Brevet FR2498100A1 — publié le 19820723

Foret pour le perçage de trous cylindriques La présente invention concerne un foret servant à percer un trou substantiellement cylindrique de diamètre prédéterminé dans une pièce. L'invention concerne plus particulièrement un foret du même genre que celui qui est décrit dans le brevet Etats-Unis n0 3 963 365 de Shallenberger Jr.. Suivant ce brevet, un corps de foret pouvant tourner autour d'un axe qui coincide avec celui du trou supporte deux lames se présentant sous la forme de pièces rappor- tées tranchantes et pointables. Lorsque le foret est entraîné en rotation, l'une des pièces rapportées coupe la partie centrale du trou, tandis que l'autre pièce rapportée coupe la partie périphérique. Chaque pièce rapportée peut être pointée et/ou inversée périodiquement afin d'amener une arête tranchante non usée en position de coupe et, si toutes les arêtes disponibles sont usées, cette pièce peut être démontée du corps de foret et être remplacée par une nouvelle pièce. Le foret décrit dans le brevet de Shallenberger Jr. convient particulièrement bien pour percer des trous de diamètre relativement grand. Toutefois, il ne se prête pas très bien pour le perçage de trous de diamètre relative- ment petit en raison de la difficulté que présente l'in- troduction de deux pièces rapportées ou de deux lames dans un trou relativement petit. Il existe des forets munis d'une seule lame, mais - à la connaissance du déposant - la lame d'un tel foret forme le trou en faisant une seule coupe dont la largeur dans le sens du rayon correspond au rayon du trou. En d'autres mots, la lame arrache un copeau et forme le trou en traçant un chemin qui s'étend radialement du centre à la paroi du trou. L'objet de la présente invention est de fournir un foret nouveau et perfectionné, de petit diamètre, n'ayant qu'une seule lame qui est construite de manière nouvelle afin d'effectuer deux coupes dans le trou pour arracher le copeau, ce qui a pour effet de faciliter le perçage et d'améliorer l'évacuation des copeaux hors du trou. Un objet plus précis de l'invention vise à atteindre le but précité en procurant une lame faite d'une seule pièce munie d'une arête transversale tranchante formée d'arêtes tranchantes intérieure et extérieure de type nouveau faisant face à des côtés opposés mais dirigées toutes deux dans le sens de la rotation du foret. Quand le foret est entraîné en rotation, l'arête tranchante in- térieure coupe la partie centrale du trou, tandis que l'arête tranchante extérieure, qui est opposée à la première, coupe la partie restante du trou en un endroit qui est diamétralement distant de la coupe faite par l'arête intérieure. De cette manière, la lame unique est capable de faire un trou de petit diamètre et, en même temps, la coupe est subdivisée et produit deux copeaux qui s'échappent du trou par des chemins diffé- rents. Un autre objet de l'invention consiste à procurer une lame du type prémentionné qui peut être facilement démontée et remplacée et qui a, de préférence, la forme d'une pièce rapportée pointable pourvue de plusieurs arêtes tranchantes susceptibles d'être amenées sélec- tivement dans une position de coupe. L'invention concerne également une lame ou une pièce rapportée ayant des arêtes tranchantes, des faces de coupe et des faces de dépouille disposées de façon particulière qui, toutes prises ensemble, permettent à une seule arête transversale d'effectuer séparément deux coupes radiales en deux endroits à peu près dia- métralement opposés. Ces objets et avantages de l'invention et d'au- tres encore apparaîtront plus clairement dans la descrip- tion détaillée ci-après et dans les dessins annexés. La figure 1 montre une vue en perspective d'un nouveau foret perfectionné, possédant les caractéristi- ques originales de la présente invention. La figure 2 montre une vue en élévation agrandie de la pointe du foret représenté à la figure 1. Les figures 3 et 4 sont des vues partielles en élévation du foret suivant les directions 3-3 et 4-4, respectivement,de la figure 2. Ces figures 3 et 4 montrent, en traits mixtes, la position de la lame quand elle a été entraînée en une rotation d'environ 1800 autour de l'axe du trou. La figure 5 est une vue schématique qui montre, au moyen de traits continus, la lame positionnée dans