Brevet FR2626205A1 — publié le 19890728

Z Foret pour percer du métal massif, et en particulier des piles de plaques L'invention corncerne un. foret pour percer du métai massif, et en partfculier des piles de plaques, du genre comprenant une âme et deux plaquettes de coupe réversibles géométriquement semblables qui sont mor. tees sur la face frontale de l'âme, à des distances radiales différentes et en étant décalées entre elles de 180 dans le sens de la périphérie, dont les zones de travail se recouvrent, et dont chacune comporte plusieurs aretes de coupe de meme longueur parmi lesquelles deux: arètes adjacentes, intlnes!l'une par rapport à l'autre sous un angle cb-tus, snt a chaque fois simultanement en prise., la _remiere placuatte de coupe réversible,lacuelle est situde à 'iner cans le sens radial, dépassant légèrement l'axe du foret par l'une ce ses aretes de coupe cui se trouve en zrisS. cerencan que la deuxième lqacues-e de coupe ree re.!aue:est ste a 'ex:terieur dans le sens ra-:a, est mecalee axialement retrait enarrapport à la preère ce de coue reversble, et que ses deux armtes de coupe actives fr-ent avec 'axe du fcret des angles aizus de vaeurs. eren-es. Lorsque l'on perce du -=a mass- avec un foret selrcn. le brevet ae - 4. e 'rsce C - la sort:e du foret de la pi 22 urr se:rcuit une chute sous forme de diszue ^c- - -amerecOrresDcnc a cel i dc f-ret. _e--e c-_e_ e a a-t ue les lisc^uetes ce cu-e s_=. tc ee a _- eme sauteur dans la direction axla!e du fcret. cssn a ete co:s--e pour que le foret doive parcourir un ra--e -e percae aussi court que zcss:z:e pcur une e-a:-seur _ mat-_ere _redé- terminee ou. resectri..t --ur un..2 -.... ur deerage , predeterminee. Pour le deraecetrous - crgnes. ron s'attache egalement a ce o au la _aouett de coupe qui est situee a l'extericeur Cans ie sens radal couêe. autant Cue possible, aussil cro:oncemenx cu a _au -ce couse u est situee a l' nterreur dan- i sens raIla. 'il S'aSSt toutefois de percer avec un tel fcret!user- plaques empilées ou superposées qui ne sont pas soudées entre elles dans la région du perçage, l'une des chutes sous forme de disque décrites ci-avant se produirait à chaque fois lors du passage du foret à travers chaque plaque individuelle. Il s'est avéré que ces disques peuvent pénétrer entre les plaques empilées, ce qui peut conduire, non seulement à une séparation des plaques entre elles, mais aussi à une détérioration du foret. Pour cette raison, on a développé des forets i0 spéciaux pour le perçage de piles de plaques du genre évoque au début. Dans un tel foret connu (Catalogue "KOMET KUB Wendeplatten Bohrer" de la Sociéte "Komet Stahlhalter- und Werkzeugfabrik Robert Breunig GmbH, D-7122 Besigheim, KUB /83, page 44), la deuxième plaquette de coupe réversible cui est située à l'extérieur dans le sens radial, est en retrait decalée axialement /par rapport à la premiere et, en outre. ses deux arêtes de coupe actives forment avec l'axe du foret des angles aigus differents. Grace à cette conformation, et lors du déplacement axial du foret, la matière est progres- sivement enlevee de l'intérieur vers l'extérieur sous forme de copeaux, et onr évite la naissance des chutes sous forme de disque dejà evoquees lorsque le foret sort de la plaque. et les ir.convénients qui en résultent. Toutefois, du fait que, dans ce foret secial aqui est aussi appelé "foret à placues", ies deux arètes de coupe Hâtives de la plaquette de coupe reversible extérieure forment a chacue fois avec l'axe du foret des angles aigus dirigés dans le même sens, ces deux: arêtes de coupe engendrent une composante radiale des forces de coupe qui n'est pas compensee et qui, vu depuis la plaquette de coupe extérieure, écarte le foret en direction de son axe. De ce fait, le peroage devient un peu plus petit que le diamètre nominal du foret. Le but de l'invention est de créer un fret du genre évoque au debut qui est destiné à percer du metal massif. et en particulier des piles de plaques, et dans lequel les comzosantes radiales des forces de coupe soient compensees autant que possible, de façon à éviter tout debattement latéral du foret et à pouvoir réaliser, en