Brevet FR2614567A1 — publié le 19881104

Outil de tour Pour travail en Plongée L'invention concerne les outils de tour pour travail en plongée, du type comprenant un corps et un nez de coupe, monobloc ou rapporté, ayant un plan de coupe limité par une arête de coupe débordant du corps dans le sens radial par rapport à l'axe de tournage et par une surface de raccordement avec le corps. Les outils actuels de ce type, destinés à l'usinage des métaux monoblocs ou à plaquette de coupe rapportée par brasage, ont généralement un plan de coupe qui s'étend sur toute la largeur du corps et laisse le copeau de tournage libre dès qu'il a quitté la zone proche de l'arête de coupe. Sur les outils destinés à usiner des gorges internes, le nez se présente souvent sous forme d'un embout semi-cylindrique prolongé latéralement par un bec radial portant l'arête de coupe. Du fait de la liberté laissée au copeau, ce dernier tend à s'enrouler en hélice en restant dans le même plan radial par rapport à l'axe de tournage ou même en avançant au-delà du bec. Lorsque le rayon de l'hélice est important, le copeau risque d'envelopper le corps de l'outil. Il faut alors dégager ce corps à la main. Dans le cas de travail par l'intérieur d'une pièce, le copeau tend à bourrer et à se briser à l'intérieur, ce qui oblige ultérieurement à nettoyer la pièce pour la débarrasser des résidus de copeau et dégrade les tolérances de fabrication. L'invention vise notamment à fournir un outil répondant mieux que ceux antérieurement connus aux exigences de la pratique, notamment en ce qu'il dirige le copeau formé suivant un trajet d'évacuation évitant ou réduisant notablement les risques de bourrage et d'interférence avec les organes du tour. Dans ce but, l'invention propose notamment un outil du type ci-dessus défini, caractérisé en ce que le plan de coupe est limité, à l'opposé de l'arête de coupe dans le sens radial, par un épaulement faisant avec l'axe de tournage un angle de déflexion vers l'arrière et en ce que la surface de raccordement présente une obliquité par rapport à l'axe opposée à celle de l'épaulement, auquel elle se raccorde par un coude. L'outil suivant l'invention est utilisable pour tous les travaux en plongée ; cependant, il trouve une application particulièrement importante dans le domaine de l'usinage de gorge à l'intérieur d'une pièce. Dans ce cas en effet, le risque de bourrage et de pollution par des fragments de copeau brisé est particulièrement élevé. L'épaulement est alors placé de façon à donner au copeau tout à la fois un rayon d'enroulement suffisamment faible pour qu'il ne s'enroule pas autour du corps et une orientation initiale vers l'arrière lui permettant de sortir de la pièce. La surface de raccordement en forme de rampe constitue alors avec l'épaulement un dièdre tronqué qui renvoie radialement vers l'extérieur le copeau, mis en hélice de faible rayon par l'épaule- ment, et l'oriente sans le briser, par exemple vers un bac de réception. Pour éviter que le copeau, du fait de sa grande longueur, ne vienne s'accrocher sur la tourelle du tour, un déflecteur en forme de disque est avantageusement placé sur le porte-outil ou l'outil, derrière le nez de ce dernier. Ce déflecteur peut être constitué d'une simple plaque annulaire en matériau résistant au frottement du copeau, tel qu'une matière plastique résistant aux hydrocarbures (chlorure de polyvinyle par exemple) renforcée par des fibres; cette plaque est fixée à un manchon de montage sur le porte-outil. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit de modes particuliers d'exécution, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels - la Figure 1 est une vue en perspective de la partie terminale d'un outil suivant un premier mode de réalisation de l'invention, munie d'un déflecteur ;; - les Figures 2 et 3 montrent, respectivement en perspective et en élévation, la partie terminale d'un outil constituant un mode particulier de réalisation - les Figures 4, 5 et 6 montrent un outil selon un autre mode de réalisation, respectivement en élévation, en vue de dessus, et après une légère rotation supplémentaire de l'outil à partir de la position montrée en Figure 5 - - la Figure 7 montre comment un copeau se détache et est orienté lors de