Brevet FR2550977A1 — publié le 19850301

L'invention concerne de façon générale des outils de coupe pour l'usinage de matières formant des copeaux. Plus particulièrement, l'invention concerne des mises de coupe rapportées, présentant des formes géométriques destinées à assurer un enroulement'des copeaux et qui sont particulièrement avantageuses dans une gamme moyenne de vitesses d'avance allant de vitesses d'avance très lentes, ou de finition! des vitesses d'avance relativement élevées. Le demande de brevet des Etats Unis d'Amérique NO 415 354, déposée le 7 septembre 1982 et cédée a la demanderesse, enseigne une forme géométrique, destinée à l'enroulement de copeaux, pour une mise de coupe rapportée particulièrement utile pour des coupes de finition a des vitesses d'avance relativement lentes. La demande de brevet des Etats Unis d'Amérique NO 431 996, déposée le 30 septembre 1982 et cédée à la demanderesse, décrit une forme géométrique, destinée à l'enroulement des copeaux, et qui est particulièrement utile pour des vitesses d'avance relativement élevées. Ces deux concepts de l'art antérieur ont été tous deux couronnés de succès pour les conditions de fonctionnement auxquelles ils étaient destinés.Cependant, il a été découvert un agencement perfectionné pour enroulement de copeaux, convenant pour servir dans une gamme moyenne relativement large de vitesses d'avance, ce qui permet d'utiliser les mises rapportées de la présente invention dans de nombreuses applications qui exigeaient autrefois de passer d'un modèle a un autre à mesure de la progression dans la gamme rencontrée de vitesses d'avance pour de telles applications. Voici quelques exemples de documents de l'art antérieur décrivant des gorges ou arêtes multiples, destinées a l'enroulement des copeaux et qui risquent de ressembler superficiellement au présent exposé Brevet US-A-3 213 716 - Getts Brevet US-A-3 381 349 - Newcomer Brevet US-A-3 395 434 - Wirfelt Brevet US-A-3 399 442 - Jones et al. Brevet US-A-3 733 664 - McKelvey Brevet US-A-3 968 550 - Gehri Brevet US-A-4 056 872 - Seidel Brevet US-A-4 288 179 - Kruger et al. Brevet US-A-4 367 990 - Porat et al. Pour résumer l'invention, on peut dire que, dans une forme préférée de réalisation, elle se présente sous la forme d'une mise polygonale entièrement indexable destinée à l'usinage de matières formant des copeaux, les mises comportant, sur leurs deux surfaces venant au contact des copeaux, un dispositif perfectionné d'enroulement de ces copeaux comprenant une première gorge cylindrique, pour enroulement de copeaux, ayant une largeur uniforme et qui coupe, tout en lui étant parallèle, une arête incurvée de coupe située de chaque coté du polygone. Une seconde gorge, destinée a l'enroulement de copeaux, avoisine chaque première gorge d'enroulement de copeaux et présente une section d'un plus grand rayon de courbure mais de moindre profondeur que la première gorge d'enroulement de copeaux par rapport -au plan de la face de la mise. La plus grande largeur de la seconde gorge, à rôle d'enroulement de copeaux, se situe sensiblement a mi-chemin entre des pointes ou coins adjacents de coupe du polygone, et cette largeur diminue progressivement jusqu'à s'annuler au voisinage de chaque point dans la zone de la bissectrice de l'angle de chaque coin ou pointe de coupe. Pour chaque arête incurvée de coupe située le long des cotés du polygone, le point le plus bas, par rapport à la face de la mise, ayant un rôle de contact avec le copeaux quilui est associé se trouve sensiblement au milieu d'une ligne joignant des pointes ou coins adjacents de coupe.Ainsi chaque arête de coupe présente un angle positif d'obliquité d'arête, mais peut être monté dans un porteoutils à angle de dégagement négatif. La zone ou surface de l'île resultante laissée dans la face venant au contact du copeau à l'intérieur de la seconde gorge d'enroulement de copeaux constitue un support adéquat pour le montage de mises comportant, sur les deux faces polygonales principales, des gorges pour enroulement de copeaux, c'est- -dire des mises entièrement indexables, à double coté de coupe. Les buts et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux la lecture d'une description détaillée d'une forme préférée de réalisation, présentée