Brevet FR2513155A1 — publié le 19830325

La présente invention se rapporte à un outil annu- laire de coupe destiné à percer des trous dans des pièces à usiner. L'un des problèmes associés en commun à des outils annulaires de coupe est l'usure et le burinage des arêtes si- tuées radialement le plus à l'intérieur des dents de coupe. On pense que ce problème est d M au fait que, pendant une opé- ration de coupe, des copeaux métalliques se logent fréquem- ment entre la face interne de la périphérie des dents de cou- pe et la face externe de la périphérie du lingot central pro- duit par l'outil de coupe dans la pièce à usiner Ces copeaux s'accumulent et ils se soudent à la face interne de la péri- phérie de l'outil de coupe à proximité du bord d'attaque de ce dernier Cette accumulation de métal à la face interne de la périphérie des dents de coupe engendre une friction con- sidérable et augmente le couple nécessaire pour faire tourner ledit outil Il en résulte la génération d'une chaleur addi- tionnelle et une usure excessive qui hâte la défaillance de l'outil de coupe par burinage et par-rupture. La présente invention a par conséquent pour objet de surmonter le problème de l'usure, du burinage et de la rup- ture d'outils annulaires de coupe par suite de l'accumulation de copeaux autour de la face interne de la périphérie de la zone de coupe des outils. Plus spécialement, l'invention vise à proposer un outil annulaire de coupe réalisé de telle sorte que la face interne de la périphérie du corps de cet outil ait un contact superficiel minimal avec le lingot central formé par ledit outil. L'invention va à présent être décrite plus en dé- tail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une élévation latérale fragmentaire d'un outil de coupe selon la présente invention; la figure 2 est une vue fragmentaire en plan de 2 2513155 l'extrémité inférieure de cet outil; et la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1. L'outil de coupe selon la présente invention porte globalement la référence numérique 10 et il consiste à son extrémité supérieure en une tige 12 dont part une paroi laté- rale cylindrique annulaire 14: L'extrémité inférieure de cette paroi 14 présente plusieurs dents de coupe 16 espacées cir- conférentiellement Entre ses dents successives 16, la paroi 14 comporte des cannelures hélicoïdales 18 qui, s'étendant vers le haut, présentent une profondeur radiale sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de ladite paroi 14 Ainsi, chaque cannelure 18 est juxtaposée radialement à une âme 20. Dans la forme de réalisation préférée de l'outil de coupe se- lon l'invention, chaque dent 16 se compose de trois arêtes tranchantes étagées radialement et circonférentiellement, c'est- à-dire une arête tranchante interne 22, une arête tranchante intermédiaire 24 et une arête tranchante externe 26 Les arê- tes 22 et 24 sont ménagées à l'extrémité inférieure des âmes 20 et, pour recevoir les copeaux qu'elles forment, la région adjacente desdites âmes possède un canal interne 28 et un ca- nal externe 30 L'arête tranchante 22 est délimitée par l'ex- trémité inférieure d'une face arrière 27 du canal 28 et l'a- rête tranchante 24 est délimitée par l'extrémité inférieure d'une face arrière 29 du canal 30 L'arête tranchante 26 est formée quant à elle par l'extrémité inférieure d'une face arrière 31 de la cannelure 18. Les arêtes tranchantes 22 et 24 sont mutuellement reliées par un épaulement circonférentiel 32 et les arêtes 24 et 26 sont reliées par un congé 34 Ces trois arè- tes tranchantes sont étagées verticalement du fait que chaque dent est formée par une paire de faces biseautées 36 et 38 qui s'étendent circonférentiellement vers l'arrière à partir desdites arêtes tranchantes, dans une direction inclinée vers le haut, par exemple d'un angle d'environ 80 à 10 En outre, 3 2513155 la face biseautée 36 est inclinée radialement vers l'inté- rieur et axialement vers le haut, la face biseautée 38 étant inclinée radialement vers l'extérieur et axialement vers le haut Ces deux faces biseautées se rejoignent en une crête 40. Lorsque l'outil de coupe doit être soumis à une forte charge lors de l'enlèvement des copeaux, la face biseautée 36 est, de préférence, inclinée radialement d'un angle de + 100 à -30 par rapport à l'horizontale et la face biseautée 38 est incli- née radialement, de préférence, à un angle d'environ 20 à 