particulier dans des piles de plaques, des perçages de dimernsons zrecises en évitant les chutes sous forme de disques. Selon l'invention, ce but est atteint grâce au fait que la première plaquette de coupe reversible est plus petite que la deuxième, et grâce au fait qu'une troisièeme plaquette de coupe réversible, qui est égalemer. t plus petite que la deuxième, est montée sur le même rayon que la première de telle manière que son arête de coupe active travaille à peu près sur le même cane de travail et sur le m=me rayon maximum que l'arête de coupe. située à 1'exté- rieur dans le sens radial, de la deuxième placuette de coupe réversible Grâce à l'utilisaticn de trois d!aquettes de coue reversibles, dont deux sont plus -tit ue la tr- -, onr. peut compenser larzement les comcosantes radiales 2es forces de coupe en faisant varier la largeur de coupe et aussi l'angle que forment avec l'axe du foret les artes de fv cupe actives. T'arête de csue de a ris-e-e _ 'acuete de couse reversible qui es- située à l'e--rieur cans le sens radial comense largement es lsa es raeales -es forces de coue qui:nterviennens Sur l'arete de coupe ac-tve ex:-erieure de la deu:;. iee!aquette de coupe reversibl_ Dan.s la derniere nas eii eu avant la sortie complete d'une pacue, le fcre n'est -_us guide, en outre, que par les deux ar-es de coue exterieu- res de la deuxièeme et de la tr-isieme des.ue.tes de coupe reversibles. Comme ces deux artes de coupe sont _. -srosees sous le méèe angle par ra-scrt a l'axe du fcret. et qu'2elles travaillenzt égaleen sur le =mme- diam=re de travail, onr. obtient des ccm fsantes radales des forces de couse cui sont égales. mais dirigees dans des directions opszsees les unes par rasrt au au autres. eoui centru e c fzret. Ceci garantit 1a realiati:on de perc-aes de dimen- sions precises. Ce nouveau fAret est adapte, non seulement aux perçages dans des piles de plaques, mais aussi aux perçages dans du métal massif en une seule pièce. La description qui va suivre, et qui ne présente aucun caractère limitatif, permettra de bien comprendre com- ment la présente invention peut être mise en pratique. Elle doit être lue en regard des dessins annexés, parmi lesquels: - La figure 1 montre une vue en élévation de l'extrémité avant du foret, dans une première forme de réalisation; - La figure 2 représente le diagramme des forces de coupe correspondant; - La figure 3 montre une vue en élévation de l'extremite avant du foret, dans une seconde forme de réalisation; - La figure 4 représente le diagramme des forces de coupe correspondant. Dans le foret selon l'invention, trois plaquettes de coupe réversibles 2, 3 et 4 sont disposees sur le côte frontal de l'àme 1 dans des évidements corresrcndanzs. Les Ci acuettes 2 et 4 sont disposees sur le meme rayon, et elles sont decalees de 180 par rapport a la plaquette 3 dans le sens de la perirhere. Chacune des plaquettes de coupe reversb'les 2. 3 et 4 comrorte plusieurs arêtes de couse de meèe nuur 2a, 2b. 3a, 3b. 4a. 4b Les placue-tes 2 3 et 4 sc,- de pre:erense hexagona!es. et les deu: areêtes de coue vsoisines d'un coin sur deux fcrment entre elles un angle obtus5de 156 environ. Ces plaquettes 2, 3 et 4 sont geometriquement semblables. La plaquette de coure 2 qui est la premiere lorsou'on se deplace radialemen- vers 1'interieur dépasse légeremen..-t l'axe A du fcret ear son arete de coupe in-e- rieure 2b. Ses deux arêtes de coupe 2a et 2b deoassent le cote ifrontal la de l'âme I du foret, et elles sont en -rise avie la plece à usiner. La premiere r-acuette de -cure reversible 2 est ici plus petite que le deuxieme!acuette 3 qui est dcsposée vers l'e::xtéreur dans le sens rasial et qui est décalée de 180'. La deuxième plaquette de coupe réversi- ble 3 est décalée axialemern.t vers l'arrière par rapport à la première plaquette 2 et, en outre, ses deux aretes de coupe actives qui se trouvent en prise, 3a et 3b, -orèent avec l'axe A du foret des angles aigus el et ?2, respectivesent. Gr&ce à cette disposition, et au décalage vers l'arriere de la deuxlème plaquette de coupe réversible 3 par ra.port a la première, 2, on obtient que, lors de l'avance du foret en direction axiale, la matière de la pièce à usiner soit enlevée de l'intérieur vers l'extérieur de manire con..