Brevet FR2505220A1 — publié le 19821112

L'invention concerne un dispositif pour la fixation des plaquettes de coupe interchangeables sur un porte-outils L'élément de fixation utilisé à cet effet se compose d'une tête et d'une tige, et s'engage par sa partie chanfreinée et creuse, par ailleurs, dans la plaquette de coupe La tige de l'élément de serrage peut être vissée, par exemple,dans un creux cylindrique pratiqué dans l'élément porte-outils La plaquette de coupe et l'élément porte-outils sont superposés de manière que les axes médians des perforations soient décalés l'un par rapport à l'autre Le blocage de la plaquette de coupe, qui est mainte- nue sur une surface d'appui et contre une paroi d'appui latérale au moins, est réalisé par le fait que la tête de l'élément de serrage se place, sous l'effet de la mise en place de la tige dans le porte-outils, contre la zone chanfreinée de l'évidement logeant la plaquette de coupe, ce qui fait que cette plaquette de coupe se place contre la surface d'appui et contre l'arête latérale du porte- outils. Les plaquettes de coupe dont la forme de base est un prisme négatif doivent s'appliquer uniquement et étroitement contre une paroi latérale, ce qui n'est pas le cas pour les plaquettes présentant un angle de dépouille générale- ment orthogonal A cet effet, un trou de fixation cylindrique pratiqué dans la plaquette de coupe est considéré comme suffisant Pour ce qui concerne les plaquettes qui doivent s'appliquer simultanément contre une paroi latérale et contre la surface porteuse, on a équipé ce type de plaquettes d'une zone chan- freinée, en plus de la perforation de part en part. Un tel système de fixation fait l'objet du modèle d'utilité allemand n O 72 37 608 La plaquette de coupe est équipée d'un percement qui, dans sa partie supérieure, s'évase pour prendre une forme conique La vis de fixation assurant le serrage comporte une tête fraisée correspondant à l'évasement conique Le serrage de cette vis provoque l'application de la plaquette de coupe contre le siège porte-outils L'inconvénient de ce système réside dans le fait que, pour remplacer la plaquette, la vis de fixation doit être dévissée sur toute sa longueur Au temps relativement long mis pour le remplacement d'une telle plaquette de coupe s'ajoute le risque de perdre la vis dévissée, re- lativement petite. Cet inconvénient est supprimé par l'élément de fixation pour pla- quette de coupe décrit par le brevet allemand N O 23 33 240 En effet, l'élé- ment de serrage amovible est vissé dans le corps de l'outil par l'intermé- diaire d'un pas de vis dont l'axe forme, avec l'axe du percement pratiqué dans la plaquette de coupe placée sur la surface d'appui, un angle inférieur à 900 par rapport à la verticale menée à cette surface d'appui, de manière que la courbure de la surface de serrage de la tête de vis corresponde à la courbure de la paroi intérieure du percement de la plaquette de coupe placée, au moins partiellement, contre la surface latérale du cône, et qui s'appuie contre la face intérieure du percement de la plaquette de coupe, et plus précisément contre une zone d'appui limitée dans le sens périphérique du percement, à la suite de quoi le centre de la courbure de la surface de serrage de la tête de serrage de chacun des éléments de fixation, placée sur la surface latérale du cône, se trouve le long d'une partie au moins de la surface périphérique, et en position excentrée par rapport à l'axe longitudinal de l'élément de fixation. Ce système de fixation, selon lequel l'élément de fixation comporte une tête dont le diamètre est inférieur au plus petit diamètre du trou de fixation de la plaquette de coupe, permet de remplacer cette plaquette en ne dévissant que partiellement l'élément de fixation du corps de l'outil Avec ce dispositif, tout comme, d'ailleurs, avec le dispositif défini dans le modèle d'utilité cité pré- cédemment, l'angle du cône de la partie de la tête, qui, en position serrée, s'applique contre la'plaquette de coupe, est nettement inférieur à 90 Il ap- parait ainsi que cette plaquette de coupe est pressée essentiellement contre la paroi latérale, et légèrement contre la surface porteuse L'inconvénient de cette méthode réside dans le fait que les tolérances inévitables sur l'outil et sur la plaquette de coupe font que letpointsd'attaque entre la tête et la plaquette de coupe se situent dans des zones différentes, d'oh des conditions de serrage irrégulières et imprécises Par ailleurs, l'élément de fixation se trouve en position oblique par rapport au fond du siège de la plaquette, ce qui peut pro- voquer également un décalage du point d'attaque Finalement, l'élément de fixation de ce dispositif est exposé, compte tenu de l'angle relativement aigu du cône, à de fortes sollicitations à laflexion La surface extérieure de la tête de la vis de serrage