Brevet FR2521468A1 — publié le 19830819

Foret La présente invention concerne un foret dont la tête présen- te au moins trois tranchants principaux, répartis à des dis- tances angulaires périphériques pratiquement égales, et correspondant à des tranchants centraux rejoignant l'axe cen- tral, chaque tranchant central comportant un tranchant in- terne et un tranchant externe, formant respectivement un an- gle obtus et un angle aigu avec l'axe central et des pointes io axiales saillantes à leur point de rencontre, ces pointes se situant a des distances radiales égales par rapport à l'axe central et à la même hauteur dans le sens axial, et qui pré- sente des rainures partant de la tête. Dans un dispositif connu de ce type (DE-GM 77 10 873), cha- que tranchant principal et tranchant central correspondant présente un angle de coupe de 00 Chacun de ces tranchants se situe dans un plan diamétral passant par le centre de l'ou- til Les rainures sont constituées par des gorges rectilignes parallèles à l'axe central et rejoignant la tige du foret. Ce type de foret se prête entièrement à l'usinage de maté- riaux à copeaux discontinus, matériaux de fonderie notamment. Pour les matériaux de tenacité plus élevée, l'outil présen- te des risques de rupture, dus à un enlèvement et évacuation défectueux des copeaux L'avantage de ce type d'outil réside toutefois dans le fait que les pointes permettent un per- çage direct du matériau, sans trou de centrage ou dispositif auxiliaire particulier, sans risque de décentrage et/ou rup- ture; toutes les pointes arrivant en effet simultanément au contact de la pièce dans le mouvement d'avance de l'outil, la charge obtenue dans le sens radial est symétrique dès la phase initiale du perçage, car chaque pointe attaquant la pièce forme un support pour l'autre pointe Dans cette phase initiale du perçage, toutes les pointes permettent de réali- ser dans la pièce une rainure circulaire en V correspondant à la géométrie des tranchants dans la zone des pointes et concentrique à l'axe central Avec l'attaque progressive des pointes-sur la pièce, cette rainure devient de plus en plus large pour atteindre la cote du diamètre nominal L'es tran- chants centraux étant légèrement abaissés par rapport aux tranchants principaux, la répartition obtenue dans cette zone permet d'obtenir des copeaux d'une largeur modérée. Ce type de foret présentant les avantages décrits, ainsi qu'une concentricité élevée et une précision dimensionnelle, de forme et de position du trou à forer, se prête à tous les matériaux à copeaux discontinus Il s'est avéré en revanche qu'un usinage de matériaux plus tenaces, acier notamment, provoque la rupture du foret et se solde par un échec. La présente invention vise à créer un foret du type précé- demment décrit qui, tout en présentant les avantages pré- cités, offre des possibilités d'emploi beaucoup plus lar- ges et se prête, avec les mêmes avantages et une stabilité élevée, non seulement à l'usinage de matériaux à copeaux discontinus, mais également à celui d'autres matériaux, à copeaux continus y compris. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une section au moins du tranchant central et/ou principal, s'é- tendant essentiellement du moins dans le sens radial, est placée dans le sens de coupe, c'est-à-dire dans le sens de rotation de l'outil, avant le centre de la tête, et chaque rainure a la forme d'une rainure hélicoïdale. Des développements avantageux de la présente invention sont donnés dans les revendications 2 à 6. Les rainures hélicoïdales sont déjà connues, sur les forets hélicoïdaux par exemple On sait que ces forets présentent des conditions désavantageuses sur le tranchant transver- sal L'ongle de coupe étant supérieur à 90 , il est im- possible de parler de découpe, mais plutôt de broyage ou autre Dès que le tranchant transversal, à la sortie du fo- ret, ne comprime plus le matériau, la broche retenant le fo- ret revient à sa position initiale L'avance est modifiée par à-coups Le foret peut accrocher et se rompre par suite d'un effort excessif Ces problèmes ne sont pas éliminés, même lorsque le tranchant transversal du foret est émoussé pour des matériaux tenaces Ces faits sont connus pour être à l'origine de la qualité médiocre des forures obte- nues par forets hélicotdaux Par ailleurs, à partir de cer- tains diamètres de perçage, il est indispensable de procé- der à un précentrage à l'aide de trous de petites dimensions. Le foret conforme à la présente invention réunit les avan- tages d'un outil à centrage automatique, au moyen des tran- chants centraux,et notamment de leurs pointes,et d'un foret hélicoïdal, dans la mesure ou l'enlèvement et