Brevet FR2489191A1 — publié le 19820305

L'invention concerne un foret de rigidité accrue, conçu pour percer des trous, spécialement des trous profonds, avec une efficacité de coupe améliorée. Les forets classiques sont munis, à la périphérie extérieu- re de la tige, de goujures ou cannelures hélicoïdales pour l'évacuation des copeaux. es cannelures présentent un rapport de largeur atteignant environ l de façon que la tige possède une faible rigidité en torsion et en flexion. Par conséquent, le foret n'est pas capable de couper effica- cement des pièces, spécialement pour former des trous profonds. En outre, étant donné que la tige possède une faible rigidité, le foret n 'arrive pas à former des trous exactement circulaires et définis par une surface de faible rugosité. Un but de l'invention est de fournir un foret coeprenant une tige de rigidité accrue et pouvant donc présenter de meilleures qualités de coupe pour le perçage de trous, spécialement de trous profonds. Un autre but de l'invention est de fournir un foret ccmpor- tant une tige de rigidité accrue et permettant d'évacuer régulièrement les copeaux. Un autre but est de fournir un foret présentant des arêtes principales qui forment des copeaux de largeur réduite de façon que les copeaux puissent être évacués avec une résistance réduite. Un autre but est encore de fournir un foret présentant des cannelures d'évacuation de copeaux qui soient faciles à façonner, le foret étant conçu pour donner des copeaux qui se brisent en mrceaux de longueur appropriée et qui deviennent faciles à manipuler lorsqu'ils sont évacués. Ces buts ainsi que d'autres buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux dans la description suivante, portant sur des modes d'exécution représentés par les dessins annexés sur lesquels - la figure l est 'une/9eévation latérale d'un foret selon l'invention; - la figure 2 montre le foret vu par le bas - la figure 3 est une élévation par la droite montrant la partie terminale antérieure du foret de la figure i; - la figure 3a est une vue de détail de la figure 3, à échelle agrandie; la figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure i; - la figure 5 est une vue par le bas d'un autre foret selon l'invention; 248919 t -2 - - la figure 6 est une. élévation latérale d'un autre foret selon l'invention - la figure 6a est une vue d'un détail de la figure 6, représenté à échelle agrandie; - - la figure 7 est une vue par le bas du foret de la figure 6; - la figure 8 est une élévation par la droite montrant la partie terminale antérieure du foret de la figure 6; - la figure 9 est une élévation latérale de la partie ter- rinale antérieure d'un autre foret selon l'invention; - la figure 10 est une élévation latérale de la partie ter- minale antérieure d'un autre foret selon l'invention et, - la figure 11 est une coupe suivant la ligne XI-XI de la figure 6. Sur les figures 1 à 4, on a indiqué en 1 la tige d'un fo- ret. Deux listels 2, 2 sont fixés à l'extrémité antérieure de la tige 1, par exemple par brasage. Chacun des listels présente une arête principale 8 de forme telle que, vue par le bas, elle présente une grande courbure au centre du foret et s'étend approxinmativement en ligne droite en direc- ticn de la périphérie extérieure du foret. Un évidement 4 est formé le long d'une face de détalonnage 21 du listel 2 au voisinage de la jonction entre la partie courbe et la partie rectiligne de l'arête principale 8, de façon que l'arête principale 8 soit divisée en partie courbe et partie rectiligne. Les deux évidements 4,4 peuvent être placés sur la méme circonférence ou sur des circonférences différentes. Alors que l'arête principale 8 présente au centre la forme d'une courbe à grande courbure pour assurer une efficacité de coupe amélio- rée, l'arête 8 peut présenter une petite courbure dans la partie périphéri- que du foret au lieu d'être rectiligne comme on l'a représenté. L'évidement 4 qui divise l'arête principale 8 en partie centrale et partie périphérique peut être formé le long de la face de dégagement 22 du listel 