Brevet FR2542230A1 — publié le 19840914

La présente invention concerne un outil tubulaire pour couper une matière, notamment un métal en vue de l'usiner, notamment à l'aide d'un tour. L'invention concerne également une tête d'usinage ainsi équipée. Les outils tubulaires connus sont traversés longitudinalement par un conduit pour l'évacuation des copeaux formés au cours de l'usinage. Ces outils ont une extrémité de travail tronconique qui définit par intersection avec la paroi externe du corps de l'outil une arête de coupe annulaire. Ce genre d'outil présente l'avantage d'être apte à évacuer les copeaux par le conduit du corps à mesure de leur formation, ce qui supprime le risque que les copeaux viennent interférer entre l'outil et la pièce à usiner. Cependant, du fait de leur forme relativement complexe, les outils tubulaires connus sont fragiles et il est fréquent qu'ils s'ébrèchent cumA e #u'ils#'e Iracturent. Cela conduit rapidement à fabriquer de nouveaux outils complets et en tenir un stock relativement important, ce qui, à cause une fois encore de la complexité de l'outil, est très coûteux. Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un outil tubulaire moins fragile, moins coûteux à l'achat, et entraînant des dépenses moins importantes en cas de fracture. Suivant l'invention, l'outil tubulaire pour l'usinage par coupe comprenant un corps tubulaire définissant un conduit pour l'évacuation des copeaux formés au cours de l'usinage et présentant une arete coupante à l'une des extrémités du conduit, est caractérisé en ce que l'arête coupante est portée par une plaquette rapportée sur le corps tubulaire. Ainsi, le corps tubulaire peut etre réales~ en matériau économique non affûtable mais peu fragile. La plaquette n'a pas nécessairement une forme complexe et elle est donc également peu fragile. S'il y a malgré tout fracure, il suffit de remplacer la plaquettes ce qui n'est pas très coûteux, tandis que le corps tubulaire n'est pas affecté par cette détérioration. Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, le corps tubulaire est fendu axialement et la plaquette est montée de façon réglable axialement entre les deux lèves de la fente. Selon un second aspect de l'invention, la tête d'usinage pour l'outil précité comprend un bloc traversé par un canon dans lequel est monté l'outil et dans le quel est vissé un écrou tubulaire du coté opposé à l'arête coupante de l'outil, et des moyens pour appliquer sur le corps tubulaire un serrage transversal tendant à rapprocher les lèves dela fente. Les moyens de serrage assurent ainsi à la fois l'immobilisation du corps tubulaire dans le canon et l'immobilisation de la plaquette dans la fente du corps tubulaire. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés a titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue d'un premier mode de réalisation de l'outil, en perspective éclatée avec arrachement - la figure 2 est une vue en élévation latérale de l'outil de la figure 1 monté dans un porte-outil selon l'invention ;; - la figure 3 est une vue de face de l'ensemble de la figure 2 - les figures 4 et 5 sont des vues de l'ensemble des figures 2 et 3, en coupe selon les plans IV-IV de la figure 2 et V-V de la figure 3 respectivement - la figure 6 est une vue en perspective avec arrachement de la plaquette et du bloc de la tête d'usinage,en coupe selon le plan VI-VI de la figure 5 - la figure 7 est une vue schématique en perspective montrant l'utilisation de l'outil des figures 1 a' 6 pour l'usinage d'un fond de poêle à frire - la figure 8 est une vue schématique montrant l'usinage selon la figure 7 et également l'ébavurage du bord de la poêle à frire, dans les deux cas en coupe selon un plan axial de l'outil - les figures 9 et 10 montrent deux autres modes de réalisation de l'outil selon l'invention, en perspective avec arrachement - la figure 11 est une vue en-élévation latérale de# l'outil de la figure 9 ou 10, avec coupe axiale du corps d'outil ; et - la figure 12 repr-sente avec a::r--chement ''outil de la figure 10 en perspective clate, Dans l'exemple représenté aux figures 1 à6,l'outil comprend un corps tubulaire 1 ayant une paroi extérieure cylindrique 2 et une paroi intérieure cylindrique 3. Cette dernière délimite