Brevet FR2460172A1 — publié le 19810123

L'invention concerne les outils de fraisage à circulation interne de liquide de lubrification de coupe. On connait des outils de coupe appeles fraises, formés d'un corps sensiblement cyliddrique. Ce corps porte à sa périphérie des arêtes de coupe hélico-idales. Les hélices ainsi formees ont le même axe que le corps de l'outil. Ce corps est généralement prolongé par un cône, par exemple un cône morse", destine à sadapter dans le mandrin d'entraînement de la machine-outil. Ces outils sont destinés, par exemple, à calibrer des cylindres à partir de per çages ou de creux préalablement ébauchés dans une pièce pleine à un diamètre lé- gèrement inférieur à celui du cylindre généré par les arêtes fiélicoïdales coupantes lors de la rotation de l'outil autour de son axe. On peut également les utiliser pour réaliser des rainures dans une pièce. Afin d'augmenter les performances de ces outils, et plus particulièrement l'epaisseur des copeaux et la vitesse d'avance de l'outil par rapport à la pièce usinee, ainsi que la durée de vie de l'outilS on lubrifie les arêtes de coupe. Cette lubrification présente deux avantages principaux - en refroidissant le métal de l'outil, elle lui permet de conserver ses caractéristiques mécaniques et de maintenir sa géométrie initiale et sa dureté. - elle favorise la formation du copeau et son évacuaton. On limite ainsi le nombre de réaffutages de l'outil et l'on peut travailler plus vite, augmentant ainsi la productivité de l'outil. Le procéde habituel de lubrification consiste à projeter un ou plusieurs jets de liquide depuis l'extérieur de l'outil sur les arêtes de coupe de cet outil. Ces jets sont habituellement dirigés sur l'outil au moyen de tuyauteries fixees sur la machine-outil, le liquide étant pompe dans un réservoir par une pompe. On comprend que l'arrivée du liquide de coupe sur l'outil à lubrifier se fait dans de mauvaises conditions. Le liquide a tendance à être centrifugé par la rotation de l'outil et circule à contre-courant des copeaux. Le noyau de la fraise assez massif, n'est pratiquement pas refroidi Ces outils de type connu, utilisés avec un mode de lubrification connu comme précédemment decrit, presentent les inconvénients suivants - les performances de coupe sont limites (vitesse, avance, serrage). - les arêtes de coupe doivent être réaffutées fréquemment, leur géométrie ne restant pas constante du fait de l'échauffement auquel elles sont soumises pendant l'usinage. La présente invention a pour but de remédier à ces différents inconvénients par la realisation d'une fraise permettant une lubrification efficace du corps de l'outil et des arêtes de coupe. La présente invention a pour but de permettre une circulation du liquide de lu brification à l'intérieur de l'outil et plus particulièrement de son noyau massif. La présente invention a également pour but de favoriser la circulation du fluide de lubrification en le centrifugeant après la traversée du corps de l'outil. L'invention a également pour but de permettre la lubrification des arêtes coupantes sur toute leur longueur et l'évacuation du copeau forme. La presente invention a également pour but de permettre la lubrification de la base de l'outil, c'est à dire de la surface perpendiculaire à l'axe de rotation sur laquelle se terminent les arêtes coupantes. Pour parvenir à ce résultat, un outil selon l'inventiMn est composé d'une partie massive, sur laquelle s'enroulent les hélices des arêtes coupantes. Cette partie est prolongée par un volume de révolution, elle-même prolongée par exemple, par un cône "morse" ou autre. Au moins un conduit parallèle à l'axe de symétrie et de rotation de l'outil est prévu dans le corps de celui-ci. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ce conduit est cylindrique et son axe est confondu avec celui de l'outil. Ce conduit, réalise dans le corps portant les arêtes coupantes, est étendu dans le volume de revolution prolongeant ce noyau. Des passages concourants avec ce conduit deboucfient dans les goujures existant devant les arêtes coupantes. Ces passages sont avantageusement symétriques, deux à deux, par rapport à l'axe de l'outil. Ces passages forment un angle avec l'axe du conduit parallèle à l'axe de l'outil. La valeur de cet angle est au moins égale à 20 degrés et inférieure à 45 degrés, l'extrémité de ces passages débouchant vers l'extérieur de l'outil étant dirigée vers la base de celui-ci. D'autres passages concourant avec le conduit parallèle à l'axe de l'outil debouchent à la périphérie du volume de révolution prolongeant le corps de l'outil. Cette