-nue et sous forme de copeaux. Ceci est important pr qu'aucune chute sous forme de disque ne prenne naissance lors-u- le foret sort de la pièce. L'anrle ó! que fcrme avec l'axe A du foret l'aréte de coupe 3a radialement extdreure de la deuxième plaquette de couze reversible 3. devrai- être de 25 a 25 environ, et de preférence de 30 . E.n outr, la,r_.è- re plaquette de coupe reversible, 2. et la deuxe.e, 3, sont d4srosées de telle manière que leurs zones de trav representees en traits -ixtes se recouvrent. Du fait que la pre-iere z!acuette de c__e rever- sible 2 est plus petite eue la daeu-xiee. _ -- a pa-e s- trouve creee pcur la tro-s:ee de aet-- c.. re-.-r-- e 4 sur le rayon sur le-uel es....ntee la _re-ere. 2. e trzisième lac uette 4 est mr.ntee de t e -_r que sc 2f arlee de cupe active 4a -u: es -_ - 'er r dans le sens radial, trav-aile sur le -e c- G e -traval, et aussi sur le meme rayon. max a E, qua 'are-e de c-De 3a située a l'exterieur dans le sens radial la deuxie-e olacuette de coupe revers ble 3. Ceci- ve-t dr qu d'are-te de coure active 4a forme avec l'axe A du fret un anz:e ainu 3 cui es t égal a lan -e Q1. mais ou est ^iri-e a -=zse de l'axe A du fcret. La ere=sere dauett e czue revcr-ib-e 2 et la trz siee 4 snt- avanaeeusement en....__.ance;ecer:- que, c'es-a-dire éeales. ce qui perset de,.ntenr a un faible niveau les frais de stockage des plaquettes de coupe reversibles. Gràce à la présence de la troisième plaquette de coupe réversible 4, il est possible de compenser largement les composantes radiales de la force de coupe. Sur les figures, les repères F1 à F5 désignent les forces de coupe qui agissent sur les diverses arêtes de coupe. L'intensité de ces forces de coupe ne dépend pas seulement de la longueur des arêtes de coupe actives, mais aussi de l'etendue du recouvrement mutuel des zones de travail des diverses plaquettes de coupe réversibles 2, 3 et 4. Aux endroits o un recouvrement des zones de travail a lieu, les forces de coupe qui agissent sur les arêtes de coupe ne sont que de moitié car, dans ces zones, et lors de l'avance du foret, la moitie seulement de la matière est enlevée sous forme de coreaux par les arêtes de coupe dont les zones de travail se reccuvrent. A l'aide du diagramfe des forces represente sur la figure 2, on voit qu'une large compensation des composantes radiales des forces de coupe a lieu specialement grace a la force de coupse F5 qu intervient sur la troisieme p:acuette de coupe reversible. Il ne reste en fait qu'une comoosantC radiale FAR des forces de coupe qui est relazivement fa:ble. Si la trisième plaquette de coupe reversible 4 n'etai t pas > presente, le trace des vecteurs force se terminera-t par la force de coupe F4, et on obtiendrait la composante FR' des forces de coupe qui est nettement plus importante et qui est représentee en traits mixtes. Dans l'exemple de realisation represente sur!a figure 3, les organes qui jcouent le même rôle sont designes par les memes repères que dans!'exemnle de reaiisation decrit ci-avant, de sorte que la description precedente s'applique en conséquence. Dans le foret represente sur la figure 3, toutefois, l'arète de coupe active 4a de la trcisieme plaquette de coupe réversible 4 est legerement decalee axiaeme.t dans la direction de la pointe du foret par rapport au cône de travail de l'arâte de coupe 3a, située à l'extérieur dans le sens radial, de la plaquette de coupe réversible 3. Ce décalage relatif des deux arêtes de coupe 3a et 4a qui sont situées a l'extérieur dans le sens radial, est en outre choisi de telle maniere que les composantes radiales des forces de coupe qui agissent sur les deux arêtes de coupe actives 3a, Sb de la deuxisme plaquette de coupe réversible 3, et les ccmposantes radiales des forces de coupe qui agissent sur l'arête de coupe active C 4a de la troisième plaquette de coupe réversible 4, s'annu- lent mutuellement. On voit sur le diagramme des forces représenté sur la figure 4 cue la force de coupe FF qui intervient sur la troisième pauete de coupe