un conduit d'avacuation des copeaux 4 qui traverse le corps 1 longitudinalement de part en part. L'outil tubulaire a une face d'extrémité plane 6 ou face d'appui, et une face d'extrémité 7 ou face de travail qui est tronconique et concave. Au voisinage du bord extérieur 8 de la face 7, iui constitue également l'un des bords de la paroi 2, l'outil présente en outre une arete coupante 9. Conformément à l'invention, l'arête 9 est portée par une plaquette 11 qui est amovible du corps tubulaire 1. Dans le mode de réalisation representé~ le corps tubulaire 1 présente une fente axiale 12 qui fait communiquer le conduit 4 avec l'extérieur sur toute la longueur axiale du corps 1. Les parois 2 et 3 sont cylindri aues et l'axe de la paroi 3 est décalé en direction opposée à la fente 12 relativement à l'axe de la paroi 2, de sorte que l'épaisseur du corps 1 est minimale à l'opposé de la fente 12 et maximale au voisinage de la fente 12 Le cône passant par la face 7 est coaxial à la paroi 2. La fente 12 a un plan axial de symétrie correspondant au plan de coupe V-V a la figure 3. Du côté de la paroi 3, le profil de la fente 12 définit un isthme 13 par lequel le conduit 4 communique avec ut rainure en queue d'aronde 14 définie par deux épaulements 16 situés dans le même plan perpendiculaire au plan V-V et qui relient chacune l'une des parois (parallèle au plan V-V) de 11 isthme 13 à une paroi plane 17 orientée obliquement jusqu a son intersection avec la paroi 2 de façon que le profil en queue d'aronde soit plus Btlpoit à son ouverture qu'à son fond. Toutefois, la largeur de la queue d'aronde 14 à son ouverture est nettement plus importante que la largeur de l'isthme 13. La plaquette 11 a un profil qui correspond à celui de la fente 12, et elle comporte notamment deux faces 18 situées dans le meme plan et destinées à s'appliquer contre les faces 16 de la fente 12, deux faces obliques 19 destinées à s'appliquer contre les faces obliques 17 de la queue d'aronde 14, et une nervure 21 séparant les deux faces 18 et destinée à s'engagg dans l'isthme 13. En service, la plaquette 11 est engagée dans la fente 12. Lorsque le corps d'outil 1 n'est pas soumis à des contraintes radiales, la plaquette peut coulisser librement dans la fente 12. Les faces 19 de la plaquette 11 sont plus larges que les faces 17 de la fente 12 de sorte que la plaquette 11, lorsqu'elle est engagée dans la fente 12, forme une saillie relativement à la paroi 2. A l'opposé Ces faces 18, chaque face 19 de la plaquette 11 est adjacente à une face externe 22. Les faces 22, qui sont d'égale largeur, peuvent être coplanaires et perpendiculaires au plan V-V. Elles peuvent également etre portées par un cylindre ayant même axe que la paroi 2, ou encore, comme cela est représenté à la figure 3, être planes tout en étant sensiblement portées par ledit cylindre dont la trace est représentée en trait mixte sous la référence 23 à la figure 3. Les faces 22 sont séparées l'une de l'autre par um ner wre 24 ayant un profil en V sensiblement à 900. A ses deux extrémités, la plaquette ll est terminée par un biseau 25 ayant m8me conicité concave que la face d'extrémité 7 du corps 1. L'arête coupante 9 de 12. plaquet- te il est définie par intersection de l'un des biseaux 26 avec les faces externes 22 et les deux faces de la nervure en V 24. Comme le montre notamment la figure 4, par intersection avec les mêmes faces, 'autre biseau 25 définit une autre arête 9 qui peut être mise en service par retournement de la plaquette 11 dans la fente 12. Comme le montrent les figures 2 à 5, pour son montage sur une machine-outil tel qu'un tour, l'outil 10 est monté dans une tete d'usinage comprenant un bloc 26 traversé de part en part par un alésage 27 de forme générale cylindrique ci-après appelé "canon". L'axe XX du canon 27 présente relativement à une face de référence 28 du bloc 26 une inclinaison a qui définit en service l'angle d'attaque de l'outil relativement à la paroi m--talliwue 29 à travailler (figure 5). Le canon 27 débouche principalement dans une face antérieure 31 du bloc 26, qui est orthogonale à la face de référence 28. Cependant, compte tenu de son inclinaison a, le canon 27 interfère avec la face de référence 28 de sorte qu'en service, l'outil 10, et