Brevet FR2858946A1 — publié le 20050225

La présente invention concerne les plaquettes de coupe pour fraise à tréfler. Le tréflage est un procédé d'usinage utilisé dans le fraisage, essentiellement pour les opérations d'ébauche. 1l permet tout aussi bien l'attaque en bout, c'est-à-dire le forage ou perçage, que l'attaque latérale pour un surfaçage-dressage. Pour ces deux types d'attaque, une plaquette, fixée dans un logement en bout, comporte une arête principale frontale disposée radialement et de longueur égale au rayon de perçage, se raccordant à une arête latérale plus courte, radialement externe et parallèle à l'axe, pour tailler des épaulements. La plaquette présente une forme de parallélogramme dont les deux arêtes de coupe voisines forment un angle légèrement inférieur à 90 degrés, afin que, en forage, le coin de cet angle creuse d'abord un sillon de guidage correspondant au diamètre d'emprise de la fraise. Pour limiter le couple de flexion axiale de la fraise dû à la force résistante présentée par la pièce usinée au niveau des arêtes, d'un seul côté de l'axe, il peut être prévu un deuxième logement pour une deuxième plaquette, axialement opposée à la première. Toutefois, la deuxième plaquette, tournée à l'opposé de l'autre du fait du son indexation axiale à 180 degrés autour de l'axe, doit aussi être tournée d'un quart de tour dans son plan par rapport à la première, pour présenter frontalement son arête courte. L'arête est plus courte afin d'être située dans un tronçon de rayon radialement externe, pour que le second logement ne s'étende pas jusqu'à l'axe. Cela permet de conserver, près de l'axe de la fraise, une masse de matière reliant les deux surfaces d'appui des logements des deux plaquettes et assurant ainsi à la fraise un caractère monobloc qui garantit sa solidité. La rotation ci-dessus d'un quart de tour entre les deux positions possibles respectives des deux plaquettes entraîne le fait que l'arête courte coopère avec une arête principale située d'un côté ou bien de l'autre de cette arête courte. Or, comme l'angle utile de raccordement est prévu inférieur à 90 degrés, seul l'un des deux côtés opposés du parallélogramme raccordés à l'arête courte peut y être fonctionnellement associé. Il faut donc prévoir deux types de plaquettes, à arêtes frontales respectivement longue et courte. Les séries de fabrication sont donc limitées dans chaque type et donc relativement chères. En outre, l'utilisateur doit maintenir un stock des deux types, une rupture de stock d'un type empêchant toute utilisation de la fraise. La présente invention vise à proposer une solution au problème évoqué cidessus. A cet effet, l'invention concerne tout d'abord une plaquette de coupe pour fraise à tréfler, caractérisée par le fait qu'elle présente trois arêtes de coupe successives à directions d'extension formant un triangle sensiblement isocèle non équilatéral. Ainsi, l'arête de base peut être associée au choix à l'une ou l'autre des deux arêtes qui y sont raccordées. La plaquette peut donc être montée dans l'une ou l'autre des positions et elle est donc universelle. On notera que, si les directions d'extension forment effectivement un triangle sensiblement isocèle, il n'est aucunement nécessaire que les deux arêtes de coupe extrêmes, ou longitudinales, se prolongent jusqu'au sommet du triangle, c'est-à-dire que le triangle peut être partiellement virtuel, à son sommet le plus aigu. En effet, c'est le fait de disposer de deux angles aigus à chaque extrémité de la base qui permet d'atteindre le but visé, la forme du sommet opposé pouvant être quelconque puisqu'il n'est pas utilisé. Ainsi, la première arête longitudinale peut être opposée à une seconde arête longitudinale de longueur moindre ou égale, pour former dans ce dernier cas sensiblement un trapèze. On notera que le triangle peut différer de la forme d'un triangle isocèle parfait, pour que les deux arêtes frontales, respectivement de base et longitudinale, de deux plaquettes axialement opposées sur la fraise s'étendent de façon différemment inclinée sur l'axe de la fraise, tandis que l'arête latérale associée s'étend de façon parfaitement axiale. Par exemple, chacun des deux angles de coin peut être choisi, de façon indépendante, dans une plage de 70 à 89 degrés 50 minutes. L'invention concerne aussi une fraise comportant au moins un logement de réception d'une plaquette selon l'invention. La fraise comporte de préférence au moins deux logements comprenant des moyens de fixation agencés pour respectivement recevoir et maintenir deux dites plaquettes ayant chacune une arête frontale formée par respectivement une arête centrale, de base, et une arête extrême parmi la succession des trois arêtes. Les moyens de fixation peuvent aussi être agencés pour que l'une des plaquettes présente un coin actif occupant une position en avance axiale par rapport à la position d'un coin actif de l'autre plaquette. Les moyens de fixation peuvent en outre être agencés pour que les plaquettes présentent des arêtes frontales d'inclinaisons différentes sur un axe de la fraise. