Brevet FR2497472A1 — publié le 19820709

La présente invention se rapporte aux outils de coupe des métaux et plus particulièrement à ceux de ces ou- tils qui utilisent des plaquettes interchangeables. L'utilisation de plaquettes ou mises de coupe en métal dur dans les outils de coupe est maintenant courante. Ces plaquettes sont normalement maintenues sur le porte-ou- til ou corps de l'outil, par certains types de dispositif de serrage. Les problèmes posés par l'utilisation des dis- positifs de serrage sont plus compliqués lorsqu'ils sont utilisés sur de petits outils. Ainsi, par exemple, les pe- tites brides de serrage sont plus difficiles à fabriquer et la dimension de la bride sont relativement grandes par rap- port à celles d'un petit outil. C'est pourquoi, sur les pe- tits outils de coupe, les mises ou plaquettes sont normale- ment brasées sur le porte-outil ou montées à l'aide d'une vis qui traverse la mise, pour éviter les inconvénients ré- sultant de l'utilisation de dispositifs de serrage. Un in- convénient des dispositifs de serrage qui est accentué dans le cas d'outils de petite dimension est que le corps ou le porte-outil doit pouvoir être enfoncé et maintenu dans l'a- lésage du support d'outil de la machine-outil. Avec la bri- de de serrage en place, le corps de l'outil ne peut pas ê- tre enfilé dans l'alésage et par suite il ne peut être mon- té que par un ctité. Sur certaines machines-outils tous les corps ou porte-outils doivent etre montés en les enfilant dans l'alésage par leur extrémité côté mise ou plaquette. La plupart du temps, les outils de coupe à mise rapportée ou à plaquette sont utilisés soit pour des opéra- tions de tournage longitudinal ou chariotage, soit pour des opérations de tournage à avance transversale. L'une des rai- sons qui motive la spécialisation des machines-outils soit pour le chariotage soit pour le tournage à avance transver- sale est que dans les opérations de tournage à avance trans- versale, la partie de coupe réelle de l'outil doit se pro- longer jusqu'à une distance relativement grande au-delà du porte-outil. De ce fait, la mise rapportée ou plaquette doit être bien serrée et suffisamment solide pour résister à la force due à la coupe. Un but de l'invention est donc de réaliser de nouveaux outils de coupe perfectionnés dans lesquels les in- convénients mentionnés plus haut soient considérablement ré- duits ou totalement éliminés. Cette invention a pour objet un outil de coupe des métaux qui comprend un corps d'outil présentant une ex- trémité de coupe; des moyens de portée ménagée dans cette extrémité de coupe; une plaquette de coupe qui s'ajuste sur ces moyens de portée; et des moyens de serrage servant à fixer la plaquette de coupe aux moyens de portée, les dimen- sions de la section droite de l'extrémité de coupe de l'outil, avec la plaquette rapportée serrée en place, étant telles qu'elles permettent à l'extrémite de coupe de l'outil de pas- ser à travers un trou qui est nominalement suffisamment grand pour être traversé par le corps de l'outil. Selon une autre caractéristique de l'invention la plaquette de coupe comporte deux surfaces de coupe disposées l'une à l'opposé de l'autre et des surfaces d'appui distinc- tes des surfaces de coupe, placées de manière à appuyer à la plaquette de coupe dans les moyens de portée quelle que soit la surface de coupe qui est utilisée. L'outil de coupe comporte donc des plaquettes é- tagées et allongées, solidement appuyées sur le corps d'outil de manière à permettre à environ 20 % de la plaquette de dé- border hors de ce corps d'outil, afin que l'outil soit adapté à la fois à des opérations de tournage à avance transversa- le et à des opérations de chariotage. Les caractéristiquesavantages et fonctionnement de l'invention appara tront mieux au cours