l'utilisation de l'outil des Figures 4 à 6 - les Figures 8 et 8A (cette dernière étant une vue de la Figure 8 suivant F) sont des schémas destinés à montrer les paramètres qui interviennent dans la détermination des dimensions des surfaces de déviation - la Figure 9 est une vue en élévation montrant une autre variante encore de mise en oeuvre de l'invention L'outil dont la partie terminale est montrée en Figure 1 peut être regardé comme comprenant un corps cylindrique destiné à être fixé dans un porte-outil et un nez de coupe monobloc ou rapporté. Ce nez 10 présente un plan de coupe 12 limité par une arête 14 débordant du corps dans le sens radial par rapport à l'axe-de tournage qui, dans le cas illustré, est parallèle à l'axe du corps. A l'arrière, le plan de coupe est limité par une surface 16 de raccordement avec le corps. Conformément à l'invention, le plan de coupe est limité, à l'opposé de l'arête de coupe 14 dans le sens radial, par un épaulement 18 constituant déviateur de copeau, faisant, avec l'axe de tournage, un angle 8 de déflexion vers l'arrière et la surface de raccordement 16 présente par rapport à l'axe une obliquité ss qui est opposée à celle de l'épaulement 18, auquel elle se raccorde par un coude 20. En général, l'épaulement 18 et la surface de raccordement 16 seront perpendiculaires au plan de coupe, bien que cette disposition ne soit pas impérative. L'épaulement 18 est placé de façon que le copeau 22 détaché de la pièce à usiner vienne s'appuyer sur lui et soit dévié vers l'arrière, c'est-à-dire vers la surface de raccordement 16, puis s'appuie sur cette surface de raccordement qui l'oriente obliquement par rapport à l'axe de tournage. Dans certains cas, et notamment lorsque le porte-outil est monté sur une tourelle (non représentée), le copeau, qui tend à s'enrouler en hélice dès qu'il se détache de la pièce, pourrait venir sc- crocher dans la tourelle. Ce risque est d'autant plus important que le copeau, étant dévié suivant une trajectoire progressive, peut rester d'un seul tenant sur de grandes longueurs. Lorsque ce risque existe, il peut être écarté, conformément à l'invention, en plaçant sur le corps de l'outil, ou sur le porte-outil, un déflecteur 24 en forme de disque qui renvoie le copeau vers l'extérieur. Ce déflecteur peut être constitué par une plaque annulaire 26, éventuellement légèrement bombée, en un matériau résistant à l'abrasion par le copeau et légèrement souple, fixée (par exemple par rivetage) sur une bague 28 de montage. Cette bague est munie de moyens d'immobilisation sur l'outil ou le porte-outil, schématisés sur la Figure 1 par une vis de pression 30. Dans le cas par exemple de l'usinage d'une gorge dans# l'alésage d'une pièce, on peut donner au copeau 22 une trajectoire du genre montré en Figure 1, provoquant sa descente régulière vers un bac de réception (non représenté). Les Figures 2 et 3, où.les éléments correspondant à ceux de la Figure 1 sont désignés par le même numéro de référence, montrent un outil constituant une variante de réalisation du précédent. L'angle 8 est cette fois plus élevée et le coude de raccordement 20 comporte un tronçon rectiligne. Enfin, dans le mode de réalisation montré en Figures 4 à 6, le coude 20 présente une longue partie rectiligne et le nez a une section droite nettement inférieure à celle du corps., le plan de coupe 12 restant sensiblement dans un plan diamétral. Les caractéristiques géométriques à donner à l'épaulement 18, au coude 20 et à la surface de raccordement 16 sont choisies en fonction des conditions de coupe (vitesse de rotation de la pièce, avance de ltou- til par tour, vitesse de coupe, profondeur de passe) et du matériau de la pièce à usiner. Les conditions à remplir, qui permettent de déterminer des valeurs optimales des dimensions et des orientations indiquées en Figures 7, 8 et 8A, vont maintenant être exposées. On désignera (Figure 8) par 6 l'angle de déviation, l'angle de dégagement, ss l'angle d'enroulement, PA la position de départ du déflecteur dans le plan de coupe, QA la hauteur de départ du déflecteur dans le plan de coupe, LG la largeur de la gorge à réaliser, a, b les dimensions de positionnement du plan de coupe par rapport à l'outil, Z le décalage de l'arrière de l'outil par