2. Dans la partie du foret qui est opposée à l'arête princi- pale 8 et à la face de dégagement 22 est formé un logement de copeaux 5 qui se continue par une cannelure ou goujure d'évacuation de copeaux 3 for- mie dans la tige 1, dans sa direction axiale. A l'extrémité de base de la tige 1, la cannelure 3 présente une partie de fond 30 de profondeur pro- gressivement décroissante. Les cannelures d'évacuation de copeaux 3 peuvent avoir la forme indiquée en trait mixte sur les figures 3 et 4. Un canal traversant la tige 1 peut s'ouvrir à la face supérieure 6 de la tige pour -3- amener un liquide de refroidissement à l'extrémité du foret pendant la coupe afin d'éviter que le listel brasé ne soit enlevé sous l'action de la chaleur. Les figures 6 à 8 montrent un autre mode d'exécution présen- tant deux arêtes principales 8 comprenant chacune une partie centrale courbe et une partie extérieure. Une partie en gradin 14 est formée entre ces parties d'arête pour assurer entre elles une différence de niveau. Les deux parties en gradin 14, 14 peuvent être placées sur la mrme circon- férence ou sur des circonférences différentes. Dans la mesure o la partie en gradin 14 est placée entre l'axe du foret et la périphérie extérieure de celui-ci, la partie en gradin 14 peut être située plus prés de l'axe ou de la périphérie extérieure que 1 'emplacement représenté. Deux ou plusieurs parties en gradin 14 peuvent être forménes dans chacune des arêtes princi- pales 8. La figure 9 montre un autre mode d'exécution dans lequel chaque arête principale comprend une partie centrale 8, une partie extérieu- re 80 et une partie en gradin 14 entre celles-ci. La partie extérieure d'arête 80 fait un angle droit avec l'axe du foret. La figure 10 montre un autre mode d'exécution ccmportant une partie centrale d'arête 8 et une partie extérieure d'arête 81 inclinées en des sens opposes. Dans ces modes d'exécution représentés, les parties extérieures d'arête 80, 81 font saillie vers l'avant au-delà d'un trait mixte 88 qui part de la partie centrale d'arête 8 de sorte que la ligne de prolongement 88 coupe les parties d'arête , 81. Toutefois, la ligne de prolongement ne coupe pas toujours nécessai- rement la partie extérieure d'arête. Dans les modes d'exécution décrits ci-dessus, la cannelure d'évacuation de copeaux 3 présente une ouverture qui a une aire réduite à la périphérie extérieure du foret. Alors que la cannelure classique d'éva- cuation de copeaux présente une grande ouverture coanre indiqué en traits interromous 9 sur les figures 4 et 11, la cannelure 3 de l'invention présente une partie périphérique extérieure étroite coeme indiqué en trait plein. Etant donné que la réduction de l'aire de section de la tige au voisinage de sa périphérie extérieure, résultant de la cannelure, influence fortement la rigidité en torsion et en flexion de la tige, la réduction est moindre quand cette cannelure 3 présente la forme décrite ci-dessus, ce qui fait que la tige présente une rigidité en torsion et en flexion très améliorée. L'amélioration de la rigidité en torsion et en flexion élimine la déviation axiale ou vibration du foret, que l'on observe de façon notable dans les forets à tige allongée destinés à percer des trous profonds. Par conséquent, le foret de l'invention forme des trous ayant une exactitude améliorée en - 4- ce qui concerne leur forme circulaire et le caractère lisse de la surface. Les figures 4 et 11 montrent un angle a formé entre deux lignes radiales partant de l'axe o de la tige et passant par les extrémités d'ouverture de la cannelure 3, et un angle G sous-tendu par la partie péri- phérique sans cannelure de la tige. Le rapport a/e est par définition le "rapport de largeur de la cannelure". Dans les forets classiques, ce rap- port est d'environ 1 tandis que le foret de 1 'invention a un rapport de largeur de cannelure compris entre 0,5 et 0,02, de préférence entre 0,4 et 0,05 ou de préférence encore, entre 0,3 et 0,1tl. Les modes d'exécution représentés présentent un rapport a/e d'environ 0,236. Quand on utilise le foret