250. Lorsque chacune des arêtes tranchantes 22, 24 et 26 est étagée verticalement d'une distance excédant la profondeur de coupe pour chaque révolution de l'outil, chacune de ces aré- tes détache un copeau séparé Du fait de l'inclinaison radiale d arêtes tranchantes 22 et 24, les copeaux détachés par ces ara- tes seront dirigés vers le haut par leurs canaux respectifs et pénétreront dans les cannelures 18 De même, le copeau dé- taché par l'arête tranchante externe 26 sera dirigé vers le haut par sa cannelure adjacente associée 18, ce qui fait que tous les copeaux sont évacués en douceur et facilement vers le haut en parcourant les cannelures inclinées 18. Comme le montre la figure 2, la face interne de la périphérie de la paroi 14 est dépouillée radialement vers l'ex- térieur pour former un jeu ou espace 42, de façon à ménager un intervalle étroit a s'étendant circonférentiellement vers l'arrière-et vers le haut à partir de l'arête tranchante in- terne 22 de chaque dent De préférence, l'espace 42 est ména- gé en enlevant du métal de la face interne de la périphérie de la paroi de l'outil au moyen d'un outil cylindrique de coupe, la partie dépouillée étant définie par un segment d'un arc circonférentiel 44 La profondeur radiale maximale de l'espace 42 se situe entre environ 0,12 mm et environ 0,63 mm, de préférence dans une plage d'environ 0,25 mm à environ 0,38 mm En vue de ménager un trajet d'évacuation pour tout copeau susceptible de se bloquer à l'intérieur de l'espace 42, 4 L 513155 la partie dépouillée doit s'étendre vers l'arrière à l'inté- rieur du canal interne 28 de la dent contiguë, afin de former un passage d'évacuation indiqué par la référence 46 sur la figure 2 De préférence, l'intervalle a doit présenter une largeur circonférentielle comprise entre environ 0,25 mm et environ 1,5 mm, et mesurant de préférence environ 0,38 mm. Lorsque l'espace 42 est ménagé à l'aide d'un outil cylindrique de coupe de façon qu'il se rétrécisse progressivement en di- rection de l'arête tranchante 22 l'intervalle a possède de préférence une largeur de l'ordre d'environ 0,25 mm Cependant, lorsque ledit espace 42 est usiné sous la forme d'une gorge de profondeur radiale sensiblement uniforme, il convient alors, afin d'empocher un affaiblissement notable de la dent, que l'intervalle a ait une largeur supérieure à environ 0,25 mm, en fonction de la profondeur radiale de la gorge formant le- dit-espace. La face arrière 27 de chaque canal 28 est incli- née vers l'arrière et vers le haut d'un angle d'environ 600 par rapport à l'horizontale Comme mentionné ci-dessus, l'ex- trémité inférieure de cette face arrière coopère avec la face biseautée 36 pour délimiter l'arête tranchante 22 Il est préférable de ménager l'intervalle a de telle façon qu'il ait une largeur sensiblement uniforme dans une direction parallèle à la face arrière du canal 28, si bien que, lorsque les dents de l'outil de coupe sont aiguisées en meulant les faces biseautées 36 et 38, ledit intervalle a conserve une largeur sensiblement constante La largeur uniforme de cet intervalle peut être obtenue en orientant l'outil de coupe usinant la partie dépouillée 42 d'une manière telle que l'axe de cet ou- til soit incliné par rapport à la ligne passant par le centre de l'outil de coupe, dans une direction généralement parallè- le à la face arrière du canal 28, laquelle forme à son tour la face antérieure racleuse de l'ar&te tranchante 22 Sur la figure 2, une ligne 48 en trait mixte représente, dans un plan horizontal, la silhouette externe d'un outil de coupe basculé 2513-15-5 qui produit l'arc circonférentiel 44 de l'espace 42 Cet es- pace 42 peut s'étendre vers le haut sur toute la hauteur de la paroi 14 Cependant, on obtient les résultats souhaités lorsque l'intervalle a présente une hauteur correspondant gé- néralement à la dimension des dents 16 dans le sens vertical. Par exemple, comme illustré sur la figure 3, l'espace 42 mé- nagé par la partie dépouillée s'étend vers le haut, légèrement au-delà de l'extrémité supérieure du canal externe 30. Comme souligné ci-avant, l'une des difficultés sou- levées par l'utilisation d'outils annulaires de coupe du type général décrit dans le présent mémoire consiste en ce que des copeaux viennent se loger entre la face interne de la pé- riphérie de la paroi de l'outil et la face externe de la pé- riphérie du lingot central formé par