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'une forme de réalisation de la plaquette de coupe à tréfler et d'une fraise, selon l'invention, en référence au dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue en bout de la fraise portant deux plaquettes de coupe, selon l'invention, et - la figure 2 est une vue axiale de la fraise représentant les deux plaquettes de coupe dans leurs positions fonctionnelles respectives. La référence 20 de la figure 1 désigne une fraise d'axe 21 portant deux plaquettes de coupe à tréfler 10 selon l'invention. Chaque plaquette 10 repose, par sa face arrière 2, sur des surfaces d'appui appartenant à des fonds respectifs, axiaux et sensiblement radiaux, de deux logements 23, 24 diamétralement opposés, de façon que les deux faces avant 1 soient alignées selon un diamètre ici horizontal. Le trait interne de chaque logement 23, 24 indique une arête de rupture de pente. La référence 9 de la figure 2 désigne un trou traversant lisse de la plaquette 10, destiné à recevoir librement une vis de fixation 25 ou 26 reçue dans un trou taraudé respectif 27, 28 de la surface d'appui du logement correspondant 23, 24 de la fraise 20. La plaquette 10 est bloquée en rotation par la pression de serrage, une paroi latérale du logement associé 23, 24 pouvant en outre servir de butée anti-rotation, si bien que la position du trou taraudé 27, 28, servant de centrage, détermine la position de la plaquette 10 associée, c'est-à-dire l'inclinaison de ses arêtes sur l'axe 21 ainsi que leur position plus ou moins axialement avancée. Comme le montre mieux la figure 2, chaque plaquette 10 présente dans cet exemple, en vue de face, une forme de trapèze. Précisément, chaque plaquette 10 comporte deux faces principales sensiblement parallèles en trapèze, à savoir la face avant 1 et la face arrière 2 de taille légèrement réduite pour offrir un volume latéral de dépouille. Les faces principales 1 et 2 sont reliées par une succession de quatre faces latérales, à savoir une face transversale 3 de sommet du trapèze, une première face longitudinale 4, une face 5 de base du trapèze et une deuxième face longitudinale 6, ces trois dernières faces étant en dépouille pour délimiter trois arêtes de coupe respectives avec la face avant 1. Les références 7 et 8 désignent deux coins à angles aigus délimitant respectivement l'arête de base 5 par rapport aux arêtes longitudinales 4 et 6. Les angles des coins 7 et 8 peuvent ou non être égaux. En pratique, ils sont compris entre 89 degrés 50 minutes et environ 80 degrés, voire 70 degrés. Comme le montre la figure 2, la plaquette 10 de gauche est à extension essentiellement radiale, pour balayer un rayon complet par sa première arête longitudinale 4 disposée sensiblement dans un plan radial, avec toutefois une légère inclinaison vers l'avant de la fraise 20 en allant vers le coin 7. L'inclinaison ci- dessus correspond à l'écart de l'angle du coin 7 par rapport à 90 degrés, c'est-à-dire que l'arête de base 5 est à orientation parfaitement axiale, pour usiner le bord de la cavité ainsi taillée dans une pièce à usiner 30. La plaquette 10 de droite s'étend ici sensiblement dans un plan axial et radial identique à celui de la plaquette de gauche, mais les positions relatives de ses grandes faces 1 et 2 ont été inversées, la face avant 1 étant visible sur la figure 2. En outre, la plaquette 10 de droite s'étend essentiellement axialement, avec la seconde arête longitudinale 6 en direction parfaitement axiale, l'arête de base 5, en position frontale, étant donc légèrement inclinée sur une radiale locale. Comme évoqué plus haut, les deux angles des coins 7 et 8 peuvent être égaux, auquel cas la première arête longitudinale 4 de la plaquette 10 de gauche et l'arête de base 5 de la plaquette 10 de droite sont inclinées radialement d'un même angle sur l'axe 21 de la fraise 20. En pareil cas, les coins actifs, 7 de gauche et 8 de droite, peuvent être situés en une même position d'avance axiale, les deux arêtes sensiblement radiales 4 et 5 découpant alors un cône à angle au sommet inférieur à 180 degrés ouvert vers le bas. 1l peut toutefois être prévu de décaler axialement l'une quelconque des arêtes frontales ci-dessus 4 et 5. Il peut en outre être prévu que les