Brevet FR2490519A1 — publié le 19820326

Foret de perçage, son procédé de fabrication et son mode d'utilisation. L'invention concerne un foret de perçage et notamment un foret pour le perçage de trous profonds. L'invention vise également un procédé de fabrication d'un tel foret et un procédé de perçage au moyen de ce foret. Le perçage de trous ayant des profondeurs supérieures à cinq fois leur diamètre pose de sérieux problèmes. Jusqu'à cette profondeur, on peut utiliser des forets relativement courants et bon marché, tels que des forets hélicoidaux, sans avoir à recourir à une technologie onéreuse ou à ralentir l'opération de perçage. Lorsque le trou a une profondeur égale à cinq fois son diamètre, on peut le percer rapidement avec un foret hélicoïdal normal mais au delà de cette profondeur, en raison des copeaux rubanés produits, on doit dégager le foret pour éliminer les copeaux des passages du foret. Le perçage s'effectue donc par "avance et recul. On a proposé de munir ces forets hélicoidaux d'une alimentation d'huile, les forets comportant un passage pour l'huile tout le long de la mèche pour permettre au fluide de refroidissement d'entre envoyé vers les bords coupants. Toutefois, cela ne résoud pas le problème de la formation de copeaux rubanés et là encore, on doit procéder par à-coups. Le procédé classique de perçage de trous profonds consiste à utiliser des forets creux. Ces forets creux sont généralement constitués par un tube creux en acier équipé d'une tette de coupe rapportée en carbure de tungstène. Un lubrifiant de refoidissment est fourni sous pression élevée (jusqu'à 70 kg/cm2) par l'intérieur du foret jusqu'au bord unique de la tette de coupe. Avec une pression aussi élevée, les copeaux se présentent sous forme de pétales qui sont éliminés par un passage de dégagement formé à l'extérieur du foret. L'action de perçage de ces forets est satisfaisante et donne un bon fini de surface à l'alésage percé en raison de la configuration de la tette en carbure de tungstène et des tampons de polissage qui lui sont associés. Cependant, il n'est pas possible d'utiliser des forets creux avec des tours ou des perceuses ordinaires car il faut un outillage spécial. Il faut en particulier prévoir un équipement spécial pour l'alimentation en fluide de refroidissement sous pression élevée. En outre, la zone d'usinage doit entre complètement enclose, en raison de la pression à laquel le les copeaux sont éjectés. De plus, le prix de revient du foret creux proprement dit est élevé du fait de la difficul- té relative de fabrication d'une tette et d'un tube de foret ayant une section en forme de haricot. L'invention vise un foret pour perçage profond qui évite ou réduise sensiblement les inconvénients précités. Le foret de perçage profond suivant 1 ' invention comprend : un tube creux d'une seule pièce à l'une des extrémal tés duquel est fixée une tete decoupe, une ouverture étant définie dans la tete de coupe pour constituer un orifice de sortie pour le tube creux, celui ci comportant un passage de dégagement des copeaux de 1860 ou plus. L'invention a également pour objet un procédé de fa brication d'un foret de perçage profond qui consiste à former par emboutissage. un tube cylindrique ou sensiblement cylindrique à la configuration désirée, à fixer un support à l'une des extrémités du tube et une eête de coupe à son autre extrémité. L'invention vise également un procédé de perçage de trous profonds qui consiste à percer le trou avec un foret comprenant un tube creux d'une seule pièce à l'une des extrémités duquel est fixée une tette de coupe percée de manière à constituer un orifice de sortie pour le tube creux d'une seule pièce, celui-ci présentant un dégagement pour les copeaux de 1800 ou plus ; et à envoyer dans le tube creux un lubrifiant de refroidissement sous forme d'un brouillard sous faible pression. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen des des sins annexés qui représentent à titre non limitatif plusieurs modes de réalisation de l'invention. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de côté d'un premier mode de réalisation d'un foret suivant l'invention 3 - la figure 2 est une vue en coupe montrant la structure intérieure du foret - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, mais représente le foret équipé d'un tube intérieur pour les forets de plus grand diamètre - la figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne IV-IV de la figure 2 ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale suivant la ligne V-V de la figure 3 ;; - la figure 6 est une schématique montrant l'utilisé sation d'un foret suivant 11 invention dans un tour automatique classique à une seule broche. Sur les figures 1 et 2, on a représenté un foret pour perçage profond qui comprend un tube creux 1 qui s'étend d'un support 2 à une tête de coupe 