Brevet FR2532573A1 — publié le 19840309

La présente invention concerne une pastille rap- portée à cassure de copeaux pour outil de coupe. On fixe souvent des pastilles rapportées ou mises de carbure métallique fritté à l'extrémité d'un barreau de coupe ou d'un autre outil de machine afin que la vitesse et le rendement de coupe par l'outil soient optimaux De telles pastilles rapportées ont en général une configura- tion polygonale formant plusieurs bords de coupe disposés sur les côtés et aux coins de la pastille et qui peuvent être mis en position La face supérieure de la pastille rapportée est en général sensiblement perpendiculaire à la surface de la pièce et a un dispositif de cassure de copeaux sous forme d'une gorge ou d'une autre configu- ration de sa structure Les organes de cassure de copeaux sont importants pour le fonctionnement de la machine- outil ainsi que pour la sécurité personnelle de l'opérateur de la machine car, si le tournage forme de longs filets ou des spires continues qui ne se cassent pas en petits copeaux, ces filets ou spires peuvent s'enrouler autour de la pièce ou s'emmêler dans l'outil en créant un risque important de blessure du personnel et de perturbation de 1 'opération de coupe Cependant, la cassure des co- peaux dans diverses conditions de travail, par exemple avec une avance et -une profondeur de coupe qui varient, nécessite la considération poussée de la combinaison de l'avance, de la profondeur de coupe et de la configuration de l'organe de cassure de copeaux. Comme un organe de cassure de copeaux ne fonc- tionne bien que dans une certaine plage limitée-de pro- fondeursde coupe et d'avances,dépendant de la configura- tion et de la dimension de-l'organe de cassure de copeaux, des pastilles rapportées ayant des configurations diffé- rentes de cassure de copeaux sont nécessaires pour diffé- rentes profondeurs de coupe et avances, Un problème particulier est posé par la cassure efficace des copeaux pendant une découpe de finition car la profondeur de coupe et l'avance sont relativement fai- bles Un organe classique de cassure de copeaux choisi avec une configuration et une dimension convenant à une découpe de dégrossissage ne convient pas lorsque la pièce doit subir une finition Pour une faible profondeur de coupe, il est essentiel que l'angle d'affûtage soit ré- duit afin que le copeau soit cassé de manière satisfai- sante En d'autres termes, il est important que les pos- sibilités de cassure de copeaux soient importantes au nez de la pastille rapportée puisque, pour les faibles pro- fondeurs de coupe et les faibles avances, le copeau doit se replier très nettement pour se briser étant donné sa faible section D'autre part, si l'organe de cassure de copeaux a des dimensions convenant à l'épaisseur et à la profondeur de coupe de faibles copeaux, les angles sont trop importants pour que les copeaux se brisent pour des épaisseurs plus grandes de copeaux et de plus grandes profondeurs de coupe. La déformation ou le pliage initial subi pàr la matière retirée au cours de la séparation de la pièce dépend non seulement de son épaisseur mais aussi de l'an- gle d'affûtage Un angle d'affûtage qui diminue correspond à un angle initial croissant mais provoque l'application de forces croissantes de coupe L'augmentation de l'angle d'affûtage permet l'utilisation de grandes profondeurs de coupe avec des forces de coupe relativement faibles, mais pour une plus faible pliure initiale de la tournure. Des pastilles rapportées ayant un organe de cas- sure de copeaux au coin ou au nez ainsi qu'une gorge de cassure de copeaux formée le long du bord de coupe de la pastille rapportée avec une profondeur et/ou une largeur variables sont déjà connues Plus précisément, des pas- tilles rapportées assurant une cassure de copeaux et ayant une surface initiale de coupe qui est plate et qui est placée en avant d'un tronçon courbe de cassure de copeaux sont décrites dans les brevets des EtatsUnis d'Amérique N O 3 395 434, 3 885 281, 3 968 550 et 3 381 349 L'organe de cassure de copeaux décrit dans chacun de ces brevets à une surface initiale plate de coupe qui fait un angle sensiblement droit avec la surface de la pièce et qui se raccorde à un organe courbe de cassure de copeaux. La pastille rapportée peut avoir un angle d'attaque posi- tif ou négatif le cas échéant. Une autre configuration de cassure de copeaux est la configuration en V décrite dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N O 4 288 179, 4 056 872, 4 189 265, et 3 866 282. Bien que les pastilles rapportées décrites dans les brevets précités puissent être utilisées dans des applications particulières, une