Brevet FR2913617A3 — publié le 20080919

FR 2913617 A3 20080919 FR 0701936 A 20070316 DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne un outil de perçage. Elle concerne plus particulièrement un outil de perçage comprenant une tête pourvue d'une pluralité d'arêtes de coupe rapportée à l'extrémité d'un corps pourvu de moyens d'attachement à des moyens d'entraînement en rotation d'une machine-outil. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans la réalisation d'un outil de perçage de petites dimensions adaptée à réaliser des perçages sur des pièces moteurs et des pièces de boîtes de vitesse d'un véhicule automobile. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE Actuellement on connaît des outils de perçage dont la tête et le corps sont réalisés d'une seule pièce monobloc en carbure de tungstène. Les forets monoblocs en carbure de tungstène sont très performants pour percer les matériaux très durs en particulier les matériaux prétraités. Toutefois, ils s'obtiennent par moulage et la réalisation de leurs moyens d'attachement au mandrin d'entraînement en rotation d'une machine-outil ne peut se faire que par la voie de la rectification avec des meules diamants ce qui est très onéreux. En outre, le carbure est un matériau très sensible aux hautes températures et la rectification de la tête du foret entraîne l'échauffement local du carbure ainsi que la création d'amorces de rupture qui fragilisent le matériau. Ainsi, pour certaines petites dimensions de foret, il peut s'avérer impossible de réaliser certains usinages du foret notamment au niveau de ses moyens d'attachement. Par ailleurs, on connaît du document JP2005161461 un outil de perçage dont la tête et le corps sont deux pièces distinctes assemblées entre elles par un système complexe de crantage de manière à pouvoir ajuster l'orientation des arêtes de coupe de la tête à l'orientation des filets du corps. OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, on propose, selon la présente invention, un outil de perçage comprenant deux parties distinctes solidarisées l'une à l'autre, à savoir, une tête monobloc pourvue d'une pluralité d'arêtes de coupe et un corps pourvu de moyens d'attachement à des moyens d'entraînement en rotation d'une machine-outil, qui est simple à mettre en oeuvre et qui présente des moyens d'ajustement de la position angulaire de la tête par rapport au corps. Plus particulièrement, dans l'outil de perçage selon l'invention, le corps se présente sous la forme d'un tube avec un logement axial taraudé, la tête porte, à l'arrière, une queue cylindrique destinée à être engagée dans ledit logement axial taraudé, et il est prévu un élément de réglage présentant un filetage externe, adapté à être vissé dans ledit logement axial taraudé et à coopérer avec ladite queue cylindrique pour ajuster la position angulaire de ladite tête par rapport audit corps. Ainsi, avantageusement dans l'outil de perçage selon l'invention, en dissociant les parties fonctionnelles, à savoir la partie de coupe et la partie d'attachement, on peut allier la résistance du matériau pour obtenir de bonnes performances de perçage de matériaux durs difficiles à percer, à la facilité de réalisation d'usinages complexes pour obtenir les moyens d'attachement de l'outil au mandrin d'entraînement en rotation de la machine-outil. En outre, en vissant l'élément de réglage à l'intérieur du corps de l'outil de perçage, on peut faire tourner la tête par rapport au corps autour de l'axe de l'outil, tout en gardant la tête en appui contre l'extrémité du corps, pour ajuster l'orientation angulaire des arêtes de coupe de la tête en fonction de leur usure ou de leur affûtage. Lorsque le corps comporte sur sa surface extérieure des goujures droites ou en hélice, cet élément de réglage permet d'orienter angulairement correctement la tête par rapport au corps pour que les filets du corps s'étendent dans le prolongement des arêtes de coupe de la tête. D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'outil de perçage selon l'invention sont les suivantes : - la tête comporte une face arrière plane et la queue cylindrique est serrée par frettage dans ledit corps de sorte que ladite face arrière plane s'appuie 30 contre la face d'extrémité correspondante du corps ; - la queue cylindrique de