définie par le modèle d'utilité allemand n' 72 37 608 s'applique pratiquement dans sa totalité contre la surface de l'évidement pratiqué dans la plaquette, alors que, sur le dispositif objet du brevet alle- mand N O 23 33 240, l'élément de fixation,soumis à d'importantes forces de traction et de flexion, risque de se briser. Il incombe ainsi à la présente invention de définir un dispositif pour la fixation des plaquettes de coupe amovibles sur un porte-outils à l'aide d'un élément de fixation qui garantit une assise sûre de la plaquette de coupe sur le porte-outils, permet un remplacement facile et rapide de cette plaquette, et protège l'élément de fixation contre des sollicitations de traction et de flexion trop importantes. La question ainsi posée est résolue à l'aide d'un dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables sur un élément porteoutils, comportant une surface d'appui et au moins une paroi d'appui latérale, à l'aide d'un élément d'appui qui, comportant une tête et une tige, traverse un perce- ment chanfreiné pratiqué dans une plaquette de coupe et se bloque dans un per- cement, essentiellement cylindrique, pratiqué dans le porte-outils, c'està- dire qu'il se visse dans une zone filetée couvrant partiellement le percement cylindrique, à la suite de quoi l'axe de symétrie du percement pratiqué dans la plaquette de coupe et l'axe de symétrie du percement, d'un diamètre relative- ment plus petit, pratiqué dans le porte-outils, sont parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre, de manière que la tête de l'élément de fixation maintenu dans le porte-outils s'appuie contre la zone chanfreinée, et que la plaquette de coupe s'appuie tant contre la surface d'appui horizontale que contre la paroi d'appui latérale de ce porteoutils, lequel dispositif est caractérisé en ce que la tête de l'élément de fixation présente, selon une méthode connue au niveau actuel de la technique, un diamètre inférieur au plus petit diamètre du perce- ment pratiqué dans la plaquette de coupe, mais un diamètre supérieur au dia- mètre de la tige de ce même élément de fixation, et en ce que cet élément de fixation comporte une zone de transition tronconique située entre sa tête et sa tige, à la suite de quoi la coupe axiale de la surface extérieure de la zone tron- conique présente un angle de cône supérieur à 90 ' La zone de transition tronconique entre la tête et la tige, c'est-à-dire la zone qui assure la transmission des forces de serrage sur la plaquette de coupe, est conçue avantageusement de manière que les composantes princi- pales des forces de serrage agissent sur la surface d'appui de la plaquette, alors que les composantes secondaires agissent en direction de l'appui latéral. La sollicitation à la flexion de l'élément de fixation est ainsi maintenue avan- tageusement à un niveau très faible, étant donné qu'au moment du serrage, cet élément de fixation ne peut pratiquement pas dévier, ni être déporté latérale- ment Finalement, les percements dans la plaquette de coupe, ainsi que dans le porte-outils, peuvent être pratiqués perpendiculairement à la surface d' ap- pui du siège de la plaquette de coupe, ce qui facilite amplement les travaux d'usinage Par ailleurs, l'avantage apporté par la facilité et la rapidité du remplacement de la plaquette de coupe a été maintenu entièrement. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'angle du cône de la zone de transition tronconique entre la tête et la tige se situe entre 1000 et 1600 La plaquette de coupe comporte un percement de part en part, ainsi qu'une zone chanfreinée adaptée à cette zone de transition tronconique. Le remplacement rapide de la plaquette de coupe est favorisé avanta- geusement par un élément de fixation dont le pas de vis représente de préfé- rence 0, 2 à 0, 4 fois le diamètre de la tige filetée. Selon un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, la tête et/ou l'extrémité opposée de l'élément de fixation porte une cavité pour l'in- troduction d'une clé mâle à six pans, par exemple, permettant également le remplacement rapide de la plaquette de coupe. Pour maintenir l'élément de fixation dans le porte-outils, il a été démontré qu'il suffisait de fileter la seule partie inférieure de la tige cylin- drique. Finalement, il est possible d'utiliser, entre le porte-outils et la pla- quette de coupe, une plaque d'appui amovible, qui est maintenue à l'aide d'une douille filetée vissée dans le porte-outils Cette douille filetée présente un vide de percement traditionnel recevant l'élément de fixation. Selon encore un autre mode de réalisation de l'objet de l'invention, il est possible de remplacer avantageusement la fixation vissée par un ressort à boudins ou par un ressort à disques, permettant de bloquer et de débloquer facilement l'élément de fixation Pour ce faire, l'extrémité de la tige cylin- drique de cet élément de fixation est dotée d'une collerette annulaire, contre laquelle s'appuie le ressort à boudins ou à disques, glissé dans le sens axial sur cette tige cylindrique La surface d'appui opposée se trouve sur le porte- outils, ce qui fait que le ressort à boudins ou à disques, comprimé, appuie l'élément de fixation, et a fortiori la plaquette de coupe, efficacement contre le porte-outils. