Brevet FR2358231A1 — publié le 19780210

La présente invention concerne une fraise tournante, telle q'une fraise cylindrique, une fraise conique, ou autre, du type comportant une ou plusieurs dents de coupe réparties sur la périphérie et pourvues d'arêtes de coupe orientées essentiellement dans une direction axiale. On connatt déjà deux types de fraises de ce type, à savoir des fraises à denture droite et des fraises à denture spirale ou héldcoE- dale. Les outils à denture droite comportent des ares de coupe qui sont situées dans un plan axial de l'outil, c'est-à-dire que, dans le cas de fraises cylindriques, elles sont orientées parallèlement à l'aspe de l'outil et que, dans le cas de fraises coniques, elles sont placées le long de génératricesdu cône. Ces outils présentent l'avantage d'une grande simplicité et d'un coût peu élevé et on les utilise essentiellement pour des travaux de fraisage d'ébauche. Cependant, du fait qu'elles pénètrent brusquement dans le métal de la pièce sur toute leur longueur de coupe, on obtient une très forte ondulation de surface qui peut encore etre plus accentuée par des vibrations de l'outil ou de la machine. La capacité d'enlèvement des copeaux est relativement faible. On a mis au point des outils à denture spirale qui permettent d'obtenir, essentiellement dans des travaux de finition, une surface bien meilleure et qui ont moins tendance à vibrer du fait de leur action progressive de coupe. Ils sont cependant d'une fabrication sensiblement plus coûteuse, notamment lorsque les éléments de coupe sont constitués par des plaquettes de forme en métal dur fixées par brasage. les éléments de coupe en forme de spirale ont un profil spa- cial relativement compliqué et ils sont difficiles à rectifier. 3n outre la fabrication d'éléments de coupe en métal dur et de cette forme est coûteuse. Une caractéristique essentielle de toutes les fraises à denture spirale ou hélicoSdale consiste en ce que l'angle de coupe est constant sur toute la longueur de l'arête. Cependant il s'est avéré que, dans la majeure partie des opérations d'usinage, la constance de 1'angle de coupe n'apporte pas l'avantage que devrait procurer un outil aussi cofteux mais se traduit au contraire par des inconvénients. Ainsi par exemple lors du fraisage avec une fraise conique à deux tailles, il est souhaitable d'avoir un petit angle de coupe au niveau de la base de l'outil, où l'on opère dans la masse du métal, alors que, sur le bord supérieur où subsistent des arêtes de métal plus fragiles, il est avantageux d'avoir un plus grand angle de coupe. L'invention a pour but de fournir une fraise du type précité qui soit d'une fabrication et d'un ehtretien simples et peu coûteux et qui possède une grande puissance de coupe tout en opérant dans des conditions de stabilité et d'uniformité. Ce problème est résolu selon l'invention en ce que les dents de coupe comportent une face frontale plane et inclinée par rapport à l'axe de l'outil, les surfaces périphériques des dents suivant le contour périphérique de la fraise. Du fait que la face frontale de la dent est plane et que l'ar8te de coupe est ainsi rectiligne et inclinée par rapport à l'axe de la fraise, la surface périphérique de la dent de coupe doit avoir une forme convexe pour suivre la courbure du contour latéral ou périphérique de l'outil. La courbure de la surface périphérique dépend du diamètre de la fraise et de l'angle d'obliquité des dents de coupe. Suivant une caractéristique de l'invention, les dents de coupe sont munies d'une manière connue de plaquettes en métal dur. I1 est alors possible de réaliser ces plaquettes simplement sous la forme de petits barreaux parallélepipédiques rectilignes et de les fixer par brasage. sur des surfaces planes des dents de coupe. Dans un exemple de réalisation de l'invention, les arêtes de coupe sont continues, d'une manière connue, alors que, dans un autre mode de réalisation, les arêtes de coupe sont interrompues. Dans ce cas les parties d'arête subsistantes de dents de coupe successives sont avantageusement décalées les unes par rapport aux autres dans le. sens axial. Les arêtes de coupe interrompues, peuvent être agencées selon l'invention sous la forme de plaquettes préfabriquées en métal dur ou bien certaines parties des arêtes de coupe peuvent être agencées sous la forme de plaquettes séparées en métal dur présentant des propriétés différentes en ce qui concerne la matière. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la Fig. 1 représente schématiquement une fraise conique en vue latérale; - la Fig. 2 représente schématiquement une fraise conique conforme à la Fig. 1 en vue en plan; - la Fig. 3 est une vue d'une plaquette en métal dur servant d'élément de coupe, faite dans le sens de la flèche III; - la Pig. 4 représente, conformément à la Fig. 2, une fraise conique de finition servant à effectuer un fraisage précis avec un grand nombre de dents; - la Fig. 5 représente en vue latérale une fraise cylindrique en peigne ou en crémaillère;; - la Fig. 6 est une vue suivant la floche VI de ltélément de coupe constitué par des plaquettes en métal dur. La fraise conique 2 visible sur la Fig. 1, et appelée également fraise conique à deux tailles a la forme d'un tronc de cbne ayant un angle de base de cône p = 60Q. I1 comporte plusieurs dents de coupe 4 réparties à intervalles égaux sur sa périphérie. les éléments de coupe des dents sont constitués par des plaquettes 6 en métal dur qui sont par exemple brasées sur la face frontale 8 des dents de