Brevet FR2561149A1 — publié le 19850920

ROY Aff. 1 Fraise en carbure de tungstène ou matériau analogue. L'invention concerne les fraises en carbure de tungstène ou matériau analogue. On connaît depuis longtemps des outils d'usinage appelés fraises, comprenant un corps inscrit dans un cylindre et comportant au moins une arête de coupe formant une hélice sur la surface du cylindre. On connaît en particulier des fraises en acier rapide, dans lesquelles l'angle formé par l'hélice avec l'axe du cylindre peut prendre diverses valeurs sans qu'on ait constaté une influence significative de cette valeur d'angle sur les caractéristiques d'utilisation des fraises. Ayant à faire face à l'usinage de matériaux de plus en plus durs, pour lesquels les fraises en acier rapide n' étaient plus suffisantes, les fabricants ont eu recours à des fraises en carbure, dont le corps est constitué au moins partielle- ment d'un carbure métallique très dur, notamment de carbure de tungstène. Ces fraises en carbure, en raison de leur grande dureté, doivent être taillées au moyen de meules diaman- tées dans des conditions très difficiles. Pour minimiser les quantités de matériau à enlever et par conséquent la diffi- culté du taillage, on a tout naturellement choisi des angles d'hélice relativement faibles, sensiblement inférieures à 45 et généralement compris entre 20 et 30 . L'usinage de matériaux de plus en plus durs, dans le do- maine des aciers spéciaux notamment, conduit à une durée de vie excessivement courte des fraises, même en carbure. Pour remédier à cet inconvénient, l'invention prend le contre-pied de la conception antérieure. Elle propose au contraire une fraise en carbure dont l'hélice ou les hélices ont un angle supérieur à 45 , de préférence compris entre et 60 C. Il a été constaté, d'une manière surprenante, que malgré un prix de revient augmenté par rapport aux frai- ses en carbure classiques, la mise en oeuvre de ces fraises aboutissait à un usinage réalisé dans des conditions suffi- samment économiques pour pouvoir recevoir une application étendue, grâce à un allongement de la durée de vie par un facteur compris entre 5 et 10 par rapport aux fraises en carbure classiques. L'invention sera mieux comprise grâce à la description d'un exemple de réalisation donné ci-après à titre illustratif et non limitatif et se référant aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partielle en élévation d'une fraise selon l'invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de la fraise représentée à la figure 1; - la figure 3 représente, à plus grande échelle que la figure 2, le profil d'une dent de la fraise. La fraise illustrée comprend un corps en matériau à base de carbure de tungstène, inscrit dans un cylindre 5 d'axe 6 et comportant quatre arêtes de coupe 1, 2, 3 et 4 formant des hélices surla surface du cylindre. Les quatre hélices sont décalées les unes par rapport aux autres d'une même distan- ce p, égale au quart du pas p' de chaque hélice, dans la direction de l'axe 6, de sorte qu'elles traversent le plan de coupe dela figure 2 en des points situés à des angles de 90 autour de la trace de l'axe 6. La fraise comprend également, de façon classique, à son'extrémité située vers le haut de la figure 2, des moyens non représentés de fixa- tion sur une tête de fraiseuse. Les arêtes 1 à 4 constituent les extrémités périphériques de quatre dents, le profil d'une de ces dents étant repré- senté plus en détail à la figure 3. De façon classique, ce profil est défini par un angle de coupe y, un angle pri- maire de dépouille B compris entre 0 et 10 et un angle secondaire dedépouille O compris entre 10 et 20 . Les hélices 1 à 4 sont quant à elles caractérisées par l'angle a qu'elles forment avec l'axe 6 du cylindre, tan- gente a étant égale à p'/ TD, si on appelle D le diamètre du cylindre. L'angle a, conformément à l'invention, est d'environ 60 . Les meilleurs résultats sont obtenus avec un angle a compris entre 50 et 60 . Les fraises selon l'invention sont utilisables avantageuse- ment pour usiner en particulier les aciers dits "traités" ayant une résistance à la traction comprise entre 100 et daN./mm2, ainsi que les revêtements à base de cobalt et à base de nickel-chrome déposés par soudure TIG ou MIG et dont la résistance se situe entre 40 et 160 daN/mm2. La résistance à la traction R s'obtient en multipliant la dure- té Brinell HB par un facteur k sensiblement égal à 0,34. Les exemples d'utilisation ci-après illustrent les avantages de l'invention. EXEMPLE 1 On a réalisé à l'aide de fraises en carbure de 8 mm de diamètre des filières pour profils spéciaux munies d'un revê- tement à base de cobalt. La hauteur et la longueur à usiner pour chaque filière étaient respectivement de 20 mm et de à 200 mm. Une fraise en carbure classique d'un angle d'hélice de 25 était hors d'usage après usinage d'une longueur de 180mm, alors qu'une fraise selon l'invention, d'un angle d'hélice de 55 , a permis d'usiner une longueur de 1260 mm, soit sept filières. ! EXEMPLE 2 On a usiné à l'aide de chacune des deux fraises en carbure de 14 mm de diamètre six lumières pour passage de vis sur des couteaux de presses en acier SS116 Thyssen d'une résistance de 110 à 120 daN/mm2. La hauteur et la longueur à usiner pour chaque lumière étaient de 50 mm et 35 mm respectivement. Avec une fraise en carbure classique d'un angle d'hélice de , il a fallu 4 à 5 heures pour réaliser ce travail en effectuant des passes de 1 mm. Avec une fraise en carbure selon l'invention, d'un angle d'hélice de 55 ., la durée du travail a été réduite à 1 heure, les passes étant de 5 mm. On constate en outre qu'une fraise classique usée est fré- quemment ébréchée, ce qui nécessite un retaillage avant affû- tage et entraîne une diminution du diamètre de la fraise. Cet inconvénient n'a pas été observé pour les fraises selon l'in- vention. Le nombre de dents ou lèvres des fraises, qui est de 4 dans l'exemple illustré, peut aussi, selon l'invention, être inférieur à 4 (notamment égal à 2 ou 3) ou supérieur. L'invention est également applicable à la fabrication des fraises dites "brise-copeaux" ou "dégrossisseuses'. Revendications. 1. Fraise en carbure comprenant un corps constitué au moins partiellement en tant que rmatériau en un carbure rétallioue très dur, inscrit dans un cylindre (5) et comportant au moins une arête de coupe (1, 2, 3, 4) enroulée en hélice sur la surface du cylindre, caractérisée en ce que l'hélice forme avec l'axe (6) du cylindre un angle (a) supérieur à 45 . 2. Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'angle de i'hélice est compris entre 50 et 60 . 3. Fraise selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que ledit carbure est du carbure de tungstène.