la tête comporte à son extrémité libre une rainure s'étendant selon un diamètre et ledit élément de réglage comporte sur une face d'extrémité une saillie destinée à s'engager dans ladite rainure ; - la profondeur de ladite rainure est comprise entre 1 et 10 mm ; - ledit élément de réglage est traversé axialement de part en part par un conduit central ; - ledit élément de réglage comporte à une de ses extrémités une empreinte adaptée à recevoir la pointe d'un outil de vissage ; - ladite tête est percée de deux conduits longitudinaux parallèles ; - le corps présente une face externe cylindrique lisse ; - le corps comporte sur sa surface externe des goujures en hélice ou droites ; - la tête est réalisée en carbure de tungstène tandis que le corps et l'élément de réglage sont réalisés en acier. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN EXEMPLE DE REALISATION La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. Sur les dessins annexés : - la figure 1 est une vue schématique en perspective éclatée d'un mode de réalisation de l'outil de perçage selon l'invention ; - la figure 2 est une vue de l'extrémité arrière du corps de l'outil de perçage de la figure 1 ; - les figures 3 et 4 sont des vues schématiques de côté de deux variantes de réalisation du corps de l'outil de perçage selon l'invention ; - la figure 5A est une vue schématique en perspective de l'élément de réglage de l'outil de perçage de la figure 1 ; - la figure 5B est une vue de face selon la flèche A de l'élément de réglage de la figure 5A ; - la figure 5C est une vue arrière selon la flèche B de l'élément de réglage de la figure 5A ; - la figure 6A est une vue schématique de dessus de la tête de l'outil de perçage de la figure 1 ; - la figure 6B est une vue de côté de la figure 6A ; - la figure 6C est une vue de face de la figure 6B ; - la figure 6D est une vue arrière de la figure 6B ; et - la figure 6E est une vue schématique en perspective de détail de l'extrémité avant de la tête de la figure 6A. Sur la figure 1 on a représenté un outil de perçage 100 d'axe X, particulièrement adapté à percer des matériaux durs. Cet outil de perçage est avantageusement utilisé pour percer des pièces moteurs ou des pièces de boîtes de vitesse d'un véhicule automobile. Selon une caractéristique essentielle de l'outil de perçage 100, il comprend une tête 110, pourvue d'une pluralité d'arêtes de coupe 111, montée de manière amovible à l'extrémité d'un corps 120 pourvu de moyens d'attachement 121 à des moyens d'entraînement en rotation d'une machine-outil (non représentée). Comme le montrent les figures 1 et 2, le corps 120 se présente sous la forme d'un tube d'axe X avec un logement axial taraudé 122. La surface externe 126 du corps 120 est lisse. Toutefois, selon des variantes de réalisation du corps représentées sur les figures 3 et 4, le corps 120' ;120" peut présenter une surface externe pourvue de goujures en hélice 126'ou droites 126" et des moyens d'attachement 121' ;121". Comme le montrent les figures 6A à 6C, la tête 110 présente, à l'avant, une partie utile de coupe avec une pointe formant un angle A0 d'environ 120 , des dépouilles primaires 111P et des dépouilles secondaires 111S. Les dépouilles primaires 111P forment avec l'axe perpendiculaire à l'axe X un angle Al d'environ 20 tandis que les dépouilles secondaires 111S forment avec l'axe perpendiculaire à l'axe X un angle A2 d'environ 45 . La tête 110 présente une face arrière 113 plane qui porte une queue cylindrique 112 d'axe X. Cette queue cylindrique 112 est destinée à être engagée dans ledit logement axial taraudé 122 du corps 120 ;120' ;120'. Pour solidariser la tête 110 au corps 120 ;120' ;120", la queue cylindrique 112 est serrée par frettage à chaud ou à froid dans le logement axial taraudé 122 de sorte que ladite face arrière 113 plane de la tête 110 s'appuie contre la face d'extrémité 123 ;123' ;123" correspondante du corps 120 ;120' ;120". Comme le montrent plus particulièrement les figures 1, 6A et 6B, la queue cylindrique 112 de la tête 110 comporte à son extrémité libre une rainure 114 qui s'étend selon un diamètre. La profondeur PO de ladite rainure 114 est comprise entre 1 et 10 mm. En outre, ladite tête 110 est percée de deux conduits longitudinaux 115,116 parallèles à l'axe X. Ces conduits