pastille rapportée per- fectionnée ayant un organe efficace de cassure de copeaux convenant aux découpes de finition ainsi qu'aux découpes à de plus grandes profondeurs et pour de plus grandes avances est nécessaire. La pastille rapportée selon l'invention a une configuration de cassure de copeaux à son nez, cette con- figuration comprenant, en coupe transversale, un plat central disposé entre des parois latérales inclinées. Le plat central est un tronçon de cylindre de section droite circulaire et les parois latérales adjacentes sont des segments de troncs de cônes opposés Le plat central de la gorge de cassure de copeaux déclenche la déviation de la tournure, la pliure se poursuivant et la cassure apparaissant lorsque la spire frappe l'autre côté de la configuration de cassure de copeaux Des organes de cas- sure de copeaux moins accentués sont placés le long des côtés des pastilles rapportées. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan d'une pastille- rapportée selon un mode de réalisation de l'invention la figure 2 est une élévation latérale de la. pastille de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne IIITII de la figure 1; la figure 4 est une coupe suivant la ligne i V-IV de la figure 1; la figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 1; la figure 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI dé la figure 1; la figure 7 est une vue partielle en plan de la partie du nez d'une variante de pastille rapportée la figure 8 est analogue à la figure 7 mais re- présente une autre variante de pastille rapportée; la figure 9 est analogue à la figure 7 et re- présente une autre variante de pastille rapportée; la figure 10 est analogue à la figure 7 mais représente un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 11 est une vue partielle en plan ana- logue à la figure 1 d'un autre mode de réalisation de l'invention; la figure 12 est une coupe suivant la ligne XII-XII de la figure 11 la figure 13 est une coupe suivant la ligne XIII-XIII de la figure 11; et la figure 14 est une coupe suivant la ligne XIV-XIV de la figure 11. Comme l'indique la figure 1 des dessins, une pastille rapportée de coupe 20 ou mise selon un exemple de mode de réalisation de l'invention, a une configura- tion triangulaire, avec une ouverture centrale 22 des- tinée à la fixation sur un outil (non représenté) Comme l'indique clairement la figure 4, les coins ou "nez" 23 de la configuration triangulaire de la pastille 20 ont une gorge en V tronqué de cassure de copeaux dont les parois latérales coniques opposées 24 et 26 sont reliées par un tronçon cylindrique 28 La configuration précitée est meulée dans la pastille 20 à l'aide d'uné meule 30 ayant des surfaces tronconiques 32 et 34 séparées par une surface cylindrique 36 Les surfaces coniques 32 et 34 forment un angle de 12 à 253 avec l'axe cen- tral de la meule 30 Dans un mode de réalisation, le dia- mètre de la meule 30 est de 3,5 mm et les angles des par- ties tronconiques 32 et 34 avec l'axe central, sont de 200. Comme l'indiquent clairement les figures 7 à 10 des dessins, la gorge en V du nez 23 de la pastille 20 est réalisée par meulage en plongée en direction paral- lèle à l'axe de l'ouverture centrale 22 de la pastille 20. Le meulage en plongée intercepte une face supérieure 40 de la pastille 20, l'axe de rotation de la meule 30 étant distant du bout 23 de la pastille 20 afin que l'angle voulu d'affûtage soit obtenu en fonction de l'application particulière La comparaison des figures 7, 8 et 9 montre que l'angle d'affûtage de la surface 28 de la pastille 20 peut être réglé par réglage de la distance séparant l'axe de rotation de la meule 30 du bout courbe 23 de la pastille 20 Par exemple, le déplacement de l'axe de rotation de la meule 30 vers le bout 23 comme indiqué sur la figure 8 donne un angle d'affûtage relativement plus petit que l'angle de la partie 28 des pastilles des figures 7 et 9 Ainsi, l'angle d'affûtage de la partie centrale 28 de cassure de copeaux peut être réglé d'après l'emplacement du meulage en plongée de la pastille 20. Comme l'indiquent clairement les figures 1, 5 et 6, une gorge intermédiaire de cassure de copeaux est f-ormée par une meule 50 et comporte une surface conique 54 qui recoupe une face latérale 56 de la pastille 20 et forme avec elle un bord de coupe courbe à angle posi- tif d'affûtage La surface conique 54 fait un angle d'en 7 viron 200 avec la face supérieure 40 de la pastille 20. Un tronçon intermédiaire cylindrique 58 de cassure de copeaux recoupe la surface 54 et recoupe aussi un tronçon conique 59 de cassure de copeaux Ce tronçon 59 fait un angle de 450 avec