à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé sur lequel la figure 1 est une vue en plan, de dessus, d'une mise conçue selon les principes de l'invention ; la figure 2 est une vue latérale, en plan, de la mise de la figure I ; la figure 3 est une coupe le long de la ligne 111-111 de la figure 1 ; et la figure 4 est une coupe le long de la ligne IV-IV de la figure 1. En référence aux figures 1 à 4, on voit que la mise ou pièce rapportée de coupe 100, indexabletriangulaire, comporte des faces inclinées, ou venant au contact des copeaux, supérieures et inférieures et sensiblement parallèles. Une face supérieure 106 est limitée par des arêtes incurvées 108A de coupe s'étendant entre les coins ou pointes A et B de coupe, 108B s'étendant entre les coins ou pointes B et C de coupe et 108C s'étendant entre les coins ou pointes C et A de coupe. Comme on le voit sur la figure 2, chaque arête incurvée de coupe, comme 108A, comporte son point le plus bas, par rapport à la face qui lui est associée et vient au contact des copeaux, sensiblement à mi-chemin entre les pointes A et B de coupe qui lui sont associées.Au voisinage des pointes A et B, l'arête 108A s'étend sur une distance relativement courte 114 en étant sensiblement parallèle au plan de la face supérieure 106 venant au contact du copeau, mais-un peu au-dessous de cette face 106, puis l'arête 108A se raccorde régulièrement à la face 106 en formant un arc circulaire relativement grand présentant un rayon Rc de courbure. La forme latérale des arêtes de coupe 108A, 108B et 108C, comme on le voit sur la figure 2 pour l'arête 108A, crée un angle positif d'obliquité d'arête de l'avant à l'arrière. Les faces latérales ou flancs 113 de la mise 100 sont sensiblement perpendiculaires aux faces supérieure et inférieure venant au contact des copeaux. Donc, dans la forme préférée, la mise 100 est une mise dite "positive-négative", ctest-à-dire ayant des arêtes de coupe présentant un angle positif d'bbliquitéde l'avant à l'arrière sur un corps de mise de style négatif pouvant être monté dans une poche porte-outil du type ou style pour angle négatif d'obliquité Des premières nervures dylindriques tou gorges cylindriques) l09A, 109B et 109C, pour enroulement de copeaux, ayant chacune une largeur uniforme 120, intersectent chaque arête incurvée et s'étendent dans une direction parallèle à cette arête.Les gorges 109A et 109B se raccordent régulièrement à la pointe B, les gorges 109B et 109C se raccordent régulièrement à la pointe C, et les gorges 109C et 109A se raccordent régulièrement a la pointe A. Des secondes gorges cylindriques 111A, 111B et 111C, destinées à provoquer l'enroulement de copeaux, sont situées près de chaque première gorge 109A, 109B et 109C. La seconde gorge 111A intersecte la gorge 109A le long d'une limite sensiblement linéaire llOA, sa limite la plus interne étant incurvée de sorte que la gorge 111A présente sa zone la plus large 115 sensiblement à mi-chemin entre les pointes A et B de coupe.De même, la gorge cylindrique 111B intersecte la gorge 109B le long d'une limite llOB sensiblement linéaire et présente sa zone la plus large sensiblement à mi-chemin entre les pointes B et C de coupe, cependant que la gorge cylindrique 111C intersecte la gorge 109C le long d'une limite sensiblement linéaire llOC et présente sa zone la plus large sensiblement à mi-chemin entre les pointes C et A de coupe. Contrairement aux gorges 109A, 109B et 109C, les gorges 111A,I111B et 111C ne se raccordent pas l'une a l'autre, mais elles s'évanouissent plutôt pour parvenir à une largeur nulle dans la zone de la bissectrice de l'angle délimité par chaque coin ou pointe A, B et C de coupe. Les limites incurvées les plus internes des gorges 111A, 111B et 111C ca rôle d'enroulement des copeaux) délimitent une "11e" dont la surface 106 se situe sensiblement dans le plan de la surface supérieure de la mise venant au contact des copeaux. La surface 106 de cette île présente des saillies 106A se rétrécissant progressivement et se terminant en un point 112A situé sensiblement sur la bissectrice de l'angle formé par le coin ou la pointe A, 106B se terminant au-point 112B situé sensiblement sur la bissectrice de l'angle formé par la pointe B, et 106C se terminant au point 112C situé sensiblement