Brevet FR2581329A1 — publié le 19861107

La présente invention concerne le domaine de l'usinage des métaux et a notamment pour objet les fo- rets. Le foret, selon l'invention, peut être utili- sé avantageusement au lieu des forets hélocoldaux et des mèches d'un diamètre supérieur à 40 mm pour le chambrage et le forage des orifices dans un matériau plein (métal et alliages des métaux). En outre, l'invention peut être utilisée pour l'usinage des courtes surfaces coniques intérieures, pour l'alésage des surfaces cylindriques, ainsi que pour le fraisage de différentes surfaces. On connait un foret, exécuté selon le certi- ficat d'auteur N 718232, délivré le 28 Juillet 1978 et publié en 1980, comportant un porte-outils et un élé- ment coupant constitué par deux disques, montés dans le porte-outils d'une manière excentrique par rapport à son axe et entrant en contact partiellement l'un avec l'autre par leurs faces sur lesquelles sont pratiquées des cavités pour un coussinet qui assure un diamètre imposé du foret. Ce foret peut être utilisé avec suc- cès pour le chambrage des orifices cylindriques. Etant donné que l'élément coupant de ce foret est constitué par deux disques ronds associés l'un à l'autre, on ne peut pas le recommander pour le forage des orifices dans un matériau plein, car l'arête coupante d'un dis- que ménagée au centre de la partie de tête du foret se trouve au voisinage immédiat de la surface arrière de l'autre disque. Lors du forage d'un orifice dans un matériau plein, la racine d'un copeau (l'endroit o ce copeau possède une résistances suffisamment élevée) s'appuie contre la surface arrière du disque coupant et le copeau s'enfonce, en règle générale, entre les faces et entre en contact avec les disques coupants. Le copeau, ainsi introduit entre les disques, rend difficile le processus de coupe, élève la température dans la zone de coupe et, de ce fait, la tenue du fo- ret décroît. En outre, la cote diamètrale du foret se trouve à une distance suffisamment grande par rapport à la face du porte-outils et est égale approximative- ment à 2/3 R o: R est le rayon du disque coupant. En conséquence, la diagonale de la section du porte- outils peut être inférieure au diamètre de l'orifice à usiner dans le plan se trouvant à la distance égale à 2/3 R par rapport à la ligne des centres des disques coupants, c'est-à-dire, la distance à partir de la fa- ce de tête du porte-outils jusqu'à la ligne des centres des disques coupants doit être minimale. En conséquen- ce, le porte-outils aura une section maximale. La sec- tion minimale du porte-outils n'assure pas une rigidi- té requise du foret. Il est à noter qu'approximativement un quart de la partie de toute l'arête coupante annulaire de chaque disque, participe directement dans le processus de coupe lors de l'usinage des orifices dans un maté- riau plein (en cas d'une seule fixation d'un élément coupant) ce qui diminue aussi la tenue du foret par comparaison avec les disques pentaèdres et hexaèdres. On s'est donc proposé de créer un foret, dans lequel les disques de l'élément coupant seraient réa- lisés selon une telle conception et montés de manière qu'il soit possible d'élever la rigidité du foret, en augmentant la distance par rapport à l'arête coupante d'un disque jusqu'à la surface arrière de l'autre dis- que et en obtenant la valeur de la diagonale de la sec- tion du porte-outils voisine de la dimension du diamè- tre du foret. Le problème posé est résolu à l'aide d'un fo- ret comportant un porte-outils et un élément coupant composé de deux disques montés dans un porte-outils d'une manière excentrique par rapport à son axe et en- trant en contact partiellement l'un avec l'autre par leurs faces sur lesquelles sont prévues des cavités pour la disposition d'un coussinet qui assure un dia- mètre imposé au foret, caractérisé en ce que chaque disque de l'élément coupant possède au moins cinq pans disposes suivant sa périphérie et d'une manière asymétrique par rapport à son axe, les disques sont montés de sorte que les angles d'inclinaison de leurs pans par rapport à l'axe du porte-outils soient égaux l'un à l'autre. On sait que chaque pan du disque constitue la surface arrière du foret et que son intersection avec la surface faciale du disque forme une arête cou- pante. C'est pourquoi, en réalisant les disques cou- pants comportant au moins cinq pans, on augmente la distance entre l'arête coupante d'un disque et la sur- face arrière de k'autre disque. On supprime pratique- ment le risque du contact immédiat de la racine du co- peau avec la surface arrière du disque coupant. En ou- tre, on