la face supérieure 40 de la pastille 20 Ainsi, une tournure glissant à la surface subit un changement initial de direction sous la commande de la surface 58 et est ensuite repliée et cassée par la sur- face 59 La configuration de cassure de copeaux repré- sentée sur la figure 6 s'applique à des profondeurs de coupe et des avances intermédiaires Comme dans le cas des surfaces 24, 26, 28 de l'organe de cassure de copeaux du nez, les surfaces 54 et 59 sont des tronçons de cône alors que la surface 58 est un tronçon de cylindre de section droite circulaire La configuration précitée de la gorge est formée par meulage dans une pastille rapportée, à l'aide d'une meule 50 ayant des surfaces coniques 51, 52 sépa- rées par une surface cylindrique, complémentaires des surfaces 54, 58 et 59 Dans un exemple de mode de réali- sation, les surfaces 54 et 59 font des angles de 20 et respectivement avec la face supérieure 40 de la pas- tille 20. Comme l'indique la figure 11, une variante de pastille 60 a une configuration triangulaire et a un bout courbe 62 destiné aux découpes de finition, à des vi- tesses analogues à celles de la pastille 20 La pastille doit être distinguée de la pastille 20 en ce que ses bords de coupe en profondeur et latéraux ou à grande vi- tesse ont des variantes de gorge de cassure de copeaux distantes du bout courbe 62 Comme l'indique la figure 12, la gorge de cassure de copeaux, près du nez 62 a un plat incliné 64 qui recoupe une face latérale 66 de la partille 60 et forme avec elle un bord de coupe La sur- face 64 fait un angle d'environ 20 ' avec la face supé- rieure 68 de la pastille 60 Un tronçon intermédiaire plat 70 de cassure de copeaux recoupe la surface 64 et se raccorde à un tronçon courbe 72 de cassure de copeaux. Ainsi> une tournure glissant sur la surface 64 subit un changement initial de direction provoqué par la surface et se replie et est cassée ensuite par la surface courbe 72 La configuration de cassure de copeaux représentée sur la figure 12 s'applique à des profondeurs et avances intermédiaires Comme l'indique la figure 13 des dessins, une configuration de cassure de copeaux, à une distance rela- tivement grande du bout courbe,62, a une surface 80 qui recoupe la face 66 du bord et forme un bord de coupe. Un tronçon intermédiaire 82 est parallèle à la face supé- rieuré 68 de la pastille 60 Un tronçon courbe 84 est formé du côté opposé du tronçon central 82 par rapport à la surface 80 La configuration de cassure de copeaux repré- sentée sur la figure 13 peut être distinguée de la gorge de cassure de copeaux de la figure 12 en ce qu'elle est destinée à casser les copeaux formés avec une vitesse d'avance et une profondeur de coupe relativement grandes. Comme l'indique la figure 11, une pièce 90 ayant un axe de rotation 92 est représentée en coopération avec la pastille rapportée 60 d'un outil Le bout courbe 62 de coupe de la pastille 60 est utilisé pour des profon- deurs de coupe relativement faibles et des vitesses rela- tivement faibles d'avance comme indiqué par le trait inter- rompu 94 Une coupe intermédiaire repérée par la droite 96 en traits interrompus, se trouve à la hauteur de la configuration intermédiaire de cassure de copeaux repré- sentée sur la figure 12 Pour de-plus grandes profondeurs de coupe comme indiqué par le trait interrompu 98 de la figure 11, la configuration de cassure de copeaux de la figure 13 est utilisée La pastille rapportée 60, comme la pastille 20, permet ainsi des profondeurs de coupe et des vitesses d'avance diverses, Comme l'indique la figure 14, la configuration relativement longue de cassure de copeaux représentée sur la figure 13 est réalisée par un meulage continu le long du bord de coupe de la pastille 60 et non par une dé- coupe en plongée De mêime, la configuration intermédiaire de cassure de copeaux représentée sur la figure 12 est obtenue avec une découpe continue sur une distance prédé- terminée le long du bord de coupe de la pastille 60 Au contraire, la configuration de cassure de copeaux du nez 62 de la pastille 60 est obtenue par une découpe en plon- gée réalisée à l'aide de la mẻule 30 représentée sur la figure 4. En résumé, la pastille rapportée selon l'inven- tion permet la cassure des copeaux lors d'une découpe fine, avec un plat central formé entre des surfaces in- clinées La maîtrise des copeaux est obtenue sur une large plage de profondeurs de coupe, contrairement aux pastilles rapportées qui sont en général destinées à une applica- tien particulière. r Plus précisément, la pastille rapportée selon l'invention possède un bout spécial permettant des dé- coupes peu profondes ou de finition avec des