de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation préféré représenté aux dessins annexés et donné uniquement à titre d'exemple. Sur les dessins: - la Fig. 1 est une vue en plan de l'outil de cou- pe suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en coupe suivant le plan 2-2 de la figure 1 en regardant dans le sens des flèches; - la Fig. 3 est une vue en plan plus détaillée de l'extrémité côté plaquette de l'outil de coupe; - la Fig. 4 est une vue de côté de l'extrémité côté plaquette de l'outil de coupe; - la Fig. 5 est une portion d'une vue en coupe de l'outil suivant l'invention, équipé d'une plaquette de coupe présentant une configuration différente; - la Fig. 6 est une vue en plan de l'extrémité côté plaquette de l'outil de coupe qui utilise un dispositif de serrage différent; - la Fig. 7 est une vue en coupe du dispositif de serrage de la Fig. 6, suivant le plan 7-7 en regardant dans le sens des flèches; - la Fig. 8 montre la plaquette de coupe telle qu'elle est représentée sur la Fig. 1, avec une gorge de mise en forme des copeaux adjacente à l'extrémité de coupe: - la Fig. 9 montre une plaquette modifiée pour l'outil de coupe suivant l'invention, dans laquelle les par- ties qui portent les surfaces de coupe opposées sont décalées l'une par rapport à l'autre; - la Fig. 10 est une vue en coupe de la plaquette de la Fig. 9; - la Fig. 11 représente une autre variante de la plaquette représentée sur la Fig. 9, sur laquelle les moyens de coupe sont arrondis; - les Fig. 12a et 12b montrent des arêtes de cou- pe modifiées de l'outil de coupe de la Fig. 9; - la Fig. 13 est une vue en plan montrant un ou- til sur lequel est serrée la plaquette de la Fig. 9; - la Fig. 14 est une vue éclatée d'une autre for- me de réalisation de la plaquette et du porte outil; - la Fig. 15 est une vue en plan de la plaquette de coupe de la Fig. 14; et - la Fig. 16 est une vue en coupe suivant le plan XVI-XVI de la Fig. 15. Dans la forme de réalisation préférée de l'outil Il qui est représentée sur la Fig. 1, celui-ci comprend un porte-outil ou corps 12, une bride de serrage 13 et une pla- quette de coupe 14 de forme allongée. La bride est commandée au moyen d'un organe de fixation fileté à tête fraisée 16, qui est représenté comme ayant une tête 17 munie d'une douil- le de réception d'une clé de serrage. Comme on peut mieux le voir sur la Fig.2, la di- mension de la section droite de l'extrémité de coupe de l'ou- til, c'est-à-dire de l'extrémité équipée de la plaquette de coupe 14, est sensiblement la même que celle du reste du corps de l'outil. L'organe de fixation fileté 16 est monté dans un trou fileté 18 du corps 12 et est utilisé pour serrer et des- serrer la bride 13. Le serrage de ltorgane de fixation file- té 16 repousse la bride vers le bas et simultanément vers l'extérieur en raison de la présence de surfaces inclinées 19 entre la bride 13 et le corps 12. De cette façons le serrage de l'organe de fixation 16 contraint la bride allongée à bu- ter contre la plaquette 14 et une force de serrage est appli- quée le long du vecteur 21. La bride possède une extrémité de butée arrondie, représentée comme l'extrémité de serrage 22 qui, lorsqu'on serra l'organe de fixation fileté 16, est appliquée à force contre la plaquette 14, et la pousse ainsi contre la portée 23 du corps. Cette portée à une configura- tion telle que, la vue en coupe montre deux surfaces de con- tact, 24 et 26, entre la portée et la plaquette, qui sont à l'opposé de deux surfaces de contact, 27 et 28, entre l'ex- trémité 22 de la bride et la plaquette. En outre, il est à remarquer qu'il existe un espace 25 entre les moyens de coupe 31 et la portée. Ceci assure un bon positionnement de la pla- quette, quel que soit l'état des organes de coupe, c'est-à- dire que les organes de coupe ne