Brevet FR2525941A1 — publié le 19831104

La présente invention se rapporte à un brise-copeaux, en particulier pour des outils de coupe annulaires. A la différence de la plupart des forets, les outils de coupe annulaires, posent souvent de sérieux problèmes d'évacuation des copeaux, en particulier, lorsqu'on perce industriellement des trous dans du métal La plupart des forets ne comportent que deux tranchants, dont chacun coupe un copeau ayant une largeur approximativement égale à la moitié du diamètre du forêt Les deux copeaux produits par un tel forêt ont tendance à être relativement rigides et à s'enrouler en une étroite spirale qui leur permet de s'élever d'une manière régulière à travers les cannelures en spirale relativement profondes du foret et même de traverser une bague de perçage ou de centrage, lorsqu'on utilise une telle bague. Par contre, un outil de coupe annulaire a une paroi latérale cylindrique présentant un certain nombre de dents circonférentiellement espacées autour de son extrémité infé- rieureet il présente autour de son pourtour extérieur un certain nombre de cannelures en spirale qui s'élèvent de la denture Le nombre de dents d'un tel outil de coupe annu- laire est normalement proportionnel à son diamètre Il n'est pas rare de voir cinq ou six dents sur un outil de coupe annulaire ayant un diamètre d'environ 12,7 mm et dix-huit à vingt dents sur un outil ayant un diamètre d'environ 38,1 mm. Du fait de sa conception et de son mode de fonctionement, un outil de coupe annulaire produit un nombre sensiblement plus grand de copeaux, et ces copeaux sont, en majeure partie, filiformes et fragiles De plus, ces copeaux ont tendance à s'enrouler et à s'accumuler autour du pourtour extérieur de l'outil et du mandrin (ou de l'arbre) sur lequel ce dernier est monté Si on n'évacue pas fréquemment ces copeaux, ils ont tendance à bloquer l'écoulement de ceux produits ultérieurement et il peut en résulter une rupture de l'outil de coupe En conséquence, les copeaux emmêlés qui s'accumu- lent autour de l'outil et du mandrin doivent être fréquemment enlevés et, dans de nombreux cas, après le perçage de chaque trou Or, cet enlèvement des copeaux est une tâche difficile et fastidieuse. Un but principal de la présente invention est d'éliminer les difficultés décrites ci-dessusqui s'attachent au fonc- tionnement des outils de coupe annulaires. Un but plus spécifique de l'invention est de produire un dispositif brise-copeaux pour des outils de coupe annu- laires, dispositif dont la structure est simple et la fabri- cation économique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective d'une bague pour un outil de coupe annulaire, comportant un brise-copeaux conforme à la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne 2- 2 de la figure 1 la figure 3 est une vue en élévation, partiellement en coupe, montrant la manière dont la bague brise-copeaux représentée sur la figure 1 est utilisée sur une monture supportant la pièce; la figure 4 est une vue en élévation d'une forme modifiée de bague;_ la figure 5 est une vue en perspective d'un élément brise-copeaux)représenté monté sur la bague de la figure 4; la figure 6 représente une monture de pièce, qui com- porte une autre forme de brise-copeaux conforme à la présente invention; la figure 7 est une vue en coupe suivant la ligne 7- 7 de la figure 6; la figure 8 est une vue latérale partielle d'un autre type de monture pour supporter une pièce et d'une autre variante de forme du brise-copeaux; la figure 9 est un plan par dessous d'une autre variante de forme d'une bague brise-copeaux; et, les figures 10 et il représentent différentes formes de brise-copeaux qui peuvent être montés sur la bague repré- sentée sur la figure 9. En se référant à la figure 1, on voit une bague de perçage, désignée en son entier par 10, qui présente une paroi latérale cylindrique 12 et est percée d'un trou central 14 dimensionné pour qu'un outil de coupe annulaire s'y ajuste - étroitement A son extrémité supérieure, la paroi 12 présente une bordure