des figures 1 à 4 pour percer, la partie centrale d'arête, à l'intérieur de l'évidement 4, forme un petit copeau tandis que la partie extérieure d'arête, à l'extérieur de l'évidement 4, forme un copeau rectiligne en forme de bande correspondant à la partie d'arête par sa largeur. Ces copeaux mantent le long de la cannelure 3 pour être évacués. Les forets des figures 6 à 11 forment des copeaux séparés par la partie centrale et par la partie extérieure d'arête. La partie cen- trale d'arête forme un copeau enroulé serré tandis que la partie extérieure d'arête forme un copeau ayant une largeur qui correspond à celle de la par- tie d'arête et qui est corrigé à une forme rectiligne pour être évacué régulièrement du fait qu'il est empêché de s'enrouler dans la cannelure. Quand l'arête principale présente la forme indiquée par les figures 6 à 8, le copeau formé par la partie extérieure d'arête est aussi poussé vers le fond de la cannelure 3 tandis que lorsque l'arête principale a la forme indiquée par la figure 9, le copeau formé par la partie extérieure d'arête est éjecté dans la direction axiale du foret ce qui fait que la surface de paroi définissant la cannelure 3 agit dans une moindre mesure contre le copeau, permettant l'évacuation du copeau avec une régularité améliorée. En outre, dans le cas de l'arête principale présentant la forme indiquée par la figure 10, le copeau formé par la partie extérieure d'arête 81 est diri- gé vers la périphérie du trou formé, l'avantage obtenu étant que le copeau risque moins d'accrocher le copeau formé par la partie centrale d'arête 8. Lorsqu'on utilise des forets classiques pour le perçage, les copeaux formés sont continus et s 'enroulent le long de la cannelure hélicoidale du foret de sorte que les copeaux s'entortillent autour du foret ou d'une partie tournante d'une autre machine-outil, ce qui est très dangereux. Par contre, selon l'invention, la partie centrale d'arête à l'intérieur de l'évidement 4 ou de la partie en gradin 14, forme des co- peaux enroulés serrés tandis que la partie extérieure d'arête, à l'extérieur - 5 - de l'évidement ou de la partie en gradin, fozrme des copeaux en forme de ban- de ayant une largeur qui correspond à la largeur de la partie d'arête. Du fait qu'ils sont amenés à passer par la cannelure 3, les copeaux en forme de bande sont empêchés de s'enrouler, ils sont redressés et ainsi, rendus faciles à briser. En conséquence, les copeaux sont évacués très régulièrement. Etant donné que la partie centrale d'arête forme de très petits copeaux et aussi parce que la partie extérieure d'arête forme des copeaux rectilignes en forme de bande, la cannelure 3 assure une évacuation régulière des copeaux mnme lorsqu'ils ont une petite largeur. Quand la cannelure d'évacuation de copeaux 3 est formée en ligne droite dans la direction axiale de la tige came on l'a représenté, les copeaux qui passent par la cannelure pendant le perçage sont brisés en morceaux appropriés par la rotation du foret. La cannelure rectiligne peut être formée pour un prix de revient très inférieur à celui des cannelures classiques et elle est donc spécialement préférable. Pour le perçage, on fait tourner le foret ou bien on fait tourner la pièce. La cannelure d'évacuation de copeaux peut aussi avoir une forme hélicoïdale autour de la tige. Deux ou plusieurs évidements 4 peuvent être formés dans chaque arête principale pour donner des copeaux de largeur encore réduite. On peut amettre l'évidement 4 quand la cannelure possède une grande aire de section. Bien que les deux arêtes principales 8 des modes d'exécu- tion précédents soient continues au centre 0, les arêtes peuvent être es- pacées l'une de l'autre d'environ 0,5 à 1 m au centre 0. A condition que les arêtes principales 8 présentent une grande courbure au voisinage du cen- tre 0, il n'est pas toujours nécessaire que les arêtes soient formées sy- métriquement. L'une des arêtes principales peut être conçue pour servir d'arête principale auxiliaire. Caome on le voit sur la figure 5, on peut utiliser des arêtes principales