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en il- lustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur ces dessins: la Figure 1 représente une coupe transversale d'une plaquette de coupe amovible maintenue sur le porte-outil à l'aide d'un élément de fixation la Figure 2 représente un dispositif selon la Figure 1, qui, en plus, comporte une pièce intercalaire en forme de plaque d'appui maintenue à l'aide d'une douille filetée; et, les Figures 3 et 4 représentent une coupe transversale d'une pla- quette de coupe amovible, maintenue sur le porte-outils à l'aide d'un élément de fixation poussé,par un ressort à boudins ou un ressort à disques, contre le siège du porte-outils. Le dispositif représenté sur la Figure 1 se compose essentiellement d'un élément porte-outils 1, d'une plaquette de coupe 2, et d'un élément de fixation 3 La plaquette de coupe amovible 2, généralement en métal dur, est maintenue traditionnellement dans un évidement approprié, pratiqué dans le porte-outils 1 Le percement de part en part 4 de la plaquette de coupe 2 comporte, sur son extrémité supérieure, une zone chanfreinée 5 L'élément de fixation 3 se compose d'une tête 3 a, d'une zone de transition tronconique 3 b, et d'une tige 3 c qui, sur sa partie inférieure 6 b, présente une plage filetée. La partie supérieure 6 a de la tige 3 c est constituée d'une pièce de raccorde- ment cylindrique qui assure le guidage latéral de l'élément de fixation 3 à l'in- térieur du porte-outils 1 Le diamètre du percement de part en part 4, dans la plaquette de coupe 2, est supérieur au diamètre de la tête 3 a de l'élément de fixation 3 Les axes de symétrie 7 de l'élément de fixation 3, et 8 du perce- ment 4, c'est-à-dire leurs axes médians respectifs, sont parallèles entre eux, ce qui fait qu'au moment du serrage de l'élément de fixation 3, la zone de transition tronconique 3 b s'appuie contre la zone tronconique chanfreinée 10. La position excentrée de l'élément de serrage garantit ainsi un positionnement sûr de la plaquette de coupe 2 La force de serrage provoquée par l'élément de fixation 3 agit, compte tenu de l'angle obtu /1 du tronc de cône, qui est de ' dans l'exemple cité, essentiellement en direction du porte-outils 1 Ain- si, l'exemple de réalisation schématisé dans la Figure 1 résoud, entre autres, le problème à la base de l'invention, par le fait que la plaquette de coupe 2 s'appuie étroitement tant contre la paroi d'appui latérale 11 du porte-outils 1 que contre la surface d'appui horizontale 12 de ce même porte-outils 1. Pour remplacer la plaquette de coupe 2, on dévisse l'élément de fixa- tion jusqu'à ce que la plaquette 2, voire le percement 4 pratiqué dans cette plaquette, puisse être glissé au-dessus de la tête 3 a de l'élément de fixation 3. Pour la mise en place de la plaquette de remplacement, on procède dans l'ordre inverse, en ayant soin de visser l'élément de fixation dans le porte- outils 1 jusqu'à ce que, sous l'effet de la force dirigée en direction de la sur- face 10, la plaquette de coupe 2 s'applique étroitement contre la paroi d'appui latérale Il et contre la surface d'appui horizontale 12 du porteoutils 1 Le modèle de réalisation défini par l'invention s'applique essentiellement aux dis- positifs sur lesquels la paroi d'appui latérale 11 et la paroi d'appui horizontale forment entre elles un angle égal ou supérieur à 90 . Le modèle de réalisation schématisé dans la Figure 2 se différencie du modèle commenté ci-dessus par une plaque d'appui 13 placée, comme pièce intermédiaire, entre la plaquette de coupe 2 et le porte-outil 1 Cette plaque d'appui 13 est maintenue en place par une douille filetée 14, vissée dans un creux de percement taraudé pratiqué dans le porte-outils 1 Finalement, l'élé- ment de fixation 3 est vissé dans la partie intérieure creuse de la douille. L'immobilisation verticale, ainsi que l'immobilisation latérale de la plaque d'appui 13, sont obtenues par le fait que l'alésage approprié 15 porte, sur son extrémité supérieure, une zone évasée 16 Ainsi, l'extrémité supérieure élar- gie en conséquence de la douille 14 agit, par l'intermédiaire de sa zone tron- conique 17, sur la plaque d'appui 13, qui se trouve ainsi appliquée étroitement contre les parois verticale et horizontale du porte-outils 1 L'inclinaison de la zone tronconique 17 est telle que l'angle ainsi formé est également un angle obtu. Comme on peut le voir sur les Figures 3 