deux angles de coin soient légèrement différents. En pareil cas, si l'un des coins 7 et 8 est placé axialement plus en avant que l'autre, il forme un sillon de pourtour, qui sert de guidage pour la fraise 20. La plaquette 10 de droite peut ainsi être avancée de 0,05 millimètre, ce qui augmente le couple résistant à la taille présenté par la pièce à usiner 30 sur l'arête 5 de droite. On peut ainsi équilibrer les deux couples résistants subis par les deux arêtes frontales 4 et 5, en augmentant ainsi la charge de l'arête 5, qui est la plus courte. Comme l'illustre la figure 2, la première arête longitudinale 4 présente une longueur maximale, correspondant au rayon d'emprise de la fraise 20, pour pouvoir tailler en forage, alors que l'arête de base 5 est plus courte pour qu'elle ne s'étende, en position de droite, que sur un tronçon, radialement externe, de rayon, afin de laisser, au niveau de l'axe de la fraise 20, un bloc de matière reliant les deux logements 23, 24, visibles sur la figure 1. La seconde arête longitudinale 6 est ici de même longueur que la première arête longitudinale 4 mais elle pourrait, en variante, être plus courte car elle sert uniquement en taille latérale pour former des épaulements, c'est-à-dire uniquement son tronçon proche du coin 8. On notera que, de façon générale, la fraise 20 peut recevoir une seule plaquette 10, ou bien plusieurs, de préférence équiréparties angulairement. Comme évoqué plus haut, en cas de pluralité de plaquettes 10, les éléments de fixation présentés par les logements, c'est-à-dire les trous taraudés et des parois de logement associées servant de butée latérale anti-rotation des plaquettes 10, peuvent être prévus pour que, les arêtes axiales étant parfaitement ainsi alignées, les arêtes frontales respectives tournent sur une même surface conique ouverte vers l'avant de la fraise 20. Toutefois, comme indiqué, il peut aussi être prévu que les coins actifs 7 ou 8 des plaquettes 10 successives présentent des positions axiales légèrement décalées, par exemple de 0,05 millimètre entre plaquettes successives. En conjonction éventuellement avec le décalage axial ci-dessus, les angles des coins 7 et 8 peuvent être différents. De ce fait, un coin 7 ou 8 peut être axialement plus avancé que l'autre et être associé à une arête frontale respective 4 ou 5 moins inclinée sur l'axe 21 de la fraise 20. Par exemple, le coin 8 peut être le plus avancé et présenter un angle plus aigu que celui du coin 7. En pareil cas, c'est l'arête frontale 5 de la plaquette 10 de droite, comportant le coin 8, qui, en forage, taille en cône le secteur le plus externe, tandis que c'est l'arête frontale 4 de la plaquette de gauche qui taille la surface circulaire centrale, selon un autre cône, d'angle au sommet supérieur à celui du cône radialement externe. La fixation des plaquettes 10 peut, en variante, être effectuée de diverses autres façons, par exemple par une mâchoire mobile, entraînée par une vis de serrage, ou encore par un coin entraîné par une vis passant en oblique au-dessus de la face avant 1, accessible. Revendications 1. Plaquette de coupe (10) pour fraise à tréfler (20), caractérisée par le fait qu'elle présente trois arêtes de coupe successives (4, 5, 6) à directions d'extension formant un triangle sensiblement isocèle non équilatéral. 2. Plaquette de coupe selon la revendication 1, dans laquelle une première arête longitudinale (4) est opposée à une seconde arête longitudinale (6) de longueur moindre. 3. Plaquette de coupe selon la revendication 1, dans laquelle une première arête longitudinale (4) est opposée à une seconde arête longitudinale (6) de même longueur. 4. Fraise comportant au moins un logement (23, 24) de réception d'une plaquette (10) selon l'une des revendications 1 à 3. 5. Fraise selon la revendication 4, comportant au moins deux dits logements (23, 24) comprenant des moyens de fixation (25, 26, 27, 28) agencés pour respectivement recevoir et maintenir deux dites plaquettes (10) ayant chacune une arête frontale formée par respectivement une arête centrale (5), de base, et une arête extrême (4, 6) parmi la succession des trois arêtes (4, 5, 6). 6.. Fraise selon la revendication 5, dans laquelle les moyens de fixation (25, 26, 27, 28) sont agencés pour que l'une des plaquettes (10) présente un coin actif (8) occupant une position en avance axiale par rapport à la position d'un coin actif (7) de l'autre plaquette (10). 7. Fraise selon l'une des revendications 5 et 6, dans laquelle les moyens de fixation (25, 26, 27, 28) sont agencés pour que les plaquettes (10) présentent des arêtes frontales (5, 4) d'inclinaisons différentes sur un axe (21) de la fraise.