constituent pas les surfaces d'appui. Lorsque la vis de serrage est serrée, là dimension de la section droite de l'extrémité de coupe est à peu près égale à la dimension de la section droite de l'ensemble du corps de l'outil. Il est à remarquer que la plaquette est représen- tée comme ayant deux surfaces de coupe 29 et 31 l'une à l'op- posé de l'autre. Les surfaces de coupe sont définies par deux bords longitudinaux opposés en diagonale de la plaquette. Dans une forme de réalisation préférée, la plaquette présente des rainures 32 et 33, l'une à l'opposé de l'autre, qui ser- vent de plans de centrage et de blocage pour assurer que, lorsqu'elle est bloquée en place sur sa portée, la plaquette est centrée avec précision, par exemple par rapport aux fa- ces 34 et 36 du corps de l'outil et par conséquent, par rap- port à l'axe longitudinal de ce corps. Comme on peut mieux le voir sur la Fig.4, la por- tée 23 est évidée en 37, ce qui divise le plan de position- nement de la portée dans une direction longitudinale, en deux parties d'appui séparées 38 et 39. En outre, dans la direc- tion longitudinale, la bride prend appui sur trois points 41, 42 et 43 représentés sur la Fig.3. Les points 42. et 43 sont situés sur la bride, dans son extrémité arrondie 22 et sont juxtaposés à la plaquette au droit et à proximité des parties d'appui 38 et 39 de la portée. Le point 41 constitue la par- tie de la bride qui s'appuie sur le corps au niveau des pa- rois inclinées 19. Le côté arrière 44 de la plaquette sert de plan fixe dans la direction longitudinale et bute contre la paroi 46 du corps qui définit la portée. Dans sa section droite, la bride possède trois points de contact. Ces points se trouvent sur les surfaces d'appui entre la bride et le corps, c'est-à-dire sur les sur- faces 19, au point de contact 28 sur la partie étagée de la plaquette, c'est-à-dire sur la surface 30 qui est à peu près parallèle aux surfaces supérieure et inférieure du corps, et au point de contact 27 sur la surface inclinée 35 de la pla- quette. La forme étagée de la plaquette et l'espace 25 existant entre la surface de coupe intérieure 31 et le corps 12 permettent à la plaquette d'être appuyée avec précision et fermement serrée en place dans la portée quelles que soient la configuration et la forme des armtes de coupe. L'appui est suffisamment solide et stable pour qu'environ 20 % de la lon- gueur de la plaquette puisse déborder ou faire saillie au-de- là du porteoutil. La partie débordante de la plaquette est conformée pour adapter l'outil. exécuter des opérations de tournage à avance transversale en supplément des opérations de tournage à avance longitudinale. Bien que les Fig. I à 4 montrent une forme pré- férée de réalisation de l'invention, d'autres formes de réa- lisation entrent également dans le cadre de celle-ci. Par - exemnle,il n'est pas absolument nécessaire d'utiliser des pla- quettes ayant des formes étagées pour permettre le serrage, l'appui et le centrage. L'outil suivant l'invention peut être utilisé avec des plaquettes d'une autre configuration comme, par exemple, la plaquette 51 représentée sur la Fig. 5. La plaquette de coupe 51 est représentée comme ayant une forme de base rhom- boldale ne comportant pas de faces en escalier, en vue de son serrage et de son centrage. La portée 52 et la bride 53 sont également représentés sur la Fig. 5 avec des formes différen- tes de celles de la portée et de la bride des Fig. 1 à 4. En effet, la portée doit être conformée de manière à absorber les forces appliquées par l'intermédiaire de la bride 53 et a développer une réaction s'opposant à ces forces. On n'a pas représenté sur la Fig. 5 la façon dont la bride est réglée, en raison du fait que la caractéristique de l'invention qui est appliquée par la réalisation de la Fig. 5 est que