un trou et, au moyen de traits mixtes, la lame qui a été entraînée en une rotation d'environ 180 autour de l'axe du trou. Les figures 6, 7 et 8 sont des vues analogues à celle de la figure 5, mais montrent trois autres formes de réalisation d'une lame présentant les nouvelles carac- téristiques de l'invention. La figure 9 est une vue en perspective montrant la lame des figures 1 à 5 dans l'exécution en une pièce rapportée pointable pourvue de plusieurs arêtes. Comme on le montre dans les figures à titre d'illustration, l'invention consiste en un foret 10 qui sert à percer un trou 11 (figures 2 et 5) substan- tiellement cylindrique dans une pièce 12. Le foret comprend un corps allongé 13 (figure 1) en acier à haute teneur en carbone ayant une extrémité en pointe 14 et une extrémité opposée en forme de tige ou de queue 15. La partie du corps constituée par l'extrémité en forme de queue consiste en un cylindre de plus grand diamètre, pouvant être adap- té dans les mâchoires d'un mandrin (non dessiné) entraî- nant la queue autour de son propre axe, qui correspond à l'axe 20 du trou. La rotation s'effectue ici dans le sens contraire aux aiguilles d'une montre, comme le montre la figure 2. Une barre 21 qui fait partie du corps 13 et dont la dimension transversale maximale est sensiblement infé- rieure au diamètre du trou 11 est fabriquée d'une pièce avec la queue 16 en la prolongeant. Deux faces à angle droit 22 et 23 de la barre sont lisses et planes tandis que la surface restante de la barre est incurvée autour de l'axe 20 suivant la forme d'un cylindre. Chaque côté plat se situe dans un plan correspondant à une corde qui est décentrée radialement par rapport à l'axe 20 et qui lui est parallèle. Quand la barre 21 est entraînée en rotation dans le sens contraire de celui des aiguille d'une montre, la surface plane 22 précède la surface plane 23 dans le sens de la rotation et les deux précèdent la surface cylindrique. Une poche pour le logement d'une lame 25 est prévue à l'extrémité de la barre 21 et est formée par une plate- forme plane 26 (figure 1) et par un épaulement plan 27 situé au bout intérieur de la plate-forme. La plate- forme 26 est parallèle à la surface plane 23 mais est décentrée de l'axe 20 dans la direction opposée; par con- séquent la surface plane 23 et la plate-forme 26 sont si- tuées aux côtés opposés de l'axe. L'épaulement 27 forme un angle droit avec la surface de la plate-forme 26 et est incliné par rapport à l'axe 20 comme le montre la figure 3. De préférence, on pratique dans la plateforme un taraudage 28 (figures 2 et 4) pour le logement d'une vis de blocage 29 servant à serrer la lame 25 contre la plate-forme 26 et l'épaulement 27 de manière amovible. Suivant la présente invention, la lame 25 est constituée d'une seule pièce et est munie d'une seule arête tranchante qui coupe la partie centrale du trou 11 et qui coupe, en même temps, la partie périphérique du trou en un endroit diamétralement espacé de celui de la coupe centrale. De cette manière, une lame relativement petite peut forer un trou de diamètre relativement petit et, en même temps, arracher le métal en deux copeaux sé- parés qui peuvent être évacués du trou en deux endroits différents. La vitesse et l'efficacité du perçage sont ainsi accrues par rapport à un foret muni d'une seule lame dont l'arête tranchante trace un chemin correspon- dant au rayon du trou. Dans une forme d'exécution préférée, la lame 25 a la forme d'une plaquette plate en carbure de tungstène ou en un autre matériau convenant pour des outils de coupe, cette plaquette ayant sensiblement la forme d'un polygone équilatéral. Dans l'exemple particulier représen- té, la plaquette 25 est globalement carrée et munie d'un perçage 30 (figures 2 et 3) central, chanfreiné en cône, pour le logement de la vis de blocage 29. Le perçage 30 joint deux surfaces faciales 31 et 32 (figures 3 et 4) dirigées en des sens opposés. Quatre faces latérales 33, 34, 35 et 36 joignent les deux surfaces opposées. Dans la plaquette 25 représentée aux figures 1 à 5, les faces latérales 33, 34 et 35 sont planes et lisses et forment des angles droits avec les surfaces 31 et 32. Quand la plaquette 25 est en position de coupe sur la barre 21, la surface faciale 31 est serrée contre la plate-forme 26, tandis que la face latérale