extérieure annulaire 16 Une patte 18, s'étendant axialement vers le bas, est formée dans une région de la paroi 12. La bague 10 est destinée à servir sur une monture désignée en son entier par 20 sur la figure 3 Cette monture comprend une base 22 destinée à être fixée, d'une manière appropriée quelconque, par exemple, par des vis 24, sur la table d'une perceuse La monture 20 comprend une plaque supé- rieure 26 fixée sur la base 22 au moyen d'ensembles 28 composés de vis et d'entretoises Une pièce 30, dans laquelle on désire percer un trou, peut être supportée dans une posi- tion fixe sur la face supérieure plate 32 de la base 22 La base 22 présente une ouverture 34 pour recevoir un outil de coupe annulaire 36 monté sur le mandrin 38 de la perceuse. La plaque 26 est supportée, à une certaine distance au-dessus de la pièce 30, sur la base 22 et elle est percée d'une ouver- ture 40 pratiquement concentrique à l'ouverture 34 de la base 22 L'ouverture 40 est dimensionnée pour recevoir la bague 10 La bague 10 est destinée à être fixée dans une position fixe sur la plaque supérieure 26 par des moyens appropriés quelconques, par exemple, par une vis fixée à la plaque supé- rieure 26 et s'engageant dans une encoche incurvée 42 de la bordure 16 Il est bien évident que le diamètre extérieur de l'outil de coupe 36 correspond exactement au diamètre du trou 14 de la bague 10 Les plaques 22 et 26 sont perpendi- culaires à la direction d'avance de l'outil 36. L'outil de coupe (ou fraise) 36 comprend une paroi latérale cylindrique 44 pourvue de plusieurs dents 46 espacées circonférentiellement autour de son extrémité inférieure. Un certain nombre de cannelures hélicoïdales 48 s'élèvent des dents 46 le long du pourtour extérieur de la paroi 525254 1 latérale 44 Il est à remarquer que la patte 18 brise-copeaux s'étend radialement vers l'extérieur du pourtour extérieur de l'outil 36 entre la face supérieure de la pièce 30 et la face inférieure de la plaque supérieure 26 La face inté- rieure incurvée 50 de la patte 18 est située à proximité immédiate du pourtour extérieur de la paroi latérale 44 de l'outil Les faces latérales opposées 52 de la patte 18 cou- pent la face intérieure 50 en formant des bords rectilignes 54 s'étendant verticalement. Les différentes parties de l'ensemble étant agencées de la manière représentée sur la figure 3, il est clair que quand l'outil 36 tour}; et s'enfonce dans la pièce 30, les dent 46 taillent une rainure annulaire dans la pièce en pro- duisant ainsi une grande quan une direction générale orientée vers le haut et vers l'exté- rieur Les copeaux 56 s'élèvent dans la partie des cannelures 48 disposée sous la face supérieure 58 de la pièce 30 Or, du fait que ces copeaux tombent à l'intérieur des cannelures de l'outil et sont, de ce fait, soumis à l'action de la force centrifuge, il est clair qu'aussitôt qu'ils émergent de la face supérieure 58 de la pièce, ils cessent d'être confinés radialement et ont tendance à "s'épanouir" vers l'extérieur et le haut Une grande partie des copeaux ainsi formés a tendance à se rompre rapidement pendant qu'ils tournent au contact de la face antérieure 54 de la patte 18 brise-copeaux, comme représenté sur la figure 3 Dans tous les cas, l'ascen- sion des copeaux est arrêtée par la face inférieure 60 de la bague 10 et par la face inférieure 62 de la plaque supé- rieure 26 Ainsi, même les copeaux relativement longs finis- sent par être brisés Ils ne peuvent pas s'enrouler autour de l'outil parce que la patte 18 brise-copeaux s'abaisse de la face inférieure 60 de l'outil pratiquement jusqu'à la face supérieure 58 de la base 22 Ainsi, la présence de la patte 18 brise-copeaux et des faces 58, 60, 62, empêche les copeaux de s'enrouler autour de l'outil et la patte les brise La masse des copeaux, dont la plupart sont relati- vement courts, ayant été I)ris 6 e par le contact avec la patte 18, est amenée à s'écouler rapidement suivant une direction orientée latéralement vers l'extérieur, en s'écartant de l'outil De ce fait, ils n'ont pas tendance