longitudinaux 115, 116 qui s'étendent depuis l'extrémité libre de la queue cylindrique 112 jusqu'à la face avant de la partie active de coupe de la tête 110, sont des conduits d'amenée de liquide de refroidissement tel que de l'huile. Avantageusement, l'outil de perçage 100 comprend un élément de réglage 130 qui se présente sous la forme d'un plot globalement cylindrique d'axe X, pourvu d'un filetage externe 131. Cet élément de réglage 130 est adapté à être vissé dans ledit logement axial taraudé 122 et à coopérer avec ladite queue cylindrique 112 pour ajuster la position angulaire de ladite tête 110 par rapport audit corps 120 ;120' ;120". Plus particulièrement, comme le montrent les figures 5A et 5B, l'élément de réglage 130 comporte, sur une face d'extrémité avant 132, une saillie 133 destinée à s'engager dans ladite rainure 114 de la queue cylindrique 112 de la tête 110. Cette saillie 133 s'inscrit dans une forme parallélépipédique rectangle complémentaire de la forme de la rainure 114 de façon que ses parois latérales externes s'ajustent contre les parois interne de ladite rainure 114. En outre, l'élément de réglage 130 est traversé axialement de part en part par un conduit 134 central d'amenée de liquide de refroidissement. Ce conduit 134 débouche, d'un côté de l'élément de réglage, au niveau de la saillie 133 de manière qu'il la sépare en deux plots identiques. Comme le montre la figure 5C, l'élément de réglage 130 comporte à une de ses extrémités une empreinte 136 adaptée à recevoir la pointe d'un outil de vissage. Plus précisément, l'empreinte 136 est une empreinte six pans, formée à l'embouche du conduit 134 sur la face d'extrémité arrière 135 dudit élément de réglage 130. Au montage, l'élément de réglage 130 est vissé dans le logement axial taraudé 122 du corps 120 et la queue cylindrique 112 de la tête 110 est engagée dans ledit corps 120 de sorte que la face arrière 113 de la tête 110 s'applique contre la face d'extrémité 113 du corps 120 et que l'embouchure de la rainure 114 coopère avec l'extrémité de la saillie 133 de l'élément de réglage 130. La tête 110 est solidarisée dans cette position par frettage à froid ou à chaud dans le corps. Au cours de chaque cycle de perçage, un liquide de refroidissement est injecté dans le logement axial taraudé 122 du corps 120 et s'écoule via le conduit 134 central de l'élément de réglage 130 jusque dans les conduits longitudinaux 115, 116 de la tête 110 pour refroidir la coupe. Lorsque les arêtes de coupe de la tête 110 sont usées ou affûtées, après un certain nombre de cycles de perçage, avantageusement, l'on désolidarise la tête 110 du corps 120 et l'on visse l'élément de réglage 130 dans le corps 120, grâce à un outil de vissage introduit dans le logement axial taraudé 122 par l'extrémité du corps 120 opposée à la tête 110. De cette manière, on fait pivoter ladite tête 110 autour de l'axe X en la maintenant en appui axial contre la face d'extrémité 123 du corps 120 pour modifier les arêtes d'attaque. La tête 110 étant fixe en translation, lorsque l'élément de réglage 130 est vissé dans le corps 120, sa saillie 133 s'enfonce dans la rainure 114 de la tête 110. Ainsi, la profondeur PO de la rainure 114 de la tête 110 fixe la limite de réglage de celle-ci, car, lorsque la saillie 133 de l'élément de réglage 1:30 vient en butée contre le fond de la rainure 114 de la tête 110, elle bloque la rotation dudit élément de réglage 130. II convient alors de changer la tête 110 de perçage. Lorsque le corps 120' ;120'' comporte sur sa face externe des goujures en hélice 126' ou droite 126", au montage de la tête 110, l'élément de réglage 130 est vissé dans le corps 120' pour orienter angulairement ladite tête 110 de manière que ses arêtes de coupes 111 coïncident avec les filets du corps 120' ;120". Une fois que l'orientation de la tête 110 est fixé, l'on peut la solidariser au corps 120' ;120" par frettage à chaud ou à froid. Préférentiellement, la tête 110 est réalisée d'une seule pièce en carbure de tungstène. Le carbure est un matériau à performances élevées pour le perçage des matériaux très durs. En variante, on peut prévoir de réaliser la tête 110 monobloc en acier à outils rapide. Les aciers à outils sont définis notamment au chapitre 3 de la norme EN ISO 4957 de décembre 1999. Selon cette