3, fixée de façon appropriée à l'extrémité du tube 1. Le tube a une section en D dont le côté plat 4 s'étend approximativement le long de l'axe du trou à forer, le bord de coupe 5 et la face 6 de la tête de coupe colncidant exactement avec l'axe du diamètre du trou. La tête de coupe 3 est avantageusement pourvue de tampons de polissage. Comme il ressort de la figure 2, la tette de couve 3présente un passage longitudinal 7 de diamètre réduit par rapport à l'espace libre 8 à l'intérieur du tube 1, qui forme une sorte de buse par laquelle le fluide de refroidissement et de lubrification peut s'écouler, généralement sous forme de brouillard. Au niveau du support 2, le tube de section en D devient circulaire. Pour fabriquer le foret pour le tube creux, on utilise avantageusement un tube d'acier au molybdène et au chrome de section circulaire. On lui confère la section désirée par emboutissage au moyen de presses appropriées. On peut ainsi obtenir une section en D dont le côté plat s'étend le long de l'axe du tube initial que l'on peut conserver à uoeextrémité pour faciliter sa fixation à l'intérieur du support 2. Les problèmes de centrage sont ainsi réduits ou éliminés. A l'autre extrémité du tube 1, on fixe une tête de coupe 3 en carbure de tungstène. La fixation de la texte 3 et du support 2 sur le tube 1 s'effectue avantageusement par brasage. L'emboutissage du tube d'acier constitue un procédé de fabrication simple et bon marché qui permet l'emploi d'un tube standard et évite les opérations de laminage ou autres de formage du tube avec les défauts qui en résultent et qu'il faut rectifier. On notera également l'économie de ma tériau réalisée car, en raison de l'opération d'emboutissage, la portion de perçage est de plus grand diamètre que le tube initial du fait de la redistribution du matériau. Bien entendu, on peut utiliser d'autres matériaux, tels que l'acier inoxydable, le matériau décrit ne constituant qu'un exemple non limitatif. Une telle structure convient aux forets de petit et de moyen diamètre. Pour les forets de plus grand diamètre, la section du passage à l'intérieur du tube 1 est trop large pour permettre l'écoulement souhaité de broullard sans condensation vers la buse ou passage 7 de plus petit diamètre de la tette de coupe 3. Dans ces forets, on utilise un tube intérieur 9 pour le passage du liquide (figures 3 et 5). Ce tube 9 est avantageusement embouti dans le support 2 à l'une de ses extrémités, et brasé ou soudé à la tête de coupe à son autre extrémité. Le foret suivant l'invention peut être utilisé avec de nombreux tours ou dispositifs de perçage, dont l'un est représenté sur la fiture 6. Les forets selon l'invention peuvent par exemple autre utilisés avec une longueur non supportée représentant 30 fois leur diamètre. Avec un support intermédiaire, il n'y a pas de limite théorique. L'alimentation en brouillard lubrifiant de refroidissement peut comprendre avantageusement de l'huile soluble pour perçage mélangée avec de l'eau. Il est préférable d'utiliser un dispositif générateur de brouil lard qui fournit un brouillard dès l'entrée du passage du foret. Ce brouillard peut comprendre un mélange de sept parties d'eau pour une partie d'huile soluble haute pression et peut être utilisé à n'importe quelle pression de 1 kg/cm2 jusqu'à 5 kg/cm2 par exemple, bien que des pressions plus élevées puissent également tre utilisées.On s'est aperçu que les meilleurs résultats sont obtenus avec une pression comprise entre 3 et 3,5 kg/cm2. Les diamètres habituels des forets sont de l'ordre de 3 mm à 35 mm. La figure 6 montre un outillage approprié pour i'utilisation d'un foret de perçage suivant l'invention. On a représenté schématiquement sur cette figure un agencement classique de chariot porte-tourelle pour tour automatique a une seule broche. Dans cet agencement, la pièce à usiner 28 tourne et le foret 21 est fixe. Le montage du foret 21 s'effectue au moyen d'un porte-outil spécial 22 qui comporte un passage approprié 23 pour le brouillard de lubrifiant de refroidissement, relié au passage du foret 21. Au porte-outil 22 est également fixé un déflecteur 24 de copeaux et de brouillard destiné à recevoir et å évacuer le lubrifiant de refroidissement en retour ainsi que les copeaux produits par l'opération de perçage. Comme indiqué plus haut, le foret 21 est alimenté en brouillard lubrifiant et à cet effet un dispositif de mise en pression 25 est utilisé pour fournir le mélange d'air et de fluide de refroidissement sous forme de brouillard.La quantité de brouillard sous pression fournie est controlée par une soupape de commande 26 qui contrôle l'alimentation en brouillard alrthuile du porte outil 22 par un conduit séparé d'alimentation 27. Avec un tel agencement, on peut utiliser le foret de l'invention pour percer des trous relativement profonds dans la pièce à usiner 28 