notamment l'arête coupante 9 qui est en service, font saillie relativement à la face de référence 28. Comme le montre la figure 6, le canon 27 porte du coté de la face de référence 28 un évidement 32 dans lequel se loge la partie de la plaquette 11 qui fait saillie relativement au corps 1. L'évidement 32 a une dimension circonférentielle telle qu'en positionnant la plaquette 11 en butée contre l'un ou l'autre de ses bords latéraux 33, c'est l'une ou l'autre des faces externes 22 de la plaquette 11 qui est coupée selon sa ligne médiane par le plan V-V. Le canon 27 porte un filetage 34 sur une certaine longueur à partir de la face 36 du bloc 26 opposée à la face 31. Dans ce filetage est engagé un écrou tubulaire 37 traversé de part en part par un conduit 38 qui prolonge le conduit 4 de l'outil 10. A son extrémité annulaire opposée à l'outil 10, l'écrou 37 présente deux crénaux 39 donnant prise à un outil de serrage non représenté, La face avant 31 du bloc 26 est creusée dtune mortaise 41 à profil en queue d'aronde qui débouche dans le canon 27 à environ 900 de la fente 12 lorsque l'outil 10 est en place. Le plan longitudinal médian de la mortaise 41 passe par l'axe XX.Dans la mortaise 41 est monté à coulisse un tasseau 42 à profil trapézoidal ayant une ex trémité dont le profil est cylindrique concave et de même diamètre que la paroi externe 2 du corps 1. L'autre extrémité 44 du tasseau 42 est plane et fait saillie latéralement du bloc 26 lorsque l'extrémité 43 est en appui contre la paroi 2. Comme le montre la figure 4, une bride 46 de forme g-nzrale plate est fixée au moyen d'une vis 47 à la paroi latérale 48 du bloc 26 dans laquelle débouche la mortaise 41.Au voisinage de l'un de ses bords, bride 4 e e#'t- appuyée contre l'ex trémité 44 du tasseau 42, tandis qu a son bord opposé, elle présente un bossage 49 dirigé vers la face 48 et ayant une hauteur sensiblement égale à la saillie que fait le tasseau 42 relativement à la face 48. Entre le perçage 51 pour la vis 47, et bossage 49, la bride 46 présente encore un perçage 52 dans lequel est engagée une goupille 53 fixée rigidement au bloc 26 en position perpendiculaire à la face 48.Comme le montre la figure 2, l'ensemble constitué par la mortaise 41, le tasseau 42, la bride 46, la vis 47 et la goupille 53 est symétrique relativement au plan axial IV-IV perpendiculaire à la face 48 elle-meme perpendiculaire à la face 28. Par ailleurs, le bloc 26 présente encore du côté opposé à la face de référence 28 un alésage 54 ouvert latéralement pour fixer de façon classique le bloc 26 à une machine-outi7 telle qu'un tour L'outil et le porte-outil qui viennent d'entre décrits s'utilisent de la façon suivante On engage la plaquette ll dans la fente 12 de façon que 1'arête 9 que l'on désire utiliser se trouve du côté de la face conique 7 du corps 1. On engage ensuite le corps d'outil 1 ainsi équipé dans le canon 27 du bloc 26 et on règle par vissage la position de l'écrou 37 de façon que le corps 1 soit sensiblement à ras de la face 31 du bloc 26 lorsqu'il est appuyé contre l'écrou 37. On règle en outre la position angulaire du corps 1 de façon que l'une ou l'autre des faces 22 de la plaquette 11 soit dans la position où elle est coupée selon sa ligne médiane par le plan 25 (figure 6), ce qui correspond pour la face 22 ainsi choisie à la position dans laquelle son extrémité contribuant à constituer l'arête 9 se trouve en position de travail. On peut également orienter angulairement le corps 1 de façon que la plaquette 11 soit dans la position intermédiaire représentée à la figu re 3 dans laquelle le plan V-V et le plan médian de la nervure 24. On serre ensuite la vis 47 de sorte que la bride 46, empechée de tourner par la goupille 53, et prenant appui sur le bloc 26 par son bossage 49, pousse sur le tasseau 42 dont l'effort s'exerçant latéralement sur le corps 1 de l'outil, tend à refermer la fente -12 et par conséquent a serrer la plaquette 11 dans celle-ci. Lorsque la vis 47 est convenablement serrée, le corps 1 est immobilisé en rotation et en translation dans le canon 27, et la plaquette 11 est immobilisée en translation dans la fente 12. On peut alors serrer définitivement l'écrou 37 et l'ensemble est prêt pour le travail Comme le montre la