à boucher les cannelures 48. La bague 64 représentée sur la figure 4 est pratique- ment identique à celle que montre la figure 1, sauf qu'elle comporte une patte 66 brise-copeaux formée séparément et destinée à être fixée sur la bague 64 au moyen de vis 68. Dans le cas de la bague 64, la patte 66 brise-copeaux a, en élévation, une forme générale en T, comme on le voit sur la figure 5 et présente une surface intérieure incurvée pour se conformer au perçage de la bague Le cas échéant, la patte 66 brise-copeaux pourrait être montée sur la bague 64 de manière que sa face intérieure soit légèrement espacée radialement à l'extérieur du perçage de la bague mais cependant pas plus d'environ 0, 5 mm Une action efficace de rupture des copeaux n'est obtenue que lorsque la face intérieure ou, pour le moins, le bord-intérieur de la face latérale anté- rieure, du brise-copeaux est disposé à proximité immédiate du pourtour extérieur de l'outil de coupe. La figure 6 représente une forme légèrement modifiée demonture, désignée en son entier par 70, qui comprend une plaque de base 72, une plaque supérieure 74 et un support 76 reliant ces deux plaques en les espaçant verticalement La plaque de base 72 est pourvue de moyens appropriés, tels qu'un épaulement 78, pour supporter la pièce 30 dans une position fixe sur la monture la plaque supérieure 74 supporte une bague de perçage 80 traditionnelle, dimensionnée pour corres- pondre au diamètre extérieur de l'outil de coupe 36 Dans cette forme de réalisation, le brise-copeaux se présente sous la forme d'un bloc plat 82, s'étendant verticalement, qui est fixé à la face inférieure de la plaque 74 par des vis 84 Le bloc 82 brise-copeaux est disposé radialement par rapport à l'outil 36 et sa face intérieure 86 est placée à proximité immédiate du pourtour extérieur de la paroi latérale de l'outil Comme dans le cas de la bague représentée sur t 12594 t la figure 1, le bloc 82 brise-copeaux comporte un bord interieur avant rectiligne 88 s'étendant verticalement et une face antérieure plate 90 contre laquelle viennent buter les copeaux produits par l'outil de la coupe et qui tournent avec celui-ci La face intérieure 86 pourrait être plate au lieu d'être courbe, auquel cas, selon les dimensions de l'outil, le brise-copeaux pourrait être incliné vers le pour- tour de l'outil ou bien la face intérieure 86 pourrait être inclinée suivant un angle aigu par rapport à la face latérale 90, de sorte que le bord 88 serait directement adjacent au pourtour de l'outil L'action de brisage de copeaux exercée par le dispositif représenté sur la figure 6 est sensiblement la même que celle qui est obtenue avec l'agencement représenté sur la figure 3 La plupart des copeaux sont brisés en petits morceaux et, dans tous les cas, sont obligés de s'écouler régulièrement suivant une direction orientée latéralement vers l'extérieur en s'éloignant de l'outil. Une autre forme de réalisation est représentée sur la figure 8 o la pièce 30 est destinée à être serrée entre les mâchoires 92 et 94 d'un étau 96 Un support 98 est monté rigidement sur l'une des mâchoires de l'étau Des plaques brise-copeaux 100,102 verticalement espacées sont montées sur le support 98 au moyen de vis de serrage 104 Les plaques brise-copeaux 100, 102 sont espacées l'une au-dessus de l'autre et chacune d'elles présente une boutonnière horizon- tale allongée 106 qui permet d'ajuster sa position dans une direction radiale par rapport à l'outil 36 On ajuste radia- lement la plaque inférieure 100 de façon que son extrémité intérieure 108 soit à proximité immédiate du pourtour exté- rieur de l'outil, et on règle la plaque supérieure 102 de manière que son bord intérieur 110 soit à proximité immédiate du cylindre de révolution formé par la surface extérieure du mandrin 112 dans lequel l'outil 36 est monté L'outil 36 est, de préférence, monté dans le mandrin 112 au moyen de deux vis 114, 116 La longueur de la vis 116 est calculée de façon que, quand elle a été serrée afin de bloquer l'outil de coupe dans le mandrin, elle dépasse radialement de celui- t$t 594 I ci, comme représenté sur la figure 8. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 8, une partie des copeaux sont, à mesure qu'ils sont formés, brisés par le brise-copeaux inférieur 100, d'autres copeaux filiformes allongés, désignés dans leur ensemble par 118, pouvant s'enrouler autour de l'outil et de son mandrin 12, au-dessus du brise-copeaux 100 Toutefois, à mesure que l'outil s'enfonce dans la pièce, le brise-copeaux 100 casse et évacue les copeaux enroulés autour de l'outil, tandis que le brise- copeaux 102 casse et évacue les copeaux qui se sont enroulés autour du mandrin On conçoit que pour obtenir ce résultat, les bords intérieurs des deux brises-copeaux doivent être situés très près, de préférence,à moins d'environ 0,5 mm des éléments dont ils sont chargés d'évacuer les copeaux. La figure 9 représente une bague 120 sur la face in- férieure de laquelle est monté par exemple au moyen d'une vis 124, un brise-copeaux 122 La face antérieure 126 du brise-copeaux 122 est disposée radialement par rapport à l'axe de la bague et sa face- extérieure 128 a été dégagée de façon à être située à l'intérieur de l'étendue radiale de la paroi latérale 130 de la bague 120. Les figures 10 et 11 montrent d'autres formes de brise- copeaux qui peuvent être montés sur une bague de perçage comme celle représentée en 120 sur la figure 9 et en 64 sur la figure 4 La face antérieure 132 du brise-copeaux 134 repré- senté sur la figure 10 est inclinée suivant un angle aigu par rapport à la face radialement intérieure du brise-copeaux. Sur la figure 11, la face antérieure 136 du brise-copeaux 138 présente une surface incurvée dont la partie radialement intérieure est inclinée suivant un angle aigu par rapport à la face radialement intérieure du brise-copeaux Les modi- fications représentées sur les figures 10 et 11 illustrent le fait que la face antérieure du brise-copeaux n'a pas besoin de s'étendre exactement dans le sens radial par rapport à l'axe de l'outil; en effet, elle pourrait être inclinée ou incurvée léqèrementjde façon à avoir simplement une orientation générale radiale par rapport à l'axe de l'outil de coupe. On note que la position radiale des brise-copeaux 100 et 102, mais aussi 82, 122 et 134, peut étre ajustée par rapport à l'axe de l'outil 36 de coupe, de manière que le bord antérieur ou d'attaque soit disposés directement près du pourtour extérieur d'outils ( 36) de coupe ayant des diamètres différents. Il va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au disposi- tif brise-copeaux pour outil de coupe (ou fraise) annulaire rotatif, décrit et représenté. Z 5941 REVENDICATIONS 1 Dispositif brise-copeaux destiné à servir avec un outil de coupe annulaire rotatif pour former dans une pièce ( 30) des trous obtenus par la pénétration dans ladite pièce ( 30) d'un outil ( 36) comportant une paroi latérale cylindri- que ( 44) pourvue d'un certain nombre de dents ( 46) de coupe, espacées circonférentiellement autour du bord antérieur de l'outil ( 36), et un certain nombre de cannelures hélicoïdales ( 48) s'élevant desdites dents ( 46) autour du pourtour exté- rieur de la paroi latérale ( 44), ce dispositif comprenant des moyens de support ( 20; 70; 96, 98) destinés à être placés dans une position relative fixe par rapport à la pièce ( 30) pendant que l'outil ( 36) tourne et avance axialement à travers la pièce ( 30), et un brise-copeaux monté fixement sur lesdits moyens de support ( 20), dispositif caractérisé en ce que le brise-copeaux comporte une patte ( 18,66,82,100, 102,122,134,138) ayant un bord antérieur ( 54) s'étendant dans le sens de l'axe de l'outil ( 36) et à proximité immé- diate du cylindre de révolution formé par le pourtour exté- rieur de la paroi latérale ( 44) de l'outil ( 36) de coupe, la patte ( 18; 122; 134) ayant une face latérale antérieure ( 52,126,136) disposée de manière généralement radiale par rapport à l'outil ( 36) et se terminant, à son extrémité radialement intérieure, par ledit bord antérieur ( 54), la