arrière 34 est face à face avec l'épaulement 27. Du fait de l'inclinaison de l'épau- lement 27, la face latérale 33 s'écarte de la paroi du trou 11 au fur et à mesure qu'elle se rapproche de la queue 16 et elle dégage donc la paroi du trou quand le foret 10 est entraîné en rotation. Suivant l'invention, la partie extérieure de la plaquette coupante 25 est pourvue de deux faces de coupe 41 (figure 4) et 42 (figure 3) et sont opposées l'une à l'autre mais qui sont dirigées toutes deux dans le sens de la rotation du foret 10. La face de coupe 41 est définie par l'amincissement de l'extrémité de la surface faciale 31 adjacente à un coin de celle-ci tandis que 2-498100 la face de coupe 42 est définie par l'extrémité plate de l'autre surface faciale 32 adjacente au coin transversa- lement opposé au premier. Une arête tranchante 51 s'étend le long de la face de coupe 41 en y étant adjacente et est définie par l'intersection de la face de coupe 41 avec une face de dépouille 61 (figure 5). La surface de dépouil- le 61 est réalisée sur une partie de la face latérale 36 et se situe dans un plan incliné par rapport à l'axe 20 du trou 11 suivant une direction qui assure l'évacuation axiale nécessaire entre l'arête tranchante 51 et le fond du trou. Lorsque la plaquette 25 est examinée dans la position de la figure 3, la face de dépouille 61 est située dans un plan incliné vers le haut et vers l'arrière. La pointe de la barre 21 est sectionnée en-dessous de la face de coupe 41 le long d'une surface inclinée marquée par 53 dans la figure 4 afin de découvrir la face de coupe 41 et l'arête tranchante 51. Une deuxième arête tranchante 52 s'étend le long de la face de coupe 42 en y étant adjcente et est définie par l'intersection de la face de coupe 42 avec une deuxième face de dépouille 62 (figures 4 et 5). La face de dépouille 62 est formée par la partie restante de la face latérale 36 et a une inclinaison opposée à celle de la face de dépouille 61 afin d'assurer un dégagement axial entre l'arête de coupe 52 et le fond du trou 11. En d'autres mots, la face de dépouille 62 est située dans un plan qui est incliné vers le bas et vers l'arriè- re, si on examine la plaquette 25 telle que représentée à la figure 3. Comme on le montre à la figure 5, l'arête tran- chante 51 croise l'axe 20 du trou ll et s'étend exté- rieurement d'un côté de l'axe en direction de la paroi du trou. L'arête tranchante 51 est disposée suivant un angle de coupe positif et comporte une partie rectili- gne 55 qui est inclinée de façon assez éloignée de l'extrémité arrière ou de la queue 15 du corps 13 au fur et à mesure qu'elle s'écarte de l'axe 20. A l'extrémité extérieure 56 de la partie rectiligne 55, l'arête tran- chante 51 comporte une brève partie 57 inclinée dans une autre direction et qui s'avance vers la queue 15 du corps au four et à mesure qu'elle s'écarte de l'axe. Suivant l'invention, l'arête tranchante 51 parcourt, de l'axe 20 vers l'extérieur du trou, une distance effective prédé- terminée A (figure 5) inférieure au rayon du trou Il et, de préférence mais pas nécessairement, égale à la moitié du rayon. L'arête tranchante 52 parcourt, de la paroi du trou vers l'autre côté de l'axe, une distance effective B qui correspond à la différence entre la distance A et le rayon du trou 11. L'arête tranchante 52 est disposée, de préférence, suivant un angle de coupe négatif et com- prend une partie rectiligne 58 qui s'éloigne de la queue du corps 13 au fur et à mesure qu'elle s'écarte de la paroi du trou vers le centre, l'extrême bout de la partie rectiligne de l'arête tranchante 52 étant arrondie comme indiqué par 59. A la figure 5, la plaquette 25 dessinée en traits continus est montrée dans une position qu'elle occupe quand le foret 10 est dans une position angulaire quel- conque. Les traits mixtes montrent la plaquette quand le foret a tourné de 1800 par rapport à la position pré- cédente. Comme on le voit, l'arête tranchante 51 coupe la partie centrale du trou Il en partant de l'axe 20 et, lorsque le foret est entraîné en rotation, cette arête effectue un enlèvement de matière central de diamètre C. En même temps, l'arête tranchante 52 effectue un enlève- ment de matière annulaire ayant une amplitude radiale B, ce panneau formant la partie périphérique du trou 11, mais cette coupe