à une vitesse relativement grande sans qu'il soit nécessaire de procéder par avance et recul, grâce au refroidissement et à la lubrification assurés par le brouillard airshuile. L'huile est en grande partie effectivement consommée pendant l'opération de perçage de sorte que la quantité de fluide en retour est faible, ce qui rend l'opération relativement propre. Toutefois, la pression du brouillard air/huile est suffisante pour provoquer l'évacua- tion des copeaux par le passage relativement large prévu à cet effet dans le foret. Le tour représenté sur la figure 6 comporte un foret fixe et une pièce à usiner tournante mais il est évident qu'on pourrait aussi bien utiliser un foret tournant et une pièce à usiner fixe. Il ressort de ce qui précède que le foret pour peut çage profond suivant l'invention peut 8tre adapté sur des tours ou machines de perçage analogues avec minimum de frais, sans nécessiter pour son emploi d'équipement technologique onéreux ou d'alimentation en lubrifiant sous pression élevée. Le procédé de fabrication du foret suivant l'invention est en outre particulièrement simple et bon marché. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Foret pour le perçage de trous profonds, caractérisé en ce qu'il comprend : un tube creux d'une seule pièce, une tette de coupe fixée à l'une des extrémités dudit tube creux, une ouverture définie par ladite tette de coupe pour constituer un orifice de sortie pour ledit tube creux et un passage de dégagement de copeaux de 1800 ou plus défini par ledit tube creux. 2. Foret suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un tube intérieur disposé dans le tube creux précité pour ltalimentation en lubrifiant de refroidissement de la tette de coupe. 3. Foret suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'orifice de sortie de la tete de coupe et le passage pour le lubrifiant dans ladite tete forment un orifice pour du lubrifiant de refroidissement sous forme atomisée. 4. Foret suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation en lubrifiant de refroidissement sous faible pression. 5. Foret suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une alimentation en lubrifiant de refroidissement sous forme de brouillard. 6 Foret suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tube creux d'une seule pièce est constitué par un tube ayant une section en forme de "D" dont le côté plat s'étend sensiblement le long de l'axe de rotation du foret. 7. Foret suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le tube creux d'une seule pièce est constitué par un tube circulaire embouti en forme de "D". 8. Procédé de fabrication d'un foret pour perçage de trous profonds, caractérisé en ce qu'il consiste à former par emboutissage un tube cylindrique ou sensiblement cylindrique à la configuration voulue et à fixer un support à l'une des extrémités dudit tube et une tête de coupe à l'autre extrémité dudit tube. 9. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on confère au tube cylindrique une section en D sur la majeure partie-de sa longueur, le c6té plat du D s'étendant approximativement le long de l'axe du reste du tube. 10. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que, avant fixation du support et de la tete de coupe sur le tube, on introduit dans ledit tube formé un tube de plus petit diamètre qu'on relie également audit support et à ladite tette de coupe. 11. Procédé suivant la revendication 10, caractérisé en ce que l'on confère au tube cylindrique une section en D sur la majeure partie de sa longueur, le côté plat du D s'étendant sensiblement le long de l'axe du reste du tube. 12. Procédé suivant la revendication 8, caractérisé en ce que le tube est fait en acier au molybdène-chrome et est fixé par brasage à un support en acier à l'une de ses extrémités et à une tête de coupe au carbure de tungstène à son autre extrémité. 13. Procédé de perçage de trous profonds qui consiste à percer un trou avec un foret comprenant un tube creux d'une seule pièce à l'une des extrémités duquel est fixée une tête de coupe, ladite tête de coupe étant percée pour former un orifice de sortie pour le tube creux, ledit tube creux ayant un dégagement pour les copeaux de 1800 ou plus, ledit tube creux étant alimenté en lubrifiant de refoidisse- ment sous forme de brouillard. 14. Procédé suivant la revendication 13 caractérisé en ce que le brouillard précité comprend un mélange d'huile de perçage soluble et d'eau. 15. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le mélange comprend sept parties d'eau pour une partie d'huile soluble haute pression. 16. Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que la pression du brouillard fourni est comprise entre 1 kg/cm2 et 5 kg/cm2. 17. Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la pression du brouillard fourni est comprise entre 3 et 3,5 kg/cm2