partie sera avantageusement mais non obligatoirement cylindrique. Ces passages coopèrent avec, par exemple, un joint tournant de type connu, monté autour de cette partie cylindrique. Selon une caracteristique supplémentaire de l'invention, le conduit central de liaison débouche à l'extrémité de l'outil oppose à celle fixée dans la machine. Selon une autre caractéristique supplémentaire de l'invention, le conduit central est partiellement obstrué à son extrémité débouchante précédemment décrite, au moyen d'un bouchon. Ce bouchon peut être perce d'un orifice de diametre convenablement choisi. Selon une autre caracteristique de l'invention, et afin d'éviter la realisation de perçages dans le corps de l'outil, la partie coupante de celui-ci est formée de plusieurs sections superposées. Chacune de ces sections comprend un corps et des arêtes coupantes. Ces arêtes coupantes ont les mêmes caractéristiques d'enroulement helicoldal et de dimensions. Les différentes sections portent un alésage central de même diamètre, permettant, par empilage sur un tenon de préfé- rence cylindrique, de reconstituer un outil coupant de type connu et de dimen sions désirées. Un chambrage est prevu sur une des faces d'appui de chaque section.Ce chambrage fait ainsi communiquer les goujures de l'outil avec les per çages prévus dans le tenon de positionnement, à l'intérieur duquel se trouve un conduit central. Ce mode de réalisation particulier de l'outil permet d'éviter le perçage de passages inclinés concourant avec le conduit central. Selon encore un autre mode de realisation particulier de l'invention, l'outil est realisé en deux parties. La première partie comprend le cône d'entrainement et une partie intermédiaire, de préférence cylindrique, destinée à coopérer avec le joint tournant de type connu. La seconde partie comporte un noyau portant les arêtes coupantes. Ces deux parties sont assemblées par un emmanchement, par exemple cylindrique. Seul le noyau de l'outil est percé par un conduit axial, ce qui permet de limiter la longueur de perçage des outils longs. Le fonctionnement de l'outils selon l'invention est le suivant Le liquide de lubrificatin pompé par la pompe de la machine-outil ou par une pompe annexe, est amene dans l'outil au moyen du joint tournant de type connu. Le liquide est distribue par le conduit central aux différents passages concourants et lubrifie l'ensemble des arêtes de coupe. Par l'intermédiaire du bouchon percé, fixe à l'extrémité du conduit central, la face de base de l'outil est refroidie ainsi que l'extrémité coupante des arêtes sur cette face. On remarque que, quelquesoit le mode de travail de l'outil, le fluide de lubrification participe au débourrage des copeaux formés. On remorque également que le corps de l'outil est refroidi en permanence par du liquide froid revenant de la pompe. Les dessins annexes, donnés à titre d'exemple non limitatif, permettront de mieux comprendre les caractéristiques de l'invention. La figure 1 est une vue d'un outil de type connu, travaillant en débourrage. La figure 2 est une vue d'un outil de type connu, Travaillant en rainurage. La figure 3 est une vue d'un outil monobloc selon l'invention. La figure 4 est unevue de bout d'un outil selon l'invention. La figure 5 est une vue d'un outil selon l'invention, formé de plusieurs sections coupantes. La figure 6 est une vue d'un outil selon l'invention, forme de deux parties em manchées. La figure 7 est une vue d'un outil selon l'invention, en cours de travail, avec la circulation du fluide de lubrification. La figure 1 est une vue d'une fraise 1 de type connu, travaillant en débourrage pour finir un perçage 2 dans la pièce 3. La fraise 1 est entraînée par le mandrin 4 de la machine-outil. Une tuyauterie fixe extérieure 5 amène le liquide de lubrification selon la flèche 6. il a tendance à être centrifugé et rejete selon la flêche 7. La partie de la fraise 1 travaillant au fond du trou 2 n'est pas refroidie correctement par le liquide de lubrification. La figure 2 est une vue d'une fraise 8 travaillant en rainurage dans une pièce 9. Le liquide de lubrification est amené par une tuyauterie fixe exterieure 10 selon la flèche 11. Il a tendance à être rejeté selon les flèches 12 et 13. La partie de la fraise 8 travaillant dans la pièce 9 n'est pas refroidie correctement par le liquide de lubrification. La figure 3 est une vue én coupe longitudinale d'un outil 14 selon l'invention. On distingue le cône d'entraînement 15, une partie de liaison 16 et le corps 17 portant les arêtes coupantes 18 et 19. Un conduit axial 20 est traversé par un perçage 21 