l'outil muni de la bride et de la plaquette doit avoir une section droite de dimension à peu près égale à celle de la section droite du reste du corps. Pour illustrer encore d'autres va- riantes de structure suivant l'invention, les Fig. 6 et 7 re- présentent un type de dispositif de serrage qui est différent de celui de la forme préférée de réalisation représentée sur les Fig. 1 à 4. Comme on peut le voir clairement sur la vue en plan, la bride est une bride assez petite, au lieu du dis- positif de serrage de forme allongée des Fig. 1 à 4. La bri- de 54 de la Fig. 6 est également serrée par un organe de fi- xation fileté 56 actionné par une clé. Toutefois, il convient de remarquer que comme indiqué en particulier sur la Fig.7 le dispositif de serrage n'utilise pas d'effet de coin basé sur la coopération de parois inclinées. Au contraire, les pa- rois de la bride 54 et du corps 58 se rencontrent dans un plan vertical 57. L'organe de fixation 56 a simplement pour action d'appliquer la bride 54 contre la plaquette 14. A part l'ab- sence de la paroi inclinée, la portée 61 est presque la même que la portée 23 des Fig. 1 à 4. Par exemple, dans la vue en coupe, il y a deux plans 62 et 63 qui reçoivent les forces de serrage et développent la réaction qui s'oppose à ces derniè- res. L'extrémité arrondie 64 de la bride 54 exerce une pous- sée contre le côté incliné 35 de la plaquette 14 pour appli- quer des forces obliques sur cette dernière afin de la serrer contre la portée 61. Les forces obliques et les forces diri- gées vers le bas sur le côté 30 développent également une for- ce ayant un vecteur incliné qui n'est pas représenté sur les dessins. La plaquette 67 selon la variante représentée sur la Fig. 8 est analogue à la plaquette 14 mais comporte une gor- ge 68 adjacente à la face de coupe 69 définie par l'arête 70. Bien qu'on ne puisse pas le voir sur la Fig.8, il va de soi qu'une gorge analogue est adjacente à l'arête 71 qui est op- posée en diagonale à l'arête 70. La gorge a pour fonction de former les copeaux au fur-et à mesure qu'ils-sont enlevés de la pièce à usiner. Il est à remarquer que la gorge 68 s'étend dans deux directions, c'est-àdire comporte une partie 72 qui est transversale à l'axe longitudinal de la plaquette 67 et une autre partie 73 qui est parallèle à cet axe longitudinal de la plaquette. Ces parties de la gorge ont pour fonction de conformer les copeaux lorsque l'outil est utilisé, respective- ment pour des opérations de tournage à avance transversale et, pour les opérations de chariotage. Les formes de réalisation de plaquettes pour ou- tils, 76 et 91, qui sont représentées plus particulièrement sur les Fig. 9 à 11 sont adaptées pour être utilisées dans des opérations de tournage à avance transversale et de tour- nage longitudinal. La principale caractéristique des plaquet- tes des Fig. 9 à 11 est la symétrie de chaque partie d'arête de coupe. En effet, sur les Fig. 9 et 10, sont représentées une arête de coupe 77 et une arête de coupe 78. La partie de l'outil qui présente l'arête de coupe 78 est décalée par rap- port à la partie de l'outil qui présente l'arête de coupe 77 d'une distance horizontale 79. De même, il existe un décalage horizontal 81 de l'autre côté de la plaquette de sorte que, quelle que soit la façon dont l'outil est placé dans son lo- gement pour exposer l'arête de coupe 77 ou l'arête de coupe 78, l'outil déborde d'environ 20 I de sa longueur au-delà de son appui sur la portée. En même temps, il y a une quantité inhabituelle de surface d'appui en contact avec la portée, ce qui assure un arrangement de portée stable et sûr même lors- que la plaquette déborde largement au-delà du porte-outil. Les Fig. 12a et 12b montrent la plaquette rapportée 76 avec des angles de coupe différents. La Fig. 12b montre une arête