Brevet FR2766746A1 — publié le 19990205

L'invention est relative à une fraise pour percer et fileter par interpolation. Les machines à commande numérique contrôle les déplacements d'un outil sur plus de trois axes et permettent, en particulier, de réaliser des usinages dits "par interpolation", dans lesquels l'outil, tournant sur lui-même autour de son axe longitudinal et soumis ou non à un mouvement d'avance, se déplace également autour d'un axe parallèle à son axe de rotation. Actuellement, pour réaliser un alésage fileté, il est nécessaire d'abord de réaliser l'alésage, par exemple au moyen d'une fraise, puis de réaliser le filetage au moyen d'un outil dont l'avance longitudinale est en rapport avec le pas. La présente invention a pour objet de fournir une fraise permettant, dans le cadre d'un usinage avec interpolation, d'assurer simultanément ces deux opérations, en réduisant ainsi le temps imparti à ces opérations. La fraise selon l'invention est du type composé d'une queue de préhension et d'une partie active comportant au moins trois nervures longitudinales, droites ou hélicoïdales, séparées par des goujures et dont les faces en bout sont affûtées et dépouillées pour former des arêtes de coupe radiales. Selon l'invention, au moins l'une des nervures est bordées longitudinalement et sur toute sa longueur par une lèvre de coupe, apte à compléter l'opération de perçage réalisée par les arêtes de coupe radiales, tandis que au moins deux autres nervures, assurant l'ébauche et la finition du filetage, comportent, chacune et en allant de leur extrémité libre vers la queue, d'une part, une lèvre droite de même diamètre que la lèvre de coupe et de perçage, cette lèvre étant plus longue sur la nervure assurant la finition du filetage, et, d'autre part, une denture coupante composée de plusieurs dents ayant une section transversale correspondant à celle du filet à réaliser et un diamètre de fond de filet égal à celui de la lèvre de coupe et de positionnement la précédant, les dents de ces deux dentures étant dépouillées radialement et décalées longitudinalement en rapport avec le pas du filetage à réaliser, et que les dents de la denture d'ébauche sont tronquées à leur sommet. Lorsque cet outil est utilisé pour assurer un usinage par interpolation, c'est-à-dire est soumis simultanément à une rotation rapide autour de son axe longitudinal, à un déplacement circulaire autour d'un axe parallèle à son axe longitudinal et à un mouvement d'avance longitudinal, en rapport avec le pas du filetage à réaliser, sa face en bout, venant en contact avec la pièce à usiner, pénètre longitudinalement dans celle-ci en formant progressivement par sa lèvre de coupe longitudinale un alésage cylindrique de plus grand diamètre que son propre diamètre. Par la suite les premières dents de la denture tronquée amorcent le filetage, c'est-à- dire réalisent dans la paroi cylindrique des rainures à fond tronqué qui sont terminées par usinage au moyen des premières dents complètes de la denture de finition. Un tel outil peut indifféremment être utilisé pour réaliser les alésages filetés, borgnes ou traversants. Dans une forme d'exécution, chacune des arêtes de coupe radiales est munie d'une arête de coupe pentue formant un chanfrein. D'autres caractéristiques ou avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution de cette fraise. Figure 1 est une vue en perspective d'une fraise à quatre nervures droites. Figures 2 et 3 sont des vues respectivement en bout et de côté en élévation de la fraise de figure 1. La figure 2 étant à échelle très agrandie. Figure 4 est une vue en perspective d'une fraise à trois nervures. Figure 5 est une vue en bout de la fraise de figure 4. Figure 6 est une vue en perspective d'une fraise à six nervures. Figure 7 est une vue en bout de la fraise de figure 6. Toutes ces fraises sont composées d'une queue de préhension 1 et d'une partie active 2, composée d'au moins trois nervures délimitées par des goujures 3. Dans les formes d'exécution représentées, les nervures sont droites mais elle peuvent être hélicoïdales. Aux figures 1 à 3, la fraise comporte quatre nervures respectivement 4a, 4b, 4c et 4d dont les faces en bout sont perpendiculaires à l'axe longitudinal de la fraise. Comme montré à la figure 2, chacune de ces faces en bout est affûtée avec une dépouille 6 pour former une arête de coupe radiale 7. Sur chaque nervure, l'arête de coupe 7 est prolongée extérieurement par une arête de coupe pentue 8 formée sur un chanfrein. Selon l'invention, au moins l'une, et ici deux nervures, à savoir celles 4a, 4c, est bordée longitudinalement et sur toute sa longueur, comme montré aux figures 1 et 3 par une lèvre de coupe 5 qui est dépouillée en 9. Cette lèvre 5 est destinée à réaliser un usinage qui est perpendiculaire à celui réalisé par les arêtes en bout 7 et qui est la paroi cylindrique d'un alésage dont le rayon est égal à la somme du rayon de la fraise et du rayon d'interpolation de la fraise. La nervure 4b qui est destinée à assurer l'ébauche du filetage comporte, comme montré figures 1 et 3, en allant de l'extrémité libre de la fraise jusqu'à sa queue, d'une part une lèvre droite 10, et d'autre part une denture désignée de façon générale par 12. La lèvre 10 s'étend sur une longueur "Li" dont la valeur est comprise entre une et trois fois le pas "P" de la denture 12. Le5 diamètre de l'enveloppe cylindrique "D" qu'elle décrit lorsque la fraise tourne autour de son axe longitudinal correspond au diamètre de fond filet de la denture 12. Cette denture 12 est tronquée c'est-à-dire s'étend radialement sur une valeur "h" qui est comprise entre le quart et les trois-quarts de la profondeur normale "H" du filetage. Dans l'exemple représenté, la valeur de "h" est