et 4, il est également pos- sible de remplacer le pas de vis par un ressort à boudins ou par un ressort à disques 18, pour bloquer l'élément de fixation 3 A cet effet, ce ressort 18 est logé dans un évidement 19 pratiqué dans le porte-outils 1, et pousse cet élément de fixation 3 contre le porte-outils 1, c'est-àdire contre les parois d'appui horizontale et verticale 11, en agissant sur une collerette 20 qui équipe l'extrémité libre de l'élément de fixation 3 L'avantage de ce modèle d'exécution, par rapport aux modèles représentés sur les Figures 1 et 2, ré- side dans le fait que l'on peut surseoir au mouvement de rotation entre l'élé- ment de fixation et la plaquette de coupe amovible. Sur le modèle d'exécution de la Figure 4, l'élément de fixation est décalé d'environ 900, ce qui fait que la force de rappel du ressort à boudins ou à disques 18 agit, soit parallèlement à la surface d'appui, au niveau du siège de la plaquette de coupe, soit sous un angle très réduit par rapport à cette sur- face Ceci prend d'ailleurs toute son importance dans le cas-oh l'on équipe des outils de fraisage avec le dispositif défini par l'invention Pour déposer les plaquettes de coupe, il suffit de neutraliser-les ressorts à boudins ou à disques à l'aide d'un mécanisme à leviers, par exemple. Le dispositif de fixation défini par l'invention s'applique bien entendu, sans difficulté aucune, aux outils à plusieurs tranchants, tels que les fraises, les forets, les outils à lamer o à chambrer. 8 2505220 REVENDICATIONS 1 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables sur un élément porte-outils, comportant une surface d'appui et au moins une paroi d'appui latérale, à l'aide d'un élément d'appui qui, comportant une tête et une tige, traverse un percement chanfreiné pratiqué dans une plaquette de coupe, et se bloque dans un percement, essentiellement cylindrique, pratiqué dans le porte-outils, c'est-à-dire qu'il se visse dans une zone filetée couvrant partiellement le percement cylindrique, à la suite de quoi l'axe de symétrie du percement pratiqué dans la plaquette de coupe et l'axe de symétrie du perce- ment, d'un diamètre relativement plus petit, pratiqué dans le porte-outil, sont parallèles et décalés l'un par rapport à l'autre, de manière que la tête de l'élé- ment de fixation, maintenu dans le porte-outils, s'appuie contre la zone chan- freinée, et que la plaquette de coupe s'appuie tant contre la surface d'appui horizontale que contre la paroi d'appui latérale de ce porte-outils, lequel dis- positif est caractérisé en ce que la tête ( 3 a) de l'élément de fixation ( 3) pré- sente, selon une méthode connue au niveau actuel de la technique, un diamètre inférieur au plus petit diamètre du percement ( 4) pratiqué dans la plaquette de coupe, mais un diamètre supérieur au diamètre de la tige ( 3 c) de ce même élément de fixation ( 3), et en ce que cet élément de fixation ( 3) comporte une zone de transition tronconique ( 3 b) située entre sa tête ( 3 a) et sa tige ( 3 c), à la suite de quoi la coupe axiale de la surface extérieure de la zone tronconique présente un angle de cône supérieur à 90 ( 4). 2 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la valeur de l'angle de cône/ô se situe entre 100 et 160 '. 3 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la tige ( 3 c) de l'élément de fixation ( 3) comporte un filetage de vissage dont le pas de vis important atteint avantageusement 0, 2 à 0,4 fois la valeur du diamètre de la vis. 4 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tête ( 3 a) et/ou l'extrémité opposée de l'élément de fixation ( 3) comporte, pour les besoins de la fixa- tion, une ouverture à six pans, par exemple, pour l'introduction d'une clé de serrage mâle appropriée. Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon la revendication 1, caractérisé en ce que-la tige ( 3 c) de l'élément de fixa- tion ( 3) présente une forme cylindrique et ne comporte un filetage que sur sa partie inférieure ( 6 b). 6 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément porte-outils ( 1) com- porte, entre la plaquette de coupe ( 2) et le porte-outils ( 1), une pièce intermé- diaire sous forme d'une plaque d'appui amovible ( 13) qui, selon un procédé connu en soi, est maintenue par une douille ( 14) qui est vissée dans le perce- ment pratiqué dans le porte-outils ( 1) et qui loge, dans sa partie creuse inté- rieure, l'élément de fixation ( 3). 7 Dispositif pour la fixation de plaquettes de coupe interchangeables selon la revendication 1, caractérisé en ce que la tige ( 3 c) de l'élément de fixa- tion comporte une collerette annulaire ( 20) qui sert de plage d'appui au ressort à boudins ou à disques ( 18) qui est placé sur la tige ( 3 c), et qui pousse l'élé- ment de fixation,dans le sens de l'axe de symétrie, contre la surface d'appui ( 12) du porte-outils.