coupe. la face frontale 8 des dents de coupe a un profil plan et elle est inclinée par rapport à l'axe de l'outil d'un angle d'obliquité = = 152 dans l'exemple considéré. Du fait du profil plan de la face frontale 8 de la dent, on obtient une surface d'appui appropriée pour recevoir la plaquette 6 en métal dur de sorte que celle-ci peut aussi avoir une forme simple. On obtient un autre avantage du fait que la face frontale ou face de coupe constituée par la plaquette en métal dur est également plane, de sorte qu'elle peut être rectifiée par exemple à l'aide de meuleB assiettes. La Fig. 3 représente une plaquette 6 en métal dur vue suivant la floche III. On peut voir que la surface périphérique 10 a une cour bure légèrement convexe. Cette courbure est établie du fait que la plaquette en métal dur doit suivre le contour périphérique 12 de la fraise. T'arête de coupe 11 de la fraise est réalisée continue. Comme le montre notamment la Fig. 2, l'angle de coupe à la base 14 de la fraise conique est relativement petit, par exemple t = 32. Du fait de l'inclinaison, ou de la forme en hélice, 11 angle de coupe peut atteindre une valeur &gamma;'21 sur le bord supérieur 16 de l'outil. L'angle de coupe est défini comme l'angle formé entre le plan de la face frontale de la dent et un plan radial passant par l'partie de coupe. Du fait de la variation de l'angle de coupe, on obtient l'avantage que par exemple pour une pièce 18- (Fig. 1), l'angle de coupe & soit petit dans la zone de fort enlèvement de copeaux mais que l'an- gle de- dépouille &gamma;'soit grand dans la zone d'usinage délicat correspondant à l'ardte 20. En plus des avantages précités, outil selon l'invention présente l'avantage-d'une coupe progressive et d'une action simultanée de plusieurs dents, ce qui ne pouvait titre obtenu jusqu'à maintenant qu'avec des fraises à denture hé1icodale bien plus coûteuses, et en outre il est avantageusement d'une fabrication bien moins chère que les fraises à denture droite de types connus Grâce à l'agencement selon l'invention, on peut utiliser des fraises à denture inclinée aussi bien pour un fraisage d'ébauche que pour un fraisage de finition de sorte qu'on supprime les changements d'outils et que le porte outil est simplifié.En outre il s'est avéré qu'une fraise selon l'invention avait non seulement une plus grande puissance de coupe mais une plus longue durée de service que les outils connus. Le fait que la face frontale de la dent soit plane permet d'utiliser, par comparaison aux fraises à denture hélicoTdale connues, des plaquettes en métal dur 22 plus minces, ce qui autorise de plus grands nombres de dents, comme indiqué par exemple pour la fraise 24 de la Pig. 4. Les Fig. 5 et 6 représentent une fraise cylindrique 24 comportant des arases de coupe 26 interrompues lui donnant un profil de peigne ou de crémaillère. Ces arêtes de coupe sont respectivement formées par une plaquette en métal dur 28 à plusieurs dents ainsi que par un élément d'extrêmité unique 30 qui est par exemple constitué en un matériau résistant élastiquement aux chocs alors que la partie 28 eBt formée d'un matériau dur et résistant à l'action de coupe. Une remise en état d'un outil endommagé ou usé s'effectue aussi simplement que pour les outils à denture droite connus car la plaquette en métal dur est facile à fabriquer et à fixer sur le corps de l'outil. Avec toutes les fraises selon l'invention, il est possible de rectifier ou d'affûter les dents de coupe aussi bien sur la face de coupe de la dent que sur la surface périphérique avec des appareils très simples car la géométrie de ces dents est elle-même très simple. - FEVENDICÂTIONS 1 - Fraise tournante, telle que fraise cylindrique, fraise conique, ou autre, comportant une ou plusieurs arêtes de coupe répar- ties sur sa périphérie, caractérisée en ce que les dents de coupe (4) comportent une face frontale (8) plane et inclinée par rapport à l'axe de l'outil et en ce que les surfaces périphériques (10) des dents de coupe suivent le contour périphérique ou latéral (12) de la fraise. 2 - Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que les dents de coups sont munies de plaquettes en métal dur (6,22, 28,30 ). 3 - Praise selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les arêtes de coupe (11) sont réalisées continues. 4 - Praise selon l'une quelconque des revendications 1 on 2, caractérisée en ce que les arêtes de coupe (26) sont interrompues, auquel cas les parties subsistantes d'arête de dents successives sont déealées entre elles dans le sens axial. 5 - Fraise selon la revendication 4, caractérisée en ce que 1'arête de coupe interrompue est formée par une plaquette en métal dur préfabriquée (28). 6 - Fraise selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisée en ce que les différentes parties d'arête de coupe sont constituées par des plaquettes en métal dur sépares (28, 30) qui sont formées de matériaux dont les propriétés sont différentes. 7 - Fraise selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ca ractérisée en ce que l'angle d'obliquité # est supérieur à l0. 8 - Fraise selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 7, notamment fraise conique comportant un angle de base du conte, p = 602, caractérisée en ce que l'angle d'obliquité # r 152 pour un angle de coupe &gamma; de l'ordre de 32 à la base de la fraise. 9 - Praise selon l'une quelconque des revendicstione 1, 2, 4 à 7, notamment fraise cylindrique, caractérisée en ce que l'angle d'obliquité X est de 11 ordre de 10 .