facilite en grande partie, la séparation du co- peau de l'arête coupante disposée à la partie centrale de l'élément coupant, du fait que la direction du mou- vement du copeau est presque parallèle à la surface ar- rière du disque. L'arête coupante composée des secteurs distincts conjugués assure une bonne fragmentation du copeau. De plus, la cote diamètrale du foret se trou- ve, dans ce cas, dans la zone de la face de tête du porte-outils. De ce fait, la valeur de la diagonale de la section du porte-outils peut être voisine de la co- te du diamètre du foret, c'est-à-dire, cette valeur est plus grande que celle du foret muni des disques cou- pants ronds. En conséquence, la rigidité et la résistance du porte-outils se trouvent augmentées notablement. Il est avantageux d'exécuter chaque disque avec un orifice axial pour y monter une vis ayant une partie filetée Brassée dans un coussinet et assurant le positionnement du disque dans une position angulaire par rapport à l'axe du porte-outils. La présence des pans sur les disques coupants nécessite de les blo- quer dans les positions angulaires en vue de former une valeur désirée de l'angle au sommet du foret. Cet angle est formé par deux pans inclines chacun, par rapport à l'axe de symétrie de l'élément coupant. On fixe cet angle à l'aide d'une vis montée dans l'o- rifice axial du disque et permettant de modifier pro- gressivement les valeurs des angles et de fixer d'une manière sûre leur valeur imposée en serrant les dis- ques coupants entre le coussinet. Les pans peuvent être associés l'un à l'au- tre suivant un rayon qui assure un passage progressif d'un pan à l'autre. Le passage suivant un rayon augmen- te la longueur de l'arête coupante, ce qui permet d'é- lever la qualité de l'usinage et de réduire l'intensi- té de la charge sur les secteurs des arêtes coupantes disposées dans la zone de plus grand diamètre du forage. Pour le forage des orifices dans des maté- riaux non visqueux, tels que: fonte, bronze, il est avantageux que les pans de chaque disque soient exécu- tés sous une forme rectangulaire. Il est possible de réaliser les pans de cha- que dfsque sous une forme curviligne, ce qui permet d'élever la fiabilité du centrage d'un outil lors du forage et de faciliter davantage le processus de frag- mentation d'un copeau. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatifs, en référence aux des- sins non limitatifs annexés dans lesquels: - la figure i représente, en coupe de c8té, un foret ayant un élément coupant et un porte-outil montré en partie, selon l'invention; - la figure 2 est une vue suivant la-ligne II-II sur la figure 1; - la figure 3 représente, en vue de côté, un foret dans lequel les pans de l'élément coupant ont une forme curviligne constituée par des secteurs concaves et convexes réalisés suivant un rayon, selon l'invention. Le foret proposé représenté sur les figures 1 et 2 est muni d'un porte-outils 1 et d'un élément coupant réglable. L'élément coupant, représenté sur la figure 1, est constitué par deux disques 2 et 3, qui sont fixés dans une rainure du porte-outils 1 et montés d'une manière exentrique par rapport à son axe 4. Les disques 2 et 3 viennent en contact l'un avec l'autre partiellement par leurs faces 5 et 6 (figure 2). Sur les faces 5 et 6 des disques 2 et 3 sont pratiquées des cavités 7 et 8 respectivement dans lesquelles est logé un coussinet composé d'une pièce 9, placée dans la cavité 7 et d'une pièce 10 logée dans la cavité 8 et associées l'une a l'autre, par exemple, à l'aide d'une cheville et d'une vis (non montrées conventionnellement sur la figure). Le coussinet 9-10 assure une côte dia- mètrale imposée d'un foret. A la périphérie de chaque disque 2 et 3 de l'élément coupant, on a prévu, comme montré sur la figure 1, cinq pans inclinés 11 et 12 respectivement disposés symétriquement par rapport à l'axe 13 (figure 2) et à l'axe 14, respectivement. Les disques 2 et 3 sont montés dans le porte- outils 1,-de sorte que les angles d'inclinaison t de leurs pans 11 et 12 par rapport à l'axe 4 du porte-outil soient égaux l'un à l'autre. De la manière analogue aux pans 12 du disque 3, les pans 11 du disque 2 ont une forme rectiligne et sont associés suivant un rayon r. Grâce à la présence des pans 1I et 12 sur les disques 2 et 3, la dimension diamètrale du foret dépasse, lors du travail du foret, la ligne 15 passant par les axes 13 et 14 des disques coupants 2 et 3. De plus, le diamètre peut coincider avec une section transversale maximale de la partie de tête 16 du porte-outils 1. De ce fait, la diagonale 17 (figure 2) de la section de la partie rectangulaire 