reers 4 est superieure à la force de coupe F5 corresapondante du premier exemtle de réal'sat-cn (figure 2), et cue la fr-e de coupe Fl qui agit sur _'ar-ce de coupe ta su-- a l'extérieur dans le sens radial est inférieure a la fr-e de coupe F1 correspocndan-e du premier exeme_ -e real satcn. Onr. atteint ainsi dans le second exeaml e realisaticn une ccpensation plus csm!cèe des cosan. s radiales des forces de coupe. Pour obtenir cette co ensa- tion. 1'arete de czu-e active 4a ne Coi, etre _a -- axialement dans la directiot de la ponte du foret. par rapport a 'arete de ccupe a-, cue d'une 'uantit infezrur- 3- a l'avance du cret. a-fin oue!'arete de coupe 3a real_:se egalement un enlevemern de coceaux sur toute la longueur e=, en tout cas, avec une épaisseur des cceaux inférieure a celle cui se prcduit sur l'arète de coupe 4a. I1 y a encore lieu de noter que les deux aretes de coupe actives 2a, 2b, 3a, 3b forment entre elles un ang:e obtus de 120 à 170 OC. - REVENDICATIONS - 1. Foret pour percer du métal massif, et en particulier des piles de plaques, du genre ccmprenant une âme et deux plaquettes de coupe réversibles geométriquement semblables qui sont montées sur la face frontale de l'âme, à des distances radiales diffèrentes et en étant décalées entre elles de 018O dans la direction de la péripherie, dont les zones de travail se recouvrent et dont chacune comporte plusieurs arêtes de coupe de même longueur parmi lesquelles deux arêtes adJacentes, inclinees l'une par rapport à l'autre sous un angle obtus, sont a chaaue fois simultané- ment en prise, la premiere plaquette de coupe réversible, laquelle est situse à l'intérieur dans le sens radial, dépassant legèrement l'axe du foret par l'une de ses arêtes de coupe cui se trouve ern prise, ceiendant que la deuxième plaquette de coupe reversible, laquelle est sltuée à l'exte- en retrait r4eur dans le sens radial. est decalée axialement /par rapport à la premiere pa-uetie de coupe reversible, et que ses deux aretes de coupe act:;ves forment avec l'axe du foret des angles aigus de valeurs diférentes, aracterie par l fait que la premiere plaquetie de cupe revers-ole (2) est plus petite que la deuxieme (3! et par le fait cu'une trcisieme!lacuette de coue revers:b 4. ui est e'ale- er.nt plus ezi-te que la deu:;ee, est montee sur le meme rayon que la première (2) de telle maniere cue son arete de 2 coute active C4a) travaille a peu près sur le meme cone de travail et sur le meme ravcn maximum (R) que l'arete de coure (3a). situee a l'extérleur dans le sens radial, de la deuxième p'aquette de coure reversi:ble $3). 2. FPoret selon ia revendicat:on 1, caracterise par le fait que la premiere et la troisieme des plaquettes de coupe reversibles (2, 4) sont en ccrresocndance geometrique. 3. Foret selon la reae.-:c r. 1 ou 2, caracter:ze par le fait que les aretes de coupe actives c3a. 4a; de la deuxieme et de la trcisième des oiaquettes de coupe reversi- bles (3, 4), arêtes qui sont situées à l'extérieur dans le sens radial, forment avec l'axe (A) du foret des angles aigus opposés et égaux (el, e3) de 25 à 35' environ, et de préférence de 30'. 4. Foret selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que les deux- arêtes de coupe actives (2a, 2b, 3a, 3b) forment entre elles un angle obtus de 120 a 170 àc} 5. Foret selon l'une au moins des revendications 1 à 4, caractérise par le fait que chacune des plaquettes de coupe réversibles (2, 3, 4) est hexagonale, les deux arêtes de coupe adjacentes en un coin sur deux (2a, 2b; 3a, 3b; 4a, 4b) formant entre elles un angle (a) de 156 environ. 6. Foret selon l'une au moins des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'arête de coune active (4a) de la troiseme laquette de coupe réversible (4) es-,esre- ment decalée axialement vers la po-inte du foret par rapzort au cone de travail de l'arete de coupe s tuee a l'exterieur dans le sens radial t3a) de la deuxeme placuette de coupe reversible (3), et ce, de telle sorte que les coo-csantes radlales des forces de coupe qui agissenz sur les deux aretes de coupe actives trcsieme plaquette de coupe reversible {43, s'annulren- mutuelle-er.t (igure 3'.