est à tout moment décalée d'environ 180' par rapport à la coupe faite par l'arête 51. Ainsi, deux copeaux différents se forment en deux endroits différents et chacun de ces copeaux a une largeur inférieure au rayon du trou Il. Par conséquent, le copeau global est brisé et les deux parties s'échappent simultanément par deux chemins séparés, ce qui favorise l'efficacité de la coupe grâce à la réduction de l'influence des copeaux. Les copeaux formés par l'arête tranchante 52 s'échappent du trou le long de la surface plane 23 de la barre 21, tandis que les copeaux formés par l'arête tranchante 51 s'échappent du trou le long de la surface inclinée 53 et le long de la surface plane 22 de la barre. Comme on le montre à la figure 5, le point extrême 56 de la partie rectiligne 55 de l'arête tranchante 51 est décalé axialement devant le point extrême le plus interne 65 de la partie rectiligne 58 de l'arête 52. Par conséquent, l'arête tranchante 51 assure le dégage- ment pour la longueur non coupante D (figure 5) de l'arête comprise entre l'axe 20 et le point le plus interne 66 de la partie efficace du tronçon rectiligne 58 de l'arête tranchante 52. En d'autres mots, en effet, l'arête tran- chante 51 travaille pour le tronçon non coupant D en arra- chant du métal qui, s'il n'était pas éliminé, serait heurté par le tronçon non coupant et risquerait de le fendre et de la briser. Lorsque la lame 25 est sous forme de plaquettes tenues par une vis, on peut l'enlever et la remplacer facilement, quand les arêtes tranchantes 51 et 52 sont usées. La plaquette a, de préférence, la forme d'une lame rapportée pointable qui comporte plusieurs jeux d'arêtes tranchantes comme on l'a représenté par 25A à la figure 9. La face latérale 36 de la pièce rappor- tée 25A comprend les arêtes tranchantes 51 et 52 iden- tiques à celles de la plaquette 25. En outre, la face latérale 34 de la pièce rapportée 25A est pourvue d'un jeu d'arêtes tranchantes 51A et 52A identiques, ou l'arête tranchante 51A est adjacente à la surface faciale 32 et l'arête 52A adjacente à la surface faciale 31. Lorsque les arêtes 51 et 52 sont usées, on peut amener les arêtes tranchantes 51A et 52A en position de coupe active en inversant la pièce 25A et en la faisant pivoter de 1800 sur les faces latérales. Si on utilise la pièce A de la figure 9, l'épaulement 27 de la poche dans le corps 13 peut être modifié convenablementde façon que la face latérale inactive 34 ou 36 soit bien serrée contre l'épaulement. Une lame modifiée 25B est représentée à la figure 6. Dans ce cas, l'arête tranchante 51B s'étend de l'axe vers l'extérieur dans la même direction que l'arête tranchante 51, mais se termine par un arrondi 56B. L'arête tranchante 52B a la même forme que l'arête tran- chante 52 mais sa partie droite 58B se rapproche de la queue 15 du corps 16 au fur et à mesure qu'elle s'écarte de la périphérie du trou 11 vers le centre. Les forces de coupe appliquées sur les arêtes tranchantes 51B et 52B sont orientées globalement dans le sens des flèches de la figure 6 et s'opposent l'une à l'autre de manière à favoriser l'équilibre radial et à réduire les flexions radiales du foret. Une autre lame modifiée 25C est représentée à la figure 7. Dans cet exemple, les arêtes tranchantes 51C et 52C sont inclinées comme les arêtes 51 et 52, mais se trouvent sur une même droite. L'arête tranchante 51C se termine par un arrondi 56C. La figure 8 représente une autre variante de la lame, en 25D. Dans ce cas, l'arête tranchante 51D com- prend une partie rectiligne oblique 55D et une partie rectiligne 57D, inclinée de façon contraire. L'arête tranchante 52D comprend également une partie rectiligne oblique 58D et une partie rectiligne 70D inclinée de façon contraire. Les forces de coupe appliquées aux arêtes tranchantes sont orientées globalement dans le sens des flèches de la figure 8, de sorte que la lame présente un bon équilibre radial. Revendications 1. Foret (10) servant à percer un trou (11) substantiellement cylindrique de diamètre prédéterminé dans une pièce (12), caractérisé en ce qu'il comporte un corps allongé (13), pouvant être entraîné en rotation dans une direction prédéterminée autour d'un axe donné (20) coïncidant avec l'axe du trou, ledit corps comprenant une tige ou queue (15) et une extrémité en pointe (14) munie