figure 7, si l'une des faces 22 a été choisie comme face de travail, l'outil selon l'invention peut servir à dresser une surface telle que le fond 56 d'une poêle à frire 57.Si au contraire l'orientation angulaire de l'outil dans le canon 27 est telle que la plaquette est dans sa position intermédiaire, on procède à l'opération représentée en bas de la figure 8 consistant à ébavurer le bord 58 de la poêle 57 en pla çant l'une des arête de ce bord au fond de la nervure 24. Certes le serrage assuré par le tasseau 42 n'assure pas un blocage positif de l'outil 10 dans le canon 26 mais ceci est sans gravité puisque l'effort de coupe est dirigé vers l'écrou 37,qui,lui assure une-immobilisation positive. Si l'arête à l'extrémité de la face 22 actuellement utilisée s'avère usée, il suffit de déserrer légèrement la vis 47 et de faire pivoter l'outil 10 dans l'alésage 27 de façon à mettre en service l'arete coupante à l'ex trémité de l'autre face 22. Si celle-ci a déjà servi, on peut comme le montre la figure 2 déserrer la 'ris 47, faire cavencer la plaquette ll pour la dégager partiellement de la fente 12 (position représentée entrée mixte), reserrer la vis 47 et déplacer par un mouvement de va-etvient le montage de façon que la face 26 de la plaquette 11 soit tangente à une meule cylindrique rotative 59. Une autre façon de procéder consiste simplement à deserrer la vis 47 pour retourner la plaquette 11 dans la fente 12 de façon à mettre en service l'autre arête coupante 9 de la plaquette 11. Comme il n'y a qu une nervure 24, Si l'une des arêtes coupantes a' l'extrémité de celle-ci est zée, il faut soit meuler la face 26 comme décrit en référen ce-à la figure 2, soit retourner la plaquette 11. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 9 et 10, le corps 1 de l'outil est analogue à celui des figures 1 a' 8 excepté qu'il n'est pas fendu. La plaquette 111 est fixée dans un évidement 112 pratiqué dans la face tronconique 7 du corps 1, dans la zone la plus épaisse de ce dernier. L'évidement 112 a une forme évasée et la plaquette 111 a une forme évasée correspondante lui permettant de s'emboîter dans l'évi- dement 112. Au fond et au centre de l'évidement 112 est pratiqué un perçage taraudé 113 tandis que la plaquette 111 est traversée de part en part par un orifice 114 destiné à venir en face du perçage 113 et à permettre le passage d'une vis 116 pour la fixation de la plaquette 111 dans l'évidement 112. L'arête coupante et la plaquette 111 présentent à l'opposé de l'évidement 112 une face plane 117 et l'a rête coupante 109 est constituée par le périmètre de la face 117 , c'est-à-dire par l'intersection de celle-ci avec la face latérale évasée destinée à s'emboîter dans l'évidement 112. L'arête 109 définit de façon régulièrement repartie autour de l'axe de la vis 116 un certain nombre de prof ils de coupe destiné à être remplacées les uns par les autres à mesure qu'ils sont usés. Il suffit pour cela, après démontage de 'r vis 116 de faire tourner d'une fraction de tour la plaquette 111 dans l'évidement 112. A cet effet, l'évidement 112 présente autour de l'axe de la vis 116 une-symétrie de morne ordre que l'arête coupante 109.Par exemple, dans l'exemple des figures 10 etl2 où le profil 109 présente quatre profils de coupe convexesen V à 900 (c'est-à-dire les quatre angles d'un carré), l'évidement 112 a lui-même une symétrie d'ordre 4 et il est disposé angulairement de façon que dans chacune des quatre positions angulaires possibles pour la plaquette 111, l'un des angles du carré soit en position de travail. Dans l'exemple de la figure 9 où les profils de coupe sont alternativement de deux types (concaves et convexes) et beaucoup plus nombreux, on choisirait par exemple un évide- ment 112 dont la pa#roi latérale est un cane concave cannelé. On évite généralement la symétrie de révolution car celle-ci n' assurerait pas le positionnement angulaire de la plaquette 111 en position de travail. Comme le montre la figure 11, la plaquette 111 lorsqu'elle est en position dans l'évidement 112 fait saillie de ce dernier de sorte que le profil de coupe se trouvant en position de travail fait saillie relativement au plan d'extrémité du corps l(figure 11). Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. C'est ainsi que la face telle que 7 du corps 1 pourrait être convexe, tandis que la queue d'aronde telle que 14 s'ouvrirait à l'intérieur du conduit, l'isthme tel que 13 faisant alors communiquer la queue d'aronde avec l'extérieur du corps 1. L'arête de coupe serait alors définie par l'intersection entre l'une des extrémités de la plaquette et une face au moins de la plaquette tournée vers l'intérieur du conduit du corps. La plaquette peut avoir des profils très variés. Dans l'exemple des figures 1 à 8, la plaquette pourrait avoir plus de deux faces telles que 22, séparées deux à deux par des nervures telles que 24. REVESDICATIONS 1. Outil tubulaire pour l'usinage par coupe de matière, comprenant un corps tubulaire (1) définissant un conduit (4) pour l'évacuation des copeaux formés au cours de l'usinage de la pièce à façonner (292 57), l'outil présentant une arete coupante (9, 109) à l'une des extrémités du conduit (4), caractérisé en ce que 1'arête coupante (9, 109) est portée par une plaquette (11, 111) rapportée sur le corps tubulaire (1) 2. Outil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) est plus épais le long des génératrices adjacentes à la plaquette (11, 111) qu'à l'opposé de celles-ci. 3. Outil conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que les parois externes (2) et internes (3) du corps tubulaire (1) sont des cylindres mutuellement désaxés. 4. Outil conforme à 11 une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la plaquette rapportée (11) présente une section en queue d'aronde et se trouve en servi- ce insérée entre des faces (16, 17) du corps tubulaire (1) qui définissent un profil en queue d'aronde complémentaire. 5. Outil conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la plaquette (11) présente une paroi d'extrémité tronconique (26) et une paroi longitudinale (22, 24) définissant l'arete coupante (9) a son intersection avec la paroi d'extrémité tronconique (25). 6. Outil conforme à l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) est fendu axialement et en ce que la plaquette (11) est montée de façon règlable axialement entre les deux lèvres de la fente (12). 7. Outil conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le corps tubulaire (1) présente à son extrémité adjacente à l'arete coupante (109) une surface d'extrémite (7) dans laquelle est pratiqué un évidement (112) dans lequel est fixée la plaquette rapportée (111). 8. Outil conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la plaquette (111) est fixée dans l'évidement (112) au moyen d'une vis centrale (116). 9. Outil conforme à l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'évidement (112) et la partie de la plaquette (111) destinée à y être emboîté ont une symétrie axiale permettant de monter la plaquette (111) dans différentes positions angulaires de façon tue différentes zones de l'arête coupante (109) puissent au choix etre mises en position d'utilisation. 10. Tête d'usinage pour outil conforme à la revendication 6, caractérisée en ce qu'elle comprend un bloc (26) traversé par un canon (27) dans lequel est monté l'outil (10) et dans lequel est vissé un écrou tubulaire (37) du coté opposé à l'arête coupante (9, 109) de l'outil (10), et des moyens (41, 42, 46, 47) pour appliquer sur le corps tubulaire (1) un serrage transversal tendant a rapprocher les lèvres de la fente (12). 11. Tête d'usinage conforme à la revendication 10, caractérisée en ce que les moyens de serrage transversal comprennent un tasseau (42) coulissant relativement au canon (27), interposé entre le corps tubulaire (1) et une bride (46) sollicitée en direction du canon (27) par au moins une vis (47). 12. Tête d'usinage conforme à la revendication 11, caractérisée en ce que la vis est montée entre un appui (49) de la bride (46) sur le bloc (26) et un appui de la bride (46) sur le tasseau (42). 13. Tête d'usinage conforme à l'une des revendications 10 à 12, caractérisée par des moyens (52, 53) pour immobiliser la bride (42) en rotation autour de la vis (47). 14. Tete d'usinage conforme à l'une des revendications 10 à 13, caractérisée en ce que le canon (27) présente un évidement (32) destiné à recevoir une partie (22) de la plaquette (11) qui fait saillie de la fente (12).