l'évacuation des copeaux sont améliorés par la forme hélicoïdale des roi- nures La géométrie des tranchants principaux et tranchants centraux correspondants permet par ailleurs d'obtenir une constitution et forme particulière des copeaux Le copeau formé dans la zone du tranchant central présente ainsi une géométrie et forme spécifique Le copeau formé dans la zone de chaque tranchant principal, prolongeant vers l'extérieur le tranchant central correspondant, a par ailleurs une for- me et une géométrie également spécifique, ce copeau étant soumis à une déformation liée à une compression qui réduit sa dimension par rapport à celle de la rainure, et qui per- met d'obtenirun écoulement et une évacuation satisfaisante des copeaux En raison de cette formation et évacuation par- ticulières des copeaux, le foret s'adapte, tout en conser- vant les avantages précités, à 1 ' usinage de matériaux te- naces et de l'acier, donc de matériaux à copeaux discon- tinus, intermédiaires et continus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention se- ront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous, et des dessins annexés qui représentent: Figure 1: une vue latérale schématique de la partie infé- rieure d'un foret à trois tranchants, dont deux seulement sont représentés dans le plan du dessin pour plus de clarté, Figure 2: une vue frontale de l'extrémité inférieure de la tête du foret, Figure 3: une vue schématique, pratiquement analogue à celle de la figure 2, d'une partie des tranchantsd'un fo- ret sous une forme modifiée. Le foret 10 correspondant au premier exemple de construc- tion des figures 1 et 2 présente généralement une tige Il cylindrique et lisse, servant au montage de l'outil, ainsi qu'un corps 12, dont la tête 13 constitue l'extrémité fron- tale inférieure Cette tête 13 comporte trois tranchants principaux 14, 15, 16 répartis, dans une position radiale externe, à des distances angulaires pratiquement égales de , et correspondant à des tranchants centraux 24, 25, 26, qui rejoignent l'axe central 27. D'après la vue latérale de la figure 1, chaque tranchant cen- tral 24, 25, 26 se compose d'un tranchant interne 34, 35, 36 et d'un tranchant externe 44, 45, 46, formant respective- ment un angle obtus et un angle aigu avec l'axe central ( 27), et dont le point de rencontre constitue les pointes axiales 28, 29, 30 saillant vers le bas Dans la vue du dessous de la figure 2, et par suite de la section du matériau et de la fa- ce libre, chaque pointe 28, 29, 30 est représentée par une section d'un cercle inscrit. Les trois pointes 28, 29 30 étant situées à la même distan- ce radiale de l'axe central 27 et à la même hauteur dans le sens axial, leur application sur la face d'une pièce est simultanée. Trois rainures 17, 18, 19 partent de la tête 13. Chaque rainure 17, 18, 19 a la forme particulière d'une rai- nure hélicoïdale, fondamentalement connue par le foret hé- licoldal Si l'angle de dégagement est généralement compris entre 25 et 35 , il dépend toutefois du matériau de la pièce à usiner. Dans le sens de coupe suivant la flèche 20,-une section au moins de chaque tranchant central 24, 25, 26 et/ou princi- pal 14, 15, 16, s'étendant dans le sens radial, est placée avant le centre de la tête 13 Suivant la figure 2, ce centre coïncide avec l'arête limitant la face libre, en arrière des tranchants principaux et centraux Cette arê- te peut servir de ligne de référence. Dans l'exemple de construction représenté sur les figures 1 et 2, chaque tranchant principal 14, 15, 16 est placé avant le centre, la distance par rapport à un plan diamétral passant par ce centre étant approximativement de 0,4 à 1,2 mm Sur la figure 2, la distance moyenne est représentée uniquement pour le tranchant principal 14 par la lettre d. Dans le premier exemple de construction, la disposition des tranchants centraux 24, 25, 26 est par ailleurs telle que leurs tranchants internes 34 à 36 et externes 44 à 46 res- pectifs se situent dans un plan radial, avant le centre é- galement Chaque tranchant central 24, 25, 26 forme avec un plan diamétral passant par le centre un angle de 270 à 320 Sur la figure 2, cet angle est représenté par la lettre 0 , 16, lui correspondant dans une position radiale ex- terne. En raison de cette conformation particulière, le foret peut être utilisé pour percer pratiquement tous les ma- tériaux, à copeaux discontinus, tels que la fonte, et à co- peaux-continus, dont l'acier Les pointes de centrage 28, 29, 30 permettent au foret de s'adapter parfaitement aux opérations de perçage Les avant-trous sont inutiles Au cours des opérations, leas pointes 28, 29, 30 assurent un centrage automatique du foret Il en