sensiblement égale à la moitié de "H". La figure 2 montre que chacune des dents 12a de la denture est munie d'une dépouille 15. Enfin la nervure 4d comporte, à son extrémité libre, une arête droite 16, suivie d'une denture 18. L'arête 16 décrit une enveloppe cylindrique de même diamètre "D" que l'arête 10. Elle s'étend sur une longueur "L2" qui est égale à "Li" majorée d'une valeur de une à trois fois le pas "P" du filetage. La denture 18 a un diamètre de fond de dent de valeur égale au diamètre "D" de l'arête 16. Ses dents 18a sont entières et ont donc une hauteur "H" correspondant à la profondeur du filetage devant être réalisé. Ces dents 18a sont sur les mêmes25 spires que celles 12a de la denture 12. Les dents d'ébauche 12a situées les plus près de la lèvre droite 10 peuvent présenter une hauteur allant en croissant, jusqu'à la valeur "h" pour faciliter l'ébauchage. La figure 2 montre que chacune des dents 18a est munie d'une dépouille 19. Enfin et comme le montre plus en détails la figure 2, certaines nervures et par exemple celles 4a et 4c sont traversées par un canal interne 21 qui, débouchant de la face en bout de la fraise, est relié dans la queue 2, à des canaux complémentaires permettant l'alimentation en liquide de coupe de la fraise. Lorsque cette fraise est entraînée en rotation sur elle-même et est déplacée autour d'un axe parallèle à elle-même en suivant une trajectoire circulaire, et simultanément soumise à un mouvement d'avance longitudinal, sa face en bout, c'est-à-dire ses arêtes de coupe 7 pénètrent dans la pièce et permettent, grâce au chanfrein 8 et à la lèvre de coupe 5, de réaliser l'usinage d'un chanfrein et d'une face cylindrique. Lorsque les premières dents tronquées 12a viennent en contact avec la paroi usinée, elles assurent l'ébauche du filet qui est terminé par les dents 18a de la denture 18. En pratique, l'ébauche et la finition du filetage sont assurées par les trois premières dents de chacune des dentures. Il ressort de ce qui précède que cet outil permet bien de réaliser simultanément le perçage, le chanfreinage, l'ébauchage et la finition d'un alésage fileté cylindrique. Les arêtes de coupe 7 et 5 et les dentures 12 et 18, peuvent être affûtées de façon traditionnelle par meulage des goujures 4. L'outil peut aussi être affûté en éliminant, par meulage les premières dents de chacune des dentures 12 et 18, respectivement d'ébauche et de finition. Les figures 4 et 5 montrent que l'invention peut être appliquée à une fraise à trois nervures 20a, 20b, c. Dans ce cas, la nervure 20a porte la lèvre de coupe et de perçage 5, celle 20b assure l'ébauche du filetage, et celle 20c la finition de ce filetage. Les figures 6 et 7 représentent une fraise à six nervures comportant, diamétralement opposées, respectivement, deux nervures 22a avec les lèvres de coupe 5, deux nervures 22b pour l'ébauche du filetage et deux nervures 22c pour la finition du filetage. Le nombre de nervures formant les "dents" de la fraise peut varier en fonction du diamètre et de la matière à usiner. De même, la matière constitutive de la fraise est adaptée à la matière à usiner. REVENDICATIONS 1/ Fraise pour percer et fileter par interpolation, composée d'une queue (1) de préhension et d'une partie active (2) comportant au moins trois nervures (4a, 4b, 4c) longitudinales, droites ou hélicoïdales, séparées par des goujures (3), et dont les faces en bout sont affûtées et dépouillées pour former des arêtes de coupe radiales (7), caractérisée en ce qu'au moins l'une des nervures(4a, 20a, 2a) est bordée longitudinalement et sur toute sa longueur par une lèvre de coupe (5), apte à compléter l'opération de perçage réalisée par les arêtes de coupe radiales (7), tandis que au moins deux autres nervures (4b, 4c), assurant l'ébauche et la finition du filetage, comportent, chacune et en allant de leur extrémité libre vers la queue, d'une part, une lèvre droite (10, 16) réalisant un alésage de même répartition diamétrale que la lèvre de coupe et de perçage (5), cette lèvre droite (10, 16) étant plus longue sur la nervure (4c) assurant la finition du filetage, et, d'autre part, une denture coupante (12, 18) composée de plusieurs dents (12a, 18a) ayant une section transversale correspondant à celle du filet à réaliser et un diamètre de fond de filet égal à celui D de la lèvre de coupe et de positionnement (10, 16) la précédant, les dents de ces deux dentures étant dépouillées radialement et décalées longitudinalement en rapport avec le pas du filetage à réaliser, et que les dents (12a) de la denture d'ébauche (12) sont tronquées à leur sommet. 2/ Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que chacune des lèvres des arêtes radiales (7) de coupe (1), est munie d'une arête de coupe (8) formant un chanfrein. 3/ Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur de la lèvre de coupe et de positionnement (10) de la nervure (4b) dentée et assurant l'ébauche du filetage, est comprise entre une et trois fois le pas du filetage. 4/ Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que la lèvre (16) de la nervure dentée (4c), dentée assurant la finition du filetage, est égale à la longueur de la lèvre (10) de la nervure (4b) à dents tronquées (12a), majorée d'une valeur comprise entre un et trois fois le pas du filetage. / Fraise selon la revendication 1, caractérisée en ce que la hauteur des dents tronquées (12a) est comprise entre le quart et les trois-quarts de la hauteur d'une dent de finition (18a). 6/ Fraise selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que au moins l'une de ses nervures (4a à 4d, 20a à 20c, 22a à 22c) est traversée longitudinalement par un canal (21) d'alimentation en liquide de coupe, débouchant de la face en bout de cette nervure.