angle de dépouille des flancs aO, un quotient de réduction du diamètre des flancs qd2 > un rayon r de courbure du profil de la rainure et un diamètre extérieur de filetage d,et la rainure de dégagement et la surface de coupe étant usinées avec un angle d'incidence P supérieur à 30, mesuré entre l'coutil de forme et l'axa du taraud. n est le nombre de filets que présente la partie filetée, En ce qui concerne le pas P du filetage, la profondeur t du filetage, l'angle de coupe radiale r, le diamètre extérieur d du filetage, on trouvera les indications dans la norme allemande DIN 802. L'angle aO de dépouille des flancs représente l'angle formé entre une tangente à un cercle de m & e axe que le taraud et le profil de l'arête du filetage autour de l'axe du taraud il est mesuré sur le premier filet plein au-del de la région d'amorçage (chanfrein) de la partie filetée et est indiqué en minutes d'angle. Le coefficient qd2 de réduction du diamètre des flancs est exprimé par la valeur de la diminution du diamètre des flancs par unité de longueur.L'angle d'inci- dence a est l'angle formé entre l'axe du taraud et le plan de rotation de l'outil de forme et, sous un angle de visée exactement déterminé, cet angle est égal à l'angle formé entre une droite parallèle à la direction longitudinale du taraud, et contenue dans un segment de la surface de coupe et l'axe longitudinal du taraud.L'angle d'incidence B est l'angle formé entre l'axe du taraud et un plan d'avance perpendiculaire au plan de rotation de l'outil de forme et il correspond approximativement à l'angle formé entre une droite qui s'étend le long du fond de la rainure, c'est- -dire de la zone la plus profonde de la rainure > et l'axe du taraud, Dans un taraud de ce type, qui est déjà connu (demande de brevet à la disposition du public de la République Fédérale d'Allemagne nO 2.331.927, modèle d'utilité de la République Fédérale d'Allemagne nO 1.963.231), la rainure à copeaux ne s'étend que sur une portion de la partie filetée et est prolongée au-dela par une rainure à huile, un coude étant formé à la transition entre la rainure a copeaux et la rainure à huile. I1 est comateux de produire deux rainures différentes formant un angle entre elles. La tentative de prolonger la rainure à copeaux vers l'arrière en supprimant a rainure à huile, c'est- & dire de la prolonger jusqu'au dernier filet, est vouée à l'échec parce que la rainure à copeaux se termine avant d'atteindre le dernier filets de sorte qu'il n'existe plus de rainure continue. Si, d'un autre coté, on réduit l'angle d'incidence p de manière que la rainure à copeaux se prolonge jusqu'au dernier filet, pour une longueur donnée de la partie filetée, l'angle P n'est plus assez grand pour que la rainure de dégagement assure sa fonction. Le but de l'invention est donc de réaliser un taraud du genre défini au début du présent mémoire dans lequel on puisse obtenir un rainurage admettant l'arrivée de l'huile, qui s'étende sans coude sur toute la longueur de la partie filetée et indépendamment de l'angle d'incidence ss, lequel présente une grande importance pour l'effet d'entrée proagressive, pour la déviation des copeaux vers l'avant et pour la dimension de la chambre à copeaux formée par la rainure de dégagement. L'invention est basée sur l'idée de raccourcir la partie filetée depuis l'arrière jusqu'à la rainure de dégagement, c'est-à-dire de supprimer aussi loin que possible les dents (filets) de guidage arrière du filetage, et d'améliorer les propriétés de guidage du taraud par d'autres moyens. L'invention a pour objet un taraud du genre défini au début du présent mémoire, caractérisé en ce que la rainure de dégagement s'étend sur toute la longueur de la partie filetée, jusqu'au dernier filet, et en ce que le nombre n des filets est calculé de manière que la profondeur de la rainure de dégagement soit comprise entre 0,1 et 2 fois la profondeur t du filetage au droit du dernier filet du filetage, et que 11angle a0 de dépouille des flancs et le quotient qd2 de diminution du diamètre des flancs soient liés au nombre n des filets par les relations suivantes ot K est une constante fonction de la nature du métal. Dans un taraud suivant l'invention, la rainure de degagement s'étend sans coude et en s'élevant sous un angle constant sur toute la longueur de la partie filetée, ce qui simplifie la formation du rainurage continu. L'angle d'incidence P peut être choisi très librement et en tenant compte des propriétés que l'on exige de la rainure de dégagement puisque la possibilité d'étendre la rainure de dégagement du premier au dernier filet est obtenue en supprimant les filets arrière du filetage. Etant donné que la suppression des filets arrière entrain en soi une détérioration des propriétés de guidage du taraud, on optimise les