sur la bissectrice de l'angle formé par la pointe ou le coin C.On doit comprendre que, dans une forme préférée, la structure destinée à provoquer l'enroulement des copeaux et que l'on décrit ici se trouve sur les deux faces -principales, destinées a venir au contact des copeaux, de la mise 100. L'lle 106 et les saillies associées 106A, 106B et 106C fournissent une surface adéquate de support de montage à chaque face majeure, ce guidonne une mise triangulaire entièrement indexable, a côtés doubles, comportant six arêtes indexables de coupe. En général, les mises polygonales de l'invention comporteront 2n arêtes indexables de coupe, n étant le nombre des côtés de la forme polygonale utilisée. Un trou cylindrique débouchant 102, comportant des parties 104A et 104B fraisées pour loger une vis de montage de mise à forme convenable d'un porte-outils, est situé au centre du cercle inscrit IC au centre de la mise rapportée 100. En variante, la mise rapportée 100 peut être massive pour servir dans des porteroutils du style a serrage supérieur. Ainsi qu'il ressort de la figure 3, chaque seconde gorge, comme la gorge lllB, présente en section une courbure dont le rayon R2 est supérieur au rayon de courbure R1, en section, de la première gorge voisine. La profondeur H2 de la gorge 111B, au-dessous de la surface 106, est inférieure a la profondeur H1 de la gorge 109B. Les axes des surfaces cylindriques 109B et 111B sont respectivement présentés en Cl et C2 et l'on voit qu'ils se situent à l'intérieur de l'arête 108B de coupe et qu'ils s'étendent de façon sensiblement parallèle à un plan vertical contenant l'arête de coupe. Comme on le voit sur la figure 4, l'axe C2 est plus près du centre du cercle inscrit IC de la mise rapportée que l'axe Cl ; l'axe C2 se situe à une distance D2 du plan de l'arête 108A de coupe, cependant que Cl se situe a une distance D1 de cette arête I1 apparaît également que la distance D2 est supérieure à la distance D1. Des prototypes de mise rapportée, comportant. la structure pour enroulement de copeaux décrite ci-dessus,ont servi avec succès à des applications de coupe de métal en une gamme de vitesses d'avance comprises entre environ 0,127 mm/tour et environ 0,762 mm/tour. Dans la partie inférieure de cette gamme de vitesses d'avance, la première gorge, ou gorge externe d'enroulement de copeaux/fonctionne comme surface de direction de copeaux, alors que la gorge interne, ou seconde gorge d'enroulement de copeaux, qui lui est associée, joue principalement le rôle de zone de dépouille ou de dégagement permettant ainsi un écoulement relativement régulier et sans obstacle de copeaux avec diminution de la résistance dile aux frottements.Vers l'extrémité supérieure de la gamme des vitesses d'avance utiles, la seconde gorge, ou gorge interne d'enroulement de copeaux joue également le rôle de surface dirigeant les copeaux. Un exemple d'un prototype spécifique de mise triangulaire rapportée,qui a été essayé avec succès, comporte un cercle inscrit IC de diamètre nominal 12,7 mm, une épaisseur de la mise rapportée entre les surface supérieure et inférieure de l'île centrale de 4,75 mm et un rayon de courbure Rc de l'arête de coupe de 5,08 mm. Chaque bec ou pointe de coupe A, B et C présente un arrondi dont le rayon nominal de courbure est de 0,787 mm. L'épaisseur uniforme nominale 120 de chaque première gorge, ou gorge externe, d'enroulement de copeaux est de 1,067 mm, cependant que chaque seconde gorge, ou gorge interne, présente une largeur maximale 115, en son milieu, de 1,854 mm. Une valeur typique de la dimension 114 sur la figure 2, à chaque pointe de coupe, est de 2,54 mm, cependant que l'on a utilisé avec succès des valeurs typiques de 0,787 mm pour la dimension H1 (figure 3), 0,635 mm pour H2 (figure 3), 1,524 mm pour R1 (figures 3 et 4X, 3,937 mm pour R2 (figures 3 et 4), 0,381 mm pour D1 (figure 4) et 0,762 mm pour D2 (figure 4). I1 convient de noter que la description ci-dessus concernait une forme particulière de réalisation. I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées à la mise rapportée décrite et représentée. REVENDICATIONS 1. Outil pour couper des matières formant des copeaux, cet outil comportant une surface venant au contact des copeaux et qui est intersectée par plusieurs