vitesses d'avance de l'ordre de 0,05 mman par tour Le plat central provoque un fléchissement initial de la tournure, le flé- chissement se poursuivant lorsque la tournure vient frap- per l'autre côté de la section en V Un simple V, sans plat central, comme l'indique la technique antérieure, provoque la formation d'un copeau trop long avant sa rota- tion initiale et provoque aussi une variation trop brutale au niveau de la partie opposée du V. L'angle préféré des plats latéraux est de 20 , une plage acceptable étant comprise entre 12 et 250 L'or- gane de cassure de copeaux du nez est formé par plongée verticale rectiligne d'une meule La profondeur de la découpe en plongée doit suffirepour qu'elle prolonge le profil de la découpe jusqu'au bout de la pastille, avec une tolérance de 0,125 mm au-dessous de la surface supé- rieure de la pastille rapportée Le diamètre de la meule est de préférence compris entre 3,25 et 3,75 mm la largeur du plat central est de préférence de 0775 mm, une plage de 0,375 à 0,875 mm étant acceptable dans le cas de pas- tilles rapportées de forme triangulaire, carrée ou en losange. L'organe intermédiaire de cassure de copeaux î convient à une vitesse d'avance comprise entre 0,05 et 0,2 mm par tour pour toutes les profondeurs de coupe. La configuration centrale de cassure de copeaux est uti- lisée pour les vitesses élevées de coupe, dépassant plus de 0,2 mm par tour, par exemple de 0,25 à 0,,5 mm par tour. Il est bien entendu que l'invention n'a été dé- crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et qu'on pourra apporter toute équivalence technique dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 Pastille rapportée destinée à un outil de coupe de métaux et assurant une cassure de copeaux, ladite pastille ayant un coin de coupe formé à la jonction d'une face supérieure et recoupant les faces des bords de la pastille, une gorge de cassure de copeaux étant formée à la face supérieure de la pastille sur le coin et recoupant les faces laté- rales, caractérisée en ce que la gorge de cassure de co- peaux comporte des segments tronconiques distants dont la section par un plan latéral est délimitée par des côtés rectilignes face supérieure de la pastille ( 20) et étant perpendicu- laire aux droites représentant la coupe des faces des bords de la pastille. 2 Pastille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie du fond ( 28) de la gorge de cassure de copeaux est un tronçon de cylindre de section droite circulaire, et les parties des côtés ( 24, 26) de la gorge sont des tronçons de cône de sens opposés, l'axe du cylin- dre étant commun à l'axe des cônes et se trouvant dans un plan parallèle à la face supérieure de la pastille ( 20). 3 Pastille selon la revendication 2, caractérisée en ce que la gorge de cassure de copeaux fait des angles é-gaux avec les faces des bords de la pastille. 4 Pastille selon la revendication 3, caractérisée en ce que la partie inférieure de la gorge de cassure de copeaux recoupe la face supérieure de la pastille ( 20) à la jonction des faces latérales de la pastille et déli- mite un nez de coupe ( 23) Pastille selon la revendication 4, caractérisée en ce que le nez de coupe ( 23) est courbe. 6 Pastille selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte une seconde gorge de cassure de copeaux formée à la face supérieure de la pastille rap- portée ( 20) et parallèlement à la face du bord de la pas- tille recoupant la première gorge de cassure de copeaux. 7 Pastille selon la revendication 6, caractérisée en ce que la seconde gorge comporte des segments de sur- faces tronconiques distants, ayant une section latérale délimitée par des segments de droite ( 54, 59) distants et inclinés, reliés par un segment de droite ( 58) formant un fond,, ce dernier étant perpendiculaire aux segments de droite représentant la coupe des faces des bords de la pastille. 8 Pastille selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comporte une troisième gorge de cassure de copeaux contiguë à la seconde et ayant un fond plat ( 82) parallèle à la face supérieure de la pastille ( 60). 9 Pastille selon la revendication 1, caractérisée en ce que les côtés distants et inclinés-( 24, 26) de la, gorge forment des angles égaux et opposés -avec la face supérieure de la pastille ( 20), ces angles étant compris entre 12 et 25 . Pastille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie formant le fond de la gorge de cassure de copeaux comprend un tronçon de cylindre de section droitecirculaire recoupant la face supérieure de la par- tie ( 20) et délimitant un nez de coupe ( 23) ayant un angle d'affûtage positif avec la face supérieure.