résulte une précision de cote'et de forme de l'alésage extrêmement élevée, donc une précision de calibre, un arrondi et une linéarité de la forure très précis, ainsi qu'un état de surface satisfaisant de la paroi du trou Ces avantages sont essentiellement dus aux formes particulières des tranchants principaux 14 à 16 et centraux 24 à 26,assurant différentes fonctions. Au cours de l'opération, les tranchants centraux 24 à 26 produisent un copeau d'une forme et largeur correspondantes. Les tranchants centraux correspondants 14, 15, 16 pro- duisent en revanche un copeau spécifique d'une autre forme et largeur, chaque forme de copeau dépendant de la géométrie des tranchants Dans la zone des tranchants principaux 14, 15, 16, le copeau est soumis à une déformation, à savoir une compression Les copeaux produits sont donc inférieurs à-la section,de la rainure correspondante 17, 18, 19 Ils peuvent donc être évacués sans difficulté par ces rainures 17, 18, 19 Outre la forme des tranchants centraux 24, 25, 26 et la fonction des pointes 28, 29, 30, la formation parti- culière des différents copeaux et l'évacuation satisfaisante obtenue contribuent aux précisions extrêmement élevées des opérations réalisées à l'aide de ce foret 10, concentricité parfaite côté machine et précisions élevées des trous à per- cer, précision de forme et tenue des cotes notamment Ce même foret 10 garantit parallèlement une stabilité et durée d'em- ploi élevées, sans aucun risque de détérioration, voire mê- me de destruction. L'exemple de construction représenté sur la figure 3 com- porte deux variantes Dans la variante illustrée par la ligne en traits discontinus, le tranchant externe 144 ne se situe pas dans le prolongement radial du tranchant inter- ne 134, maos avant le plan diamétral passant par le centre. A leur point de rencontre, les tranchants interne 134 et externe 144 forment une pointe Cette dernière se situe, par exemple, sur le plan radial passant par la pointe des tran- chants Comme dans le premier exemple de construction, le tranchant principal 114 se prolonge en arc, en formant une concavité, par le tranchant externe 144. Dans la variante reprémntée sur la figure 3 en ligne conti- nue, le tranchant central 224 est conçu exactement comme dans le premier exemple de la figure 1, c'est-à-dire que le tranchant externe se situe dans le prolongement radial du tranchant interne, formant un angle od avant le centre. Le tranchant principal 214, qui se prolonge par le tran- chant central 224, est rectiligne et pratiquement pardllé- le au plan diamétral passant par le centre. Revendications. 1 Foret dont la tête ( 13) présente au moins trois tranchants principaux ( 14, 15, 16), répartis à des distances angulaires périphériques pratiquement égales, et correspondant à des tranchants centraux ( 24, 25, 26) rejoignant l'axe central ( 27), chaque tranchant central ( 24, 25, 26) comportant un tranchant interne ( 34, 35, 36) et un tranchant externe ( 44, , 46), formant respectivement un angle obtus et un an- gle aigu avec l'axe central ( 27) et des pointes axiales saillantes ( 28, 29, 30) à leur point de rencontre, ces pointes se situant à des distances radiales égales par rapport à l'axe central ( 27) et à la même hauteur dans le sens axial, et qui présente des rainures partant de la tê- te ( 13), caractérisé en ce qu'une section au moins du tranchant central ( 24, 25, 26) et/ou principal ( 14, 15, 16), s'étendant essentiellement du moins dans le sens radial, est placée dans le sens de coupe (flèche 20) avant le cen- tre de la tête ( 13), et en ce que chaque rainure ( 17, 18, 19) a la forme d'une rainure hélicoïdale. 2 Foret suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le tranchant interne ( 34, 35, 36) au moins de chaque tran- chant central ( 24, 25, 26) est placé avant le centre. 3 Foret selon une des revendications 1 et 2, caracté- risé en ce que les tranchants internes ( 34, 35, 36) et ex- ternes ( 44, 45, 46) correspondants se situent sur un plan radial, avant le centre. 4 Foret selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tranchants principaux ( 14, 15, 16), également placés avant le centre, présentent un écartement moyen (d) de 0,4 à 1,2 mm par rapport à un plan diamétral passant par ce centre. Foret selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la section de chaque tranchant cen- tral ( 24, 25, 26) placée avant le centre, du tranchant in- terne ( 34, 35,'36) notamment et du tranchant externe ( 44, , 46) situé sur le même plan diamétral, forme un angle (d L) de 27 à 32 avec un plan diamétral passant par le centre. 6 Foret selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'angle (i) est égal d 28 .