surfaces latérales ou de flancs en un nombre égal de pointes ou coins de coupe, outil caractérisé en ce qu'il comprend une arête incurvée (108A ; 108B ; 108C) de coupe s'étendant entre deux pointes ou coins (AB ; BC ;CA) de coupe et ayant son point le plus bas, par rapport au plan de la surface venant au contact des copeaux, sensiblement a michemin entre la paire correspondante des points de coupe ; une première surface cylindrique (109A ; 109B ; lO9C) d'enroulement de copeaux, présentant une largeur (120) sensiblement uniforme, intersectant l'arête incurvée de coupe et s'étendant dans une direction généralement parallèle à celle de cette arête ; et une seconde surface cylindrique WllA ; 111B ; llîC) d'enroulement de copeaux, voisine de la première surface (109A ; 109B ; lO9C) et se raccordant à sa limite externe (llOA ; llOB ; llOC) avec la limite interne de la première surface (109A ; 109B ; 109C), la seconde surface (alla ; 1113) ayant en section une courbure dont le rayon (?2) est superieur au rayon (R ) de courbure de la première surface (109A ; 109B), une profondeur moindre que celle de la première surface (109A ; 109B) et une largeur variable d'une valeur maximale en un point situé sensiblement à mi-chemin entre la paire de pointes de coupe et une valeur nulle dans la zone de la bissectrice de chaque angle délimité par une pointe de coupe. 2. Outil de coupe selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une surface plane (106) formant île et se situant dans le plan de la surface venant au contact des copeaux, cette surface (106) comportant des saillies (106A, 106B, 106C) dirigées vers chaque pointe (A, B, C) de coupe, se rétrécissant progressivement et se terminant à chaque pointe (A, B, C) a une limite interne (z1OA, llOB, llOC) de la première surface (109A, 109B, l09C), en délimitant ainsi une surface de support et d'assise de l'outil. 3. Mise rapportée de coupe, indexable, comprenant un corps polygonal ayant des surfaces opposées, supérieure et inférieure, venant au contact des copeaux et se situant dans des plans sensiblement parallèles, et une surface périphérique polygonale formée par des surfaces latérales sensiblement perpendiculaires aux plans parallèles, des paires des surfaces latérales s'intersectant auxpointesde coupe du polygone, mise caractérisée en ce qu'au moins l'une des surfaces supérieure et inférieure venant au contact des copeaux comprend :: des arêtes incurvées (108) de coupe s'étendant entre des paires adjacentes de pointes (A, B, C) de coupe, le point inférieur de chaque arête, par rapport a la surface associée venant au contact des copeaux, se situant sensiblement à mi-chemin entre la paire des pointes ou coins de coupe des premières surfaces cylindriques (109A, 109B, 109C) de largeur (120) sensiblement uniforme. intersectant chaque pointe (A, B, C) de coupe, s'étendant parallèlement à cette pointe et se raccordant les unes les autres à chaque. pointe de coupe ; et une seconde surface cylindrique (11 lA, 111B, lllC) de courbure de copeaux, voisine de la première surface (109A, 109B, 109C)) et se raccordant à sa limite externe avec la limite interne de chacune desdites premières surfaces (109A, 109B, 109C) > etayant en section une courbure dont le rayon (R. est supérieur au rayon de courbure (Rl) de la première surface (109A, 109B, 109C), uneprofondeur inférieure à celle de la première surface (109A, 109B, 109C) et une largeur variant entre une valeur maximale en un point situé sensiblement à mi-chemin entre la paire de pointes de coupe correspondantes et une valeur nulle dans la zone de la bissectrice de chaque angle formé par les pointes ou coins. 4. Mise rapportée de coupe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une surface plane (106) formant île, délimitée par les limites internes des secondes surfaces (11-lA, 1113, lllC) d'enroulement de copeaux et située dans le plan de la surface tenant au contact des copeaux, la surface (106) comportant des saillies (106A, 106B, 106C) s'étendant vers chaque pointe (A, B, C) de coupe en se rétrécissant progressivement et en se terminant chaque pointe aux limites internes d'une paire de premier surfaces (109A, 109B, 109C) qui se raccordent en délimitant ainsi une surface de support et d'assise pour la mise rapportée de coupe.