l'outil annulaire La présence de l'intervalle étroit a élimine notablement cette difficulté Si un copeau reste collé entre la face interne de la périphérie de l'outil et le lingot central, la forte pres- sion par unité de surface qui lui est appliquée par l'inter- valle étroit a se traduit par une rupture de ce copeau, ou au moins par une diminution par usure suffisante pour que le- dit copeau soit évacué dans l'espace 42, puis soit dirigé ra- dialement vers l'extérieur en empruntant le passage d'évacua- tion 46, pour gagner ensuite le canal contigu 28 De la sorte, l'intervalle étroit a emu 8 che une accumulation de copeaux en- tre la face interne de la périphérie de l'outil de coupe et la face externe de la périphérie du lingot, et les difficultés qui découlent d'une telle accumulation sont ainsi évitées. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'outil décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Outil annulaire de coupe, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps équipé d'une paroi latérale ( 14) sensiblement annulaire, cette paroi cylindrique comportant plusieurs dents ( 16) espacées circonférentiellement autour de son extrémité inférieure et plusieurs cannelures hélicoïdales ( 18) qui, situées autour de la face externe de sa périphérie,; s'étendent vers le haut à partir de la zone située entre les dents contiguës; par le fait que chaque dent présente au moins une arête tranchante ( 22; 24; 26) s'étendant radialement, des canaux ( 28, 30) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la face interne de la périphérie de ladite paroi la- térale ( 14) jusqu'auxdites cannelures ( 18), entre les dents successives ( 16), afin de faciliter l'évacuation, radialement vers l'extérieur et vers le haut dans lesdites cannelures ( 18), de copeaux détachés par lesdites arêtes tranchantes; par le fait que chaque canal ( 28; 30) présente une face arrière ( 27; 29) s'étendant radialement et vers le haut à partir de la région radialement interne de chaque arête tranchante, la face interne de la périphérie de chaque dent ( 16) étant dé- pouillée radialement vers l'extérieur afin de ménager un jeu ou espace ( 42) s'étendant circonférentiellement entre la face interne de la périphérie de la dent et le lingot central formé par l'outil ( 10) dans la pièce à usiner; et par le fait que ledit espace ( 42) est distant circonférentiellement vers l'ar- rière à partir de la face arrière ( 27; 29) de chaque ca- nal ( 28; 30), de façon à ménager un intervalle étroit (a) sur la face interne de la périphérie de chaque dent ( 16), ledit intervalle s'étendant vers l'arrière et vers le haut à partir de ladite région radialement interne de chaque arête tranchante. 2 Outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque dent ( 16) comporte au moins deux arêtes tranchantes espacées radialement, la face arrière ( 28; 29) du canal ( 28; 30) s'étendant vers le haut à partir de l'arête tranchante ( 22) radialement interne. 7 2513155 3 Outil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'espace ( 42) s'étend circonférentiellement vers l'arrière sur chaque dent ( 16) à l'intérieur du canal ( 28; 30) de la dent contiguë, de façon à ménager un passage ( 46) d'évacuation des copeaux de chaque espace au canal voi- sin. 4 Outil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'espace ( 42) présente une étendue radiale maximale d'environ 0,12 mm à environ 0,63 mm. 5 Outil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'intervalle (a) présente une largeur circon- férentielle d'environ 0,25 mm à environ 1,5 mm. 6 Outil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'espace ( 42) s'étend vers le haut au moins jusqu'à l'extrémité supérieure du canal. 7 Outil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'espace ( 42) est délimité par un segment cir- conférentiel ( 44). 8 Outil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'intervalle (a) présente une largeur circon- férentielle d'environ 0,25 mm à environ 0,38 mm. 9 Outil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'espace ( 42) présente une étendue radiale maximale d'environ 0,25 mm à environ 0,38 mm. 10 Outil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la face arrière du canal ( 28; 30) est in- clinée vers le haut et circonférentiellement vers l'arrière, l'intervalle (a) présentant une largeur sensiblement uniforme dans le sens vertical.