débouchant sur la périphérie de la partie 16 comprise entre le cône 15 et le corps 17. Des perçages 22, 23, 24 et 25 font communiquer le conduit 20 avec les goujures extérieures 26 et 27 situées devant les arêtes coupantes 18 et 19. Un bouchon 28 comportant un ajutage 29 obture partiellement l'extrémité libre 30 du conduit 20. La figure 4 est une vue de bout de l'outil 14 représenté sur la figure 3. On remarque les perçages 24 et 25 faisant communiquer le conduit 20 avec les goujures 26 et 27 situées devant les arêtes coupantes 18 et 19. La figure 5 est une vue en coupe d'un outil 31, selon un mode de réalisation particulier de l'invention. L'outil 31 comprend un noyau 32 comportant un tenon cylindrique 33. La partie coupante de outil est composée de plusieurs sections 34, 35, 36 et 37 centrées et liées sur ce tenon 33. Des chambrages 38, 39 et 40 sont prevus sur les faces planes en contact des sections 34, 35, 36 et 37. Ces chambrages forment des cavites débouchant dans les goujures 41 et 42 devant les arêtes coupantes 43 et 44. Ces chambrages 38, 39 et 40 mettent ainsi les arêtes coupantes 43 et 44 en communication avec le fluide de lubrification arrivant par les perçages 45 et 46. La figure 6 est une vue en coupe dlun outil 47 selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention. L'cutil 47 selon l'invention, comporte un passage central 48 et des conduits concourants 49 et 50 débouchant devant les arêtes coupantes 51 et 52. L'extrémité de cet outil 47 comporte un tenon 53, de préférence cylindrique. Ce tenon 53 est emmanché dans un alésage 54 correspondant, pratique dans une pièce 55. Cette pièce 55 est formée par un cône d'entrai nement 56 et par une partie cylindrique 57. Le fond de l'alésage 54 communique avec un perçage 58 destiné à coopérer avec un joint tournant de type connu non représenté. Des moyens également connus, sont prévus pour arrêter en rotation l'un par rapport à l'autre la pièce 55, et l'outil 47. La figure 7 est une vue en coupe d'un outil 59 selon l'invention, en cours de travail dans une pièce 60. Le liquide de lubrifiation arrive dans une tuyauterie 61 fixe, selon la direction de la flèche 62. il est introduit dans le perçage 63 au moyen d'un joint tournant 64 de type connu. Le liquide de lubrification descend le long du conduit central 65 et est centrifugé vers les arêtes coupantes 66 et 67 par les conduits 68, 69, 70 et 71. Une partie du liquide s'échappe par l'extrémité libre 72 du conduit central 65 en lubrifiant la base 73 de l'ou- til 59. Le liquide amené aux arêtes coupantes 66 et 67 est ejecté vers la partie supérieure 74 de la piece 60. On conçoit que les copeaux formés le long des arêtes coupantes 66 et 67 sont entraTnés par le liquide de lubrification vers cette partie supérieure 74. On realise ainsi un refroidissement rationnel du corps 75 de l'outil 59 ainsi que des arêtes coupantes 66 et 67. REVENDICATIONS 1- Outil coupant de révolution, tournant autour de son axe de symétrie, formé d'un noyau portant des arêtes de coupe sur sa surface exterieure, relié à un volume d'entraînement, et caractérisé en ce qu'il comporte au moins un conduit in térieur parallèle à l'axe de symétrie de l'outil ainsi forme et concourant avec ce conduit ; au moins un passage débouchant entre le cône d'entraînement et le noyau portant les arêtes de coupe ; des passages débouchant devant ces arêtes de coupe. 2- Outil coupant selon la revendication 1, et caractérisé en ce que le conduit parallèle à l'axe de symétrie de l'outil est à l'intérieur du noyau rapporté par un emmanchement sur le volume d'entrainement. 3- Outil coupant de révolution, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que l'axe du conduit intérieur est confondu avec l'axe de révolution de l'outil. 4- Outil coupant, selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que le conduit intérieur débouche à l'extrémité de l'outil opposée à celle servant à l'entraînement par la machine-outil. 5- Outil coupant, selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce qu'un bouchon portant un ajutage de diamètre inferieur à celui du conduit, est fixe dans l'extrémité libre de celui-ci. 6- Outil coupant de révolution, selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les passages concourant avec le conduit central forment avec celui-ci un angle compris entre 20 et 45 degrés. 7- Outil coupant, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les passages concourants avec le conduit central sont formes par des chambrages situés sur les faces en contact de sections de noyaux, portant des sections correspondantes d'arêtes coupantes.