d'une lame (25), en ce que ladite lame (25) qui est constituée d'une seule pièce en un matériau pour outil de coupe, comprend une première (41) et une deuxième faces de coupe (42) qui font face à des côtés opposés mais qui sont toutes deux dirigées dans le sens de la rotation, l'extrémité de ladite lame ayant une première arête tranchante (51) adjacente à la première face de coupe (41) et allant d'un côté de l'axe (20) vers la périphérie de la lame sur une distance effective prédé- terminée, plus petite que le rayon du trou (11) de sorte que cette première arête tranchante (51) coupe la partie centrale du trou (11) quand le corps (13) est entraîné en rotation, et l'extrémité de ladite lame ayant une deuxième arête tranchante (52) adjacente à la deuxième face de coupe (42) et allant de la périphérie de la lame vers l'autre côté de l'axe (20) sur une distance effec- tive égale à la différence entre le rayon du trou (11) et ladite distance effective prédéterminée, de sorte que cette deuxième arête tranchante coupe la partie périphérique du trou (11) quand le corps (13) est entraîné en rotation. 2. Foret suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'extrémité de la lame comporte une face laté- rale (36) qui relie les deux faces de coupe (41), (42), une première et une deuxième faces de dépouille essentiel- lement planes (61) (62) sur cette face latérale, la première arête tranchante (51) étant définie par l'intersection de la première face de dépouille (61) avec la première face de coupe (41) et la deuxième arête tranchante (52) par l'intersection de la deuxième face de dépouille (62) avec la deuxième face de coupe (42), la première face de dépouille (61) étant située dans un plan incliné dans un sens par rapport à l'axe (20) et la deuxième face de dépouille (62) étant située dans un plan incliné dans le sens opposé par rapport à l'axe (20). 3. Foret suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'extrémité de la lame (25) com- porte une surface non coupante située entre la première arête tranchante (51) et la deuxième (52). 4. Foret suivant l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la première arête tranchante (51) est inclinée par rapport à l'axe (20) de manière à s'éloigner de la queue du corps (13) au fur et à mesure qu'elle s'écarte de l'axe (20) vers l'extérieur, c'est- à-dire en direction de la périphérie de la lame (25). 5. Foret suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la deuxième arête tranchante (52) est inclinée par rapport à l'axe (20) de manière à s'éloigner de la queue du corps (13) au fur et à mesure qu'elle s'écarte de la périphérie de la lame (25) vers l'intérieur, c'est- à-dire en direction de l'autre côté de l'axe (20). 6. Foret suivant la revendication 4 caractérisé en ce que la deuxième arête tranchante (52) est inclinée par rapport à l'axe (20) de manière à se rapprocher de la queue du corps (13) au fur et à mesure qu'elle s'écarte de la périphérie de la lame (25) vers l'intérieur c'est- à-dire en direction de l'autre côté de l'axe (20). 7. Foret suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la lame (25) consiste en une plaquette substan- tiellement plane, réalisée en un matériau pour outils de coupe, et est pourvue d'un moyen permettant de la fixer de manière amovible à l'extrémité de la partie en pointe du corps (13). 8. Foret suivant la revendication 7 caractérisé en ce que la plaquette (25) a substantiellement la forme d'un polygone équilatéral, la première et la deuxième arêtes tranchantes (51) (52) étant réalisées le long d'un côté de ce polygone, et en ce qu'une seconde paire de première et deuxième arêtes tranchantes (51A) (52A), identique à la première, est réalisée le long d'un autre côté dudit polygone. 9. Foret suivant la revendication 8 caractérisé en ce que les arêtes tranchantes de la première paire et celles de la seconde paire sont situées le long des côtés opposés du polygone, la première arête tranchante de la première paire étant adjacente à une face du polygone, la seconde arête tranchante de la première paire étant adjacente à la face opposée du polygone, la première arête tranchante de la deuxième paire étant adjacente à ladite face opposée du polygone et la deuxième arête tranchante de la deuxième paire étant adjacente à ladite face du polygone.