18 du por- te-outils 1 peut avoir une dimension voisine du diamè- tre 0 du foret. Il convient de noter que la présence des pans 11 et 12 sur les disques coupants 2 et 3 crée une dis- tance entre l'arête coupante 19 (figure 1) du disque 2 et la surface arrière 20 du disque 3 qui facilite, en grande mesure, l'évacuation du copeau depuis la zone de coupe, d'autant plus que la direction de sa séparation coincide, en principe, avec le pan de la surface arriè- re 20 du disque 3. Des orifices axiaux dans lesquels sont montées des vis 21 et 22 (figure 2) sont pratiqués dans les disques 2 et 3. Les parties filetées 21' et 22' des vis 21 et 22 sont vissées dans les pièces 9 et d'un coussinet composite réglable. Les vis 21 et 22 assurent le raccordement immobile des disques coupants 2 et 3, en les bloquant dans une position angulaire dé- terminée dans laquelle les arêtes coupantes 19 et 23 forment un angle 2 y au sommet du foret à condition que. =. La figure 3 représente un mode de réalisation du foret dont les pans 24 et 25 des disques 26 et 27 sont d'une forme curviligne et associés l'un à l'autre suivant un rayon i, la forme des pans peut être con- vexe ou concave. Les disques 26 et 27 sont hexaèdres et sont mis dans une rainure du porteoutil 28 d'une manière excentrique par rapport à son axe 29, les angles d'in- clinaison t1 de leurs pans 24 et 25 par rapport à l'axe 29 du porte-outil 28 étant égaux l'un à l'autre. L'usinage des orifices par le foret réalisé selon la conception proposée se fait par un mode connu avec l'utilisation des machines-outils pour usinage par coupe. Lors du forage des orifices dans des métaux et des alliages par un foret, dont le diamètre d'usina- ge est réglable et qui est équipé des disques pentaè- dres 2 et 3 ou des disques hexaèdres 26 et 27, seule- ment une seule des cinq ou six arêtes coupantes 19 et 23 ou 30 et 31 est soumise à une usure calculée. Après l'émoussement de ces arêtes coupantes, on tourne les disques 2 et 3 autour de leurs axes propres 13 et 14 d'un angle de 72 et les disques 26 et 27 autour de leurs axes respectivement (non montrés) de 60 et on les bloque dans de nouvelles positions. On met ainsi en action les autres arêtes coupantes affûtées. I Un ensemble des facteurs tels que la fixation des disques coupants dans plusieurs positions et l'ob- tention d'une distance optimale entre l'arête coupante d'un disque et la surface arrière de l'autre disque as- sure une haute tenue de l'élément coupant réglable et sa grande durée de vie. La possibilité de régler pro- gressivement la valeur de l'angle au sommet d'un foret élargit sont usage universel, autrement dit, on peut forer des orifices dans différents matériaux sans chan- ger l'angle d'aff tage des arêtes coupantes. De plus, ce foret peut être utilisé comme outil à chambrer ou fraise tronconique. La conjugaison des pans suivant un rayon per- met d'élever la qualité de la surface des orifices fo- rés et alésés. REVENDICATIONS 1. Foret comportant un porte-outil (1, 28) et un élément coupant composé de deux disques (2 et 3, 26 et 27) montes dans le porte-outils (1, 28) d'une maniè- re excentrique par rapport à son axe (4, 29) et entrant en contact partiellement l'un avec l'autre par leurs faces (5 et 6) sur lesquelles sont prévues des cavités (7 et 8) pour la disposition d'un coussinet (910) qui assure un diamètre impose au foret, caractérisé en ce que chaque disque (2 et 3, 26 et 27) de l'élément cou- pant possède au moins cinq pans (11 et 12, 24 et 25) disposes suivant sa périphérie et d'une manière symé- trique par rapport à son axe (13 et 14), les disques (2 et 3, 26 et 27) sont montés de manière que les angles d'inclinaison ( y, Y,) de leurs pans (11 et 12, 24 et ) par rapport à l'axe (4, 29) du porte-outil (1, 28) soient égaux l'un à l'autre. 2. Foret selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que chaque disque (2 et 3) comporte un orifice axial dans lequel est montée une vis (21 et 22) ayant une partie filetée (21' et 22") vissée dans le coussi- net (9 et 10) et assurant le montage du disque (2 et 3) dans une position angulaire par rapport à l'axe (4) du porte-disque (1). 3. Foret selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que les pans (11 et 12, 24 et 25) de chaque disque (2 et 3, 26 et 27) sont conjugués l'un avec - l'autre suivant le rayon ( JO). 4. Foret selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que les pans (11 et 13) de chaque disque (2 et 3) ont la forme rectiligne. 5. Foret selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que la forme des pans (24 et 25) de chaque disque (26 et 27) est curviligne.