norme, les aciers à outils sont des aciers spéciaux qui conviennent au travail ou à la transformation des matériaux, à la manutention et au mesurage des pièces à façonner, et qui doivent pour cela présenter une dureté élevée et être résistants à l'usure et/ou tenaces. L'acier à outils rapide présente également de hautes performances recherchées pour la réalisation des parties actives de coupe d'outils industriels. C'est en particulier un acier fortement allié en tungstène, en cobalt, en molybdène et en vanadium. Par exemple un acier à outils rapide peut comprendre une part en masse de l'ensemble des trois éléments que sont le tungstène, le cobalt et le molybdène, 5 supérieure à 5%. Le carbure ou l'acier à outils rapide qui constitue la tête 110 peut être obtenu traditionnellement par coulage ou encore par frittage (méthode de la métallurgie des poudres). Avantageusement lorsqu'un de ces matériaux est obtenu à partir de poudres frittées, il présente une structure plus fine et donc une 10 plus grande résistance à très haute température. Le corps 120 ;120' ;120" et l'élément de réglage 130 sont chacun avantageusement réalisés d'une seule pièce en acier. En particulier l'utilisation d'un acier de base permet de réaliser toutes sortes de moyens d'attachement et en particulier des filetages complexes sur des 15 petites dimensions. Avantageusement le coût de fabrication de l'outil de perçage 100 est abaissé par rapport au coût de fabrication d'un outil classique car l'utilisation du carbure ou de l'acier à outil rapide (matériau onéreux) est optimisé et limité à la tête de perçage monobloc. 20 La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son esprit. REVENDICATIONS 1. Outil de perçage (100) comprenant une tête (110) pourvue d'une pluralité d'arêtes de coupe (111) rapportée à l'extrémité d'un corps (120 ;120' ;120") pourvu de moyens d'attachement (121 ;121' ;121") à des moyens d'entraînement en rotation d'une machine-outil, caractérisé en ce que le corps se présente sous la forme d'un tube avec un logement axial taraudé (122), en ce que la tête (110) porte, à l'arrière, une queue cylindrique (112) destinée à être engagée dans ledit logement axial taraudé (122), et en ce qu'il est prévu un élément de réglage (130) présentant un filetage externe (131), adapté à être vissé dans ledit logement axial taraudé (122) et à coopérer avec ladite queue cylindrique (112) pour ajuster la position angulaire de ladite tête (110) par rapport audit corps (120 ;120' ;120"). 2. Outil de perçage (100) selon la revendication 1, dans lequel la tête (110) comporte une face arrière (113) plane et la queue cylindrique (112) est serrée par frettage dans ledit corps (120 ;120' ;120") de sorte que ladite face arrière (113) plane s'appuie contre la face d'extrémité (123 ;123' ;123") correspondante du corps (120 ;120' ;120"). 3. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la queue cylindrique (112) de la tête (110) comporte à son extrémité libre une rainure (114) s'étendant selon un diamètre et ledit élément de réglage (130) comporte sur une face d'extrémité (132) une saillie (133) destinée à s'engager dans ladite rainure (114). 4. Outil de perçage (100) selon la revendication précédente, dans lequel la profondeur de ladite rainure (114) est comprise entre 1 et 10 mm. 5. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément de réglage (130) est traversé axialement de part en part par un conduit (134) central. 6. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit élément de réglage (130) comporte à une de ses extrémités une 30 empreinte (136) adaptée à recevoir la pointe d'un outil de vissage. 7. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite tête (110) est percée de deux conduits longitudinaux (115,116) parallèles. 8. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps (120) présente une face externe (126) cylindrique lisse. 9. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le corps (120' ;120") comporte sur sa surface externe (126' ;126") des goujures en hélice ou droites. 10. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la tête (110) est réalisée en carbure de tungstène. 11. Outil de perçage (100) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le corps (120) et l'élément de réglage (130) sont réalisés en acier.10