grandeurs aO et qd2 qui sont importantes pour les propriétés de guidage.On calcule ces grandeurs de manière qu'elles possèdent les valeurs nécessaires pour assurer le guidage du taraud. la constante K est égale à 1 lorsqu'il s'agit d'usiner un acier possédant une valeur moyenne de résistance à la traction. Etant donné 4ue > en utilisation pratique, les tarauds doivent travailler sans que l'avance de la taraudeuse corresponde au pas du filetage du taraud, il est nécessaire que les dents, dites de guidage, c'est-à-dire les dents de coupe situées en arrière des dents d'amorçage de la coupe, assurent un guidage suffisant en se glissant dans les filets dé taillés et opposent ainsi une résistance suffisante à la composante axiale de l'effort de coupe. Par ailleurs, le taraud doit également tailler librement. L'optimisation de ces conditions conduit à constater que l'angle a0 de dépouille des flancs et le coefficient qd2 de réduction du diamètre des flancs doivent être calculés en fonction de la longueur du filetage ou du nombre n des filets. L'examen de la formule indiquée plus haut pour l'angle aO montre que le nombre de filets doit toujours titre supérieur à cinq; a0 dépend du diamètre extérieur d du filetage, du pas P de ce filetage et > en outre, d'une constante caractéristique du métal à usiner. Dans le taraud suivant l'invention, les copeaux ne peuvent pas sortir de la rainure de dégagement vers l'arrière. Dans ce taraud, l'extrémité arrière de la chambre de dégagement, ctest-a-dire de la rainure de dégagement, ne forme pas une zone d'arrêt dangereuse pour les copeaux mais, au contraire, le volume de dégagement destiné à recevoir les copeaux est agrandi du fait que la rainure de dégagement est prolongée en général sur un plus grand nombre de filets du filetage. Dans ce taraud, il est possible de réaffûter plusieurs fois la zone d'amorçage et de la prolonger considérablement. Les dents d'amorçage, qui sont plus larges, ont-une plus grande solidité et elles assurent un meilleur guidage de l'avance du taraud en conformité avec le pas du filetage pendant le taraudage. L'élargissement des dents d'amorçage résulte de la valeur de l'angle B et de l'absence de coude de la rainure de dégagement. Suivant une forme particulièrement rationnelle et avantageuse, la rainure de dégagement s'étend sur plus de huit filets et sur moins de vingt filets et/ou l'angle d'incidence p est au maximum de 100. Dans le cadre de l'invention, on obtient de cette façon une configuration particulièrement avantageuse pour la rainure de dégagement. Suivant une autre caractéristique particulièrement rationnelle et avantageuse, l'angle d'incidence P est lié au diamètre d du filetage par la relation suivante : 916 f. d2 + 3. Dans cette formule, f est une constante. Dans les filetages normalisés aux cotes métriques, f est égal à 1. Cette relation est-valable pour d Suivant une autre caractéristique particulièrement rationnelle et avantageuse, l'angle de coupe radiale r décroît de la fin de la zone d'amorçage, c'est-à-dire du début de la zone des dents de guidage en direction du dernier filet, pour atteindre finalement une valeur négative. Cette caractéristique réduit le risque de défaut de taraudage qui pourrait dtre db au grattage des filets par les dents de guidage. Cette réduction continue de l'angle de coupe dans la région de la zone de guidage du filetage améliore le guidage assuré par le taraud suivant l'invention. La réduction progressive de l'angle de coupe est obtenue positivement dans le taraud suivant l'invention. Suivant une caractéristique particulièrement rationnelle et avantageuse, le rayon de courbure minimal rinini du profil de la rainure est lié au pas du filetage par la relation suivante : r = (0 > 5 à 15) xP. Cette valeur du rayon minimal assure une optimisation de la configuration de la rainure. l'angle d'incidence a peut valoir par exemple 0 , c'est-- dire que la rainure de dégagement s'étend exclusivement dans la direction longitudinale du taraud. Lorsque a est différent de zéro, c'est-à-dire que la rainure de dégagement est oblique par rapport à l'axe du taraud, il est particulièrement rationnel et avantageux que cet angle a eoit inférieur à une valeur maximale de 20 . Dans ce cas, la rainure de dégagement est toujours inclinée dans le sens inverse du sens du filetage. En donnant à l'angle a une plus grande valseur, on obtiendrait des flancs de filets manquant de netteté sur les flancs à angle de coupe obtus. 