de coupe 83 et une gorge 82 de mise en forme des copeaux. L'outil 76 de la Fig. 9 est représenté en coupe sur la Fig. 10. Les surfaces d'appui et de centrage sont représentées par des sur- faces 86, 87, 88 et 89. La plaquette rapportée 91 de la Fig. 11 est fabri- quée de la même façon que la plaquette 76 des Fig. 9 et 10, sauf que les arêtes de coupe sont représentées sous la forme d'arêtes courbes 92 et 93. Sur la Fig. 13 la plaquette 76 est représentée serrée sur la portée du corps 12 par une bride 13. Il ressort du dessin que, lorsque l'organe de coupe 77 est suffisamment usé, on desserre la bride, on enlève la plaquette, on la re- tourne et on la remet en place sur le porte-outil avec l'or- gane de coupe 78 en position pour des opérations de tournage à avance transversale. La forme de réalisation des Fig. 14, 15, 16 cor- respond à une plaquette 96 possédant deux extrémités de cou- pe 97 et 98 situées l'une à l'opposé de l'autre. La configu- ration de la plaquette permet d'utiliser l'une ou l'autre des extrémités de coupe lorsque la plaquette est serrée sur le corps 100. La figure montre la plaquette en place avec des surfaces 99 et 101 appliquées, l'une contre les surfaces fen- dues 102a, 102b du corps 100 et l'autre contre les surfaces 103a, 103b du corps 100. Des surfaces 104a, 104b de la bride 105 appuient sur la surface 106 de la plaquette. La bride est serrée par des moyens tels qu'une vis de serrage 107. Des surfaces 108 et 109 de la bride butent contre des surfaces 111 et 112 de la paroi 113, dans un but de stabilisation. De même, une surface 117 de la plaquette est re- présentée appliquée contre une surface 118 du corps. Pour utiliser 1'arête de coupe 98, on retourne l'outil de manière que la surface 116 remplace la surface 114 à la partie supérieure de l'ensemble porte-outil et outil. La surface 99 est alors juxtaposée aux surfaces 103a et 103b tan- dis que la surface 101 s'appuie sur les surfaces 102a et 102b. La surface 106 est juxtaposée aux surfaces 104a et 104b de la bride. En fonctionnement, on commence par assembler l'ou- til. Pour cela, on desserre la bride à vis, on place une pla- quette de coupe sur sa portée et on serre la bride. Lorsque la bride est serrée, le corps possède les mêmes dimensions en section droite sur toute sa longueur, y compris au droit de l'extrémité de coupe de l'outil. On peut donc placer la pla- quette sur sa portée, serrer la vis et enfiler l'ensemble de l'outil à travers l'alésage du support d'outil, même s'il n'y a pas une place suffisante pour engager le porte-outil en in- troduisant d'abord dans l'alésage l'extrémité de coupe du corps. L'outil est supporté le long de sa portée avec une sta- bilité suffisante pour permettre à la plaquette de dépasser d'environ 20 % de sa longueur au-delà du corps, ce qui permet d'utiliser l'outil pour des opérations de tournage a avance transversale aussi bien que pour des opérations de tournage longitudinal. La plaquette à configuration étagée symétrique expose au moins une surface d'appui à la bride et deux sur- faces d'appui à la portée, quelle que soit celle des deux parties de coupe opposées en diagonale qui est utilisée. il R EV E N DI CATI ON S 1 - Outil de coupe des métaux, comprenant un corps d'outil (12; 100) de forme allongée avec une extrémité de coupe; des moyens de portée (23; 52; 61) dans l'extrémité de coupe; une plaquette de coupe de forme allongée, qui s'a- juste sur les moyens de portée suffisamment grand pour être traversé par le corps de l'outil. 