rapport à 1 avant, HP la longueur d'enroulement, p le rayon moyen d'enroulement du copeau. La longueur HP doit être supérieure au diamètre moyen 2p d'enroulement du copeau et inférieure au diamètre du corps de l'outil. De par cette condition, on impose la valeur de HP, qui permet - de déterminer la valeur minimum de l'angle d'enroulement 13 suivant la relation 6 = Arc cos [(LG + 2b) / (2 HP) ] - d'imposer la valeur maximum du rayon moyen d'enroulement du copeau suivant la relation p On choisit la valeur de PA au minimum nécessaire pour qu'il n'y ait pas d'interférence entre l'épaulement et le copeau lorsqu'intervient le dernier point de la partie de coupe à entrer en contact avec la pièce. Dans la pratique, cette longueur PA est toujours inférieure à 5 mm. La valeur optimale sera ajustée expérimentalement, en fonction des paramètres de coupe. On peut donc déterminer la valeur optimale de l'angle de déviation 8, par la relation e = Arc tg [ (LG+2b).tg +2(Z-PA) ] I (LG+2a) Par ailleurs, l'épaulement ne peut exercer sa fonction de déviation que dans la mesure où le copeau vient en contact avec lui, ce qui impose que la relation suivante soit remplie p = t(PA+tg e.a) 2 + (QA+tg #.a)2) / [4 (QA+tg y.a) ] + ( [ PA+tg e.(a+tG)32 + [ QA+tg #.(a+LG))2 ] / [4 (QA+tg y. (a+LG) ] Ce qui permet d'en déduire la valeur optimale de QA. Dans tous les cas cependant, l'ajustage définitif se fera de façon expérimentale, en tenant compte de ce qu'il est souhaitable que le rayon donné au copeau soit inférieur à celui de l'outil pour éviter tout enroulement sur ce dernier. Pratiquement, l'angle e sera toujours compris entre 5 et 90' et, dans le cas où les pièces à usiner sont de diamètre réduit (inférieur à 5 cm), la hauteur QA ne dépassera pas 4 mm. L'outil peut être constitué de façon traditionnelle par brasage d'une plaquette de coupe en matériau ultra-dur sur un corps en acier. Cependant, une solution avantageuse consiste à réaliser l'ensemble de la surface de coupe et des surfaces de déviation directement dans une plaquette de carbure frittée en forme, qui est ensuite rapportée sur le corps. Le domaine d'application de l'invention ne se limite pas aux modes particuliers de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples. En particulier, elle s'applique au cas d'outils destinés à réaliser des gorges extérieures et non pas intérieures. Elle peut également s'appliquer au cas d'outils dont l'axe n'est pas dirigé parallèlement à l'axe de tournage, mais obliquement ou perpendiculairement à ce dernier, comme par exemple dans la variante de réalisation montrée sur la Figure 9 où les éléments déjà représentés portent encore le même numéro de référence. REVENDICATIONS 1. Outil de tour pour travail en plongée, comprenant un corps et un nez de coupe monobloc ou rapporté, ayant un plan de coupe limité par une arête de coupe débordant du corps dans le sens radial par rapport à l'axe de tournage et par une surface de raccordement avec le corps, caractérisé en ce que le plan de coupe est limité, à l'opposé de l'arête de coupe dans le sens radial, par un épaulement (18) faisant avec l'axe de tournage un angle de déflexion (e) vers l'arrière et en ce que la surface de raccordement (16) présente une obliquité par rapport à l'axe opposée à celle de l'épaulement (18) auquel elle se raccorde par un coude (20). 2. Outil selon la revendication 1, destiné à travailler en plongée par l'intérieur d'une pièce, pour usiner une gorge interne, caractérisé en ce que le corps est dirigé parallèlement à l'axe de tournage et est prévu pour recevoir un déflecteur de copeau (24) en forme de disque, situé à distance du nez de coupe. 3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'angle de déflexion vers l'arrière est compris entre 0. et 85'. 4. Outil selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit épaulement présente une largeur et un emplacement déterminés en fonction du rayon d'enroulement du copeau de tournage, de façon que ce copeau vienne en contact avec l'épaulement. 5. Outil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ensemble de la surface de coupe, de l'épaulement et de la surface de raccordement sont ménagés sur une plaquette de carbure frittée directement en forme, rapportée sur le corps d'outil.