rectilignes 80, auquel cas le rapport de largeur de cannelure doit aussi se situer dans la gamme indiquée plus haut. Sur la figure 5, on a indiqué en 8 un ciseau. Les arêtes principales 8, 80 peuvent être formées directe- ment sur la tige ou sur des listels fixés à la tige, par exemple par brasa- ge. La matière du copeau ou de la tige n'est pas particulièrement limitée; on peut utiliser des alliages de carbure cémentés, des aciers rapides, des aciers alliés etc... Il est caractéristique de l'invention que la cannelure d'évacuation de copeaux soit formée dans la direction axiale de la tige ou en hélice, avec un plus petit rapport de largeur que les cannelures classi- - 6 - ques, mais il n'est pas nécessaire que cette cannelure possède une forme de section uniforme dans la direction axiale de la tige. Le rapport de largeur et l'aire de section de la cannelure sont variables comme cn le désire dans la direction axiale de la tige. 2 4 8 9 1 9 1 -7- REVENDICATIONS 1 - Foret caractérisé en ce que sa tige (1) présente des cannelures (3) d'évacuation de copeaux ayant un rapport de largeur catpris entre 0,5 et 0,02. 2 - Foret selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de largeur des cannelures (3) est caOrpris entre 0,3 et 0,1- 3 - Foret selon l'une des revendications 1 et 2, caracté- risé en oe qu'il cornporte deux arêtes principales (8) comprenant chacune une partie centrale, une partie extérieure et une partie en gradin (14) entre celles-ci, pour assurer une différence de niveau entre elles, vues en élévation latérale. 4 - Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que vues par le bas, les deux arêtes principales (8) ont leurs extrémités de départ placées au centre de rotation du foret et sont disposées symétriquement par rapport à un point, chacune des arêtes princi- pales ayant la forme d'une courbe qui est convexe dans le sens de rotation du foret et qui présente sa plus grande courbure dans la partie centrale. - Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chacune des arêtes principales est munie d'un évide- ment (4) le long d'une face de détalonnage (21). 6 - Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chacune des arêtes principales est formée sur un listel (2) fixé à la tige (1). 7 - Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les cannelures d'évacuation de copeaux sont fonrmées dans la périphérie extérieure de la tige, en ligne droite dans la direction axiale de la tige (1). 8 - Foret selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie centrale et la partie extérieure de l'arête principale (8) ont un angle d'inclinaison différent l'une de l'autre, vues en élévation latérale. 9 - Foret selon la revendication 4, caractérisé en ce que les extrémités de départ des deux arêtes principales sont espacées dans la partie centrale. - Foret selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' au noins deux évidements (4) sont formés dans chacune des arêtes principales. 11 - Foret selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie centrale d'arête (8) est inclinée dans un sens tel qu'elle fasse saillie progressivement vers l'avant en direction du centre et que la partie Z489 1 9 1 extérieure d'arête (80) soit perpendiculaire à l'axe de la tige. 12 - Foret selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie centrale d'arête (8) est inclinée dans un sens tel qu'elle fasse saillie progressivement vers l'avant en direction du centre et que la partie extérieure d'arête (81) soit inclinée en sens opposé à ce sens d'inclinaison. 13 - Foret selon la revendication 1, caractérisé en ce que vu par le bas, il présente un ciseau en sa partie centrale et des arêtes principales rectilignes à l'extérieur de la partie centrale. 14 - Foret selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'une des deux arêtes principales a une plus petite largeur et sert d'arête principale auxiliaire. - Foret selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les cannelures d'évacuation de copeaux (3) sont formées en hélice dans la périphérie extérieure de la tige (1)