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 schématique latérale d'un taraud suivant l'invention; - la figure 2 représente une vue en bout du taraud de la figure 1; - la figure 3 représente une coupe suivant la ligne B-B' de la figure 1; - la figure 4 représente une coupe suivant la ligne C-C' de la figure l; - la figure 5 représente une coupe suivant la ligne D-D' de la figure I; - la figure 6 représente une vue de dessus du taraud des figures 1 à 5, supposée prise pendant l'usinage du taraud exécuté au moyeh d'un outil de forme; et - la figure 7 représente une vue de -cbté du taraud et de l'outil de'forme déjà représenté sur la figure 6. le taraud représenté sur le dessin comprend une partie filetée 1 et une queue 2 présentant à son extrémité un embout carré 4. La partie filetée présente trois rainures de dégagement 5, mais le taraud pourrait également présenter seulement deux rainures de dégagement ou, au contraire, plus de trois rainures. La parte filetée 1 présente à l'avant une zone d'amorçage 6 dont les filets ou dents de filetage sont de hauteur réduite, cette zone d'amorçage étant suivie vers l'arrière par une zone de guidage 7 dans laquelle les dents de coupe présentent leur pleine hauteur.L'angle de coupe y est encore positif au début de la partie de guidage 7, comme indiqué sur la figure 3, il est à peu près nul au milieu de la longueur de la partie de guidage, comme indiqué sur la figure 4, et il est au contraire négatif à l'extrémité arrière de la partie de guidage, c'est-8-dire à l'extrémité arrière de la partie filetée l, comme indiqué sur la figure 6. Le taraud présente un axe 8. Les figures 6 et 7 représentent le taraud par des vues prises dans deux plans perpendiculaires entre eux. Ces plans définissent très visiblement en combinaison avec la position de l'outil de forme 9 et des angles d'incidence a et P la position des rainures de dégagement 5 et des surfaces de coupe dans le taraud ainsi que la éonfiguration de ces rainures et de ces surfaces. L'outil de forme peut etre, par exemple, une meule ou une fraise de forme. Pendant la formation de cette rainure de dégagement l'outil de forme et le taraud se déplacent l'un par rapport à l'autre parallèlement à une ligne 10 ou parallèlement à l'axe longitudinal 8 du taraud, en mEme temps que le taraud tourne autour de son axe longitudinal 8. Ce dernier mouvement de rotation donne naissance à une rainure de dégagement hélicotdale R E V E N D I C A T I O N S 1. Taraud à entrée progressive comprenant une partie filetée sur toute la longueur de laquelle s'étend un rainurage qui comporte une rainure de degagement des copeaux dont l'axe s'élève obliquement vers l'arrière et sans rupture de pente à partir du premier filet, cette rainure présentant une surface de coupe inclinée par rapport à l'axe du taraud, de manière que les copeaux formes soient dirigés vers l'avant QU dans le sens de ltavance,le le taraud présentant un nombre n de filets, un pas de filetage constant P, une profondeur de filetage t, un angle de coupe radiale 7 sur la face de coupe de la rainure de dégagement, un angle a0 de dépouille des flancs} un coefficient de réduction du diamètre des flancs qd2, un rayon r de courbure du profil de la rainure et un diamètre exterieur de filetage d,et la rainure de dégagement et la surface de coupe étant usinées avec un angle d'incidence P supérieur å 30 mesuré entre l'coutil de forme et l'axe du taraud, ce taraud étant caractérisé en ce que la rainure de degagement s'étend snr toute la longueur de la partie filetée, jusqu'au dernier filet de cette partie filetée, en ce que le nombre n des filets est calculé de manière que la profondeur de a rainure de dégagement soit comprise entre 0,1 et 2 fois la profondeur t du filetage au droit du dernier filet et en ce que l'angle aO dépouillé des flancs et le quotient qd2 de réduction du diamètre des flancs sont liés au nombre n des filets par les relations suivantes où K est une constante fonction de la nature du métal. 2. Taraud selon la revendication 1, caractérisé en ce que la rainure de dégagement s'étend sur plus de 8 filets. 3. Taraud selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la rainure de dégagement s'étend sur moins de 20 filets. .4 Taraud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'incidence ss est inférieur ou égal à un maximum de 100, 5. Taraud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'incidence P est lié au diamètre d du filetage du taraud par la relation suivante : ss # (d2/50) + 3 pour dut 20 mm et en ce que P # 8 à 10 pour d > 20 mm. 6. Taraud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle de coupe radiale 7 décroît de la fin de la zone d'amorçage, c'est-B-dire du début de la zone dan dents de guidage, jusqu'au dernier filet, pour atteindre une valeur négative. 7. Taraud selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rayon minimal de courbe rmini du profil de la rainure est lié au pas P du filetage par la relation suivante r mini = (0,5 à 1,2) x P 8. Taraud selon Itune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'angle d'incidence a est inférieur ou égal à 200.