2 - Outil de coupe des métaux, comprenant: un corps d'outil (12; 100) ayant une extrémité de coupe et des moyens de portée (23; 52; 61) dans ce corps d'outil; ca- ractérisé en ce qu'il comporte une plaquette de coupe qui s'a- juste dans les moyens de portée, et comporte deux organes de coupe (29, 31; 70, 71; 77, 78; 83; 92, 93; 97, 98) disposés l'un à l'opposé de l'autre; et des moyens de serra- ge (13; 53; 54; 105) servant à fixer la plaquette de cou- pe sur les moyens de portée et en ce que la section droite de l'outil a à peu près les mêmes dimensions sur toute la lon- gueur du corps, y compris son extrémité de coupe avec la pla- quette et la bride serrées en place, de sorte que l'outil peut traverser n'importe quel trou de dimensions nominales suffisamment grandes pour être traversée par-le corps. 3 - Outil de coupe suivant l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que la plaquette comprend au moins un premier ensemble de deux moyens de fixation et de centrage (24, 26;-86, 87) qui sont juxtaposés aux surfaces des moyens de portée (23) lorsque la plaquette (14, 96) est serrée dans ces moyens, les moyens de fixation et de centrage étant différents des organes de coupe (29, 31; 97, 98). 4 - Outil de coupe suivant l'une des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la plaquette (14; 96) com- prend au moins un deuxième ensemble de deux moyens de fixa- tion et de centrage (27, 28; 88, 89) qui sont juxtaposés aux surfaces des moyens de serrage (13, 105) lorsque la plaquette est serrée sur les moyens de portée avec un premier (29, 92) des deux organes de coupe en position de coupe, et les moyens de fixation et de centrage étant différents des organes de coupe. - Outil de coupe suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le premier ensemble de deux moyens de fi- xation et de centrage (24, 26; 86, 87) est juxtaposé aux moyens de serrage (13) lorsque la plaquette (14, 76) est ser- rée sur les moyens de portée (23) alors que le deuxième (31, 78) des deux organes de coupe se trouve en position de coupe. 6 - Outil de coupe suivant la revendication 3, ca- ractérisé en ce que le deuxième ensemble de deux moyens de fixation et de centrage (27, 28; 88, 89) est juxtaposé aux moyens de portée (23) lorsque la plaquette est serrée sur les moyens de portée (23) alors que le deuxième (31, 78) des deux organes de coupe se trouve dans la position de coupe. 7 - Outil de coupe suivant l'une des revendica- tions 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de serrage (13; ) sont de forme allongée. 8 - Outil de coupe suivant l'une des revendica- tions 1 à 7, caractérisé en ce que la plaquette de coupe pré- sente une gorge (68; 82) de mise en forme des copeaux à pro- ximité des organes de coupe (67, 69, 83) de la plaquette. 9 - Outil de coupe suivant l'une des revendica- tions 3 à 8, caractérisé en ce que les moyens de fixation et de centrage sont des surfaces. - Outil de coupe suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième ensembles de deux moyens de fixation et de centrage 1102b, 103b) sont dé- calés l'un par rapport à l'autre dans la direction longitu- dinale. 11 - Outil de coupe.suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette comprend un premier moyen de fixation et de centrage 102a,b, 103 a,b) juxtaposé aux * moyens de portée et un deuxième moyen de fixation et de cen- trage (106) juxtaposé aux moyens de serrage lorsque la pla- quette est serrée sur les moyens de portée lorsque le premier ou le deuxième organe de coupe de coupe. 12 - Outil de coupe tions 1 à 11, caractérisé en ce des surfaces de coupe (29, 31). 13 - Outil de coupe tions 1 à 11, caractérisé en ce des arêtes de coupe (77, 78). 14 - Outil de coupe tions 1 à 11, caractérisé en ce 93) sont courbes. (97, 98) se trouve en position suivant que les suivant que les suivant que les l'une des revendica- organes de coupe sont l'une des revendica- organes de coupe sont l'une des revendica- organes de coupe (92, - Outil de coupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la plaquette (14, 51; 67; 76; 91; 96) est une tige de forme allongée.