patte ( 18,66,82,100,102,122,134,138) et les moyens de support ( 20,70, 96,98) étant disposés l'un par rapport à l'autre de sorte que la zone périphérique entourant l'outil de coupe ( 36) n'est pas obstruée sur les côtés circonférentiellement opposés de la patte ( 18), sur une étendue circonférentielle supérieure à l'étendue circonférentielle de ladite patte ( 18), de sorte que les copeaux coupés par les dents ( 46) de l'outil s'élèvent vers l'amont dans les cannelures ( 48) de l'outil ( 36) en rotation, s'épanouissent radialement vers l'extérieur dans ladite zone non-obstruée dès qu'ils émergent de la face de la pièce ( 30) dans laquelle le trou est en train d'être percé,et viennent frapper la face antérieure ( 54) de la patte ( 18) qui les fragmente et les coupe. 2 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de butée placés à proximité immédiate du côté amont de la patte ( 18) par rapport à la direction d'avance de l'outil ( 36), afin de limiter la mesure dans laquelle les copeaux produits par l'outil ( 36) peuvent s'élever et se déplacer vers l'amont. 3 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée comprennent une face d'arrêt, située dans un plan pratiquement perpendi- culaire à l'axe central de l'outil ( 36) et formant l'extrémité axialement amont de ladite zone non-obstruée. 4 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que Lesdits moyens de support ( 20,70,96) comprennent un premier organe ( 22,72) destiné à supporter la pièce ( 30) dans une position fixe, un second organe ( 26, 74) de support, espacé du premier organe ( 22,72) de support et situé dans un plan pratiquement perpendiculaire à la direc- tion d'avance de l'outil ( 36) de coupe, lesdits organes ( 22,26; 72,74) de support étant disposés de manière que la pièce ( 30) supportée sur le premier organe ( 22,72) est située sous le second organe ( 26,74), lequel est percé d'une ouverture ( 40) à travers laquelle l'outil ( 36) de coupe est destiné à avancer pour former le trou dans la pièce ( 30), la patte ( 18) étant montée fixement sur l'un desdits organes ( 22,26) de support. 5 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'ouverture ( 40) est un trou circu- laire d'une bague ( 10) de guidage de l'outil de coupe ( 36), bague qui est montée fixement ( 42) sur le second organe ( 26) et présente une face ( 60) à l'extrémité inférieure ou aval de l'ouverture ( 40), la patte ( 18) s'avançant axialement vers le bas et l'aval à partir de la face ( 60) d'extrémité. 6 Dispositif brise-copeaux selon la revendication , caractérisé en ce que la patte ( 18) forme un prolongement faisant partie intégrante de la bague ( 10). 7 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que la patte ( 66,82,101) est montée sur le moyen de support ( 10,26; 74, 98) de façon à pouvoir être réglée suivant une direction orientée radialement par rapport à l'outil ( 36), de sorte que ledit bord antérieur peut être disposé directement près du pourtour extérieur d'outils ( 36) de coupe ayant des diamètres différents. 8 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend, sur le moyen de support ( 96,98), une seconde patte ( 102) s'étendant d'une manière générale radialement par rapport à l'axe de rotation de l',outil ( 36) de coupe, lesdites pattes ( 100, 102) étant ajustables suivant une direction orientée radialement par rapport audit axe, et étant espacées axialement par rapport à l'axe de l'outil ( 36), de sorte que, quand l'outil ( 36) pénètre dans la pièce ( 30), la première patte ( 100) casse une partie, au moins, des copeaux ( 118) qui pourraient avoir tendance à s'accumuler autour de l'outil ( 36), tandis que la seconde patte ( 102) casse les copeaux ( 118) qui n'ont pas été cassés pour la première patte ( 100) et qui pourraient avoir tendance à s'accumuler autour du mandrin rotatif ( 112) sur lequel l'outil ( 36) est monte. 9 Dispositif brise-copeaux selon la revendication 1, caractérisé en ce que le brise-copeaux est constitué sim- plement par l'une des pattes ( 18; 66; 82; 100,102; 122; 134; 138).