Brevet FR2928283A1 — publié le 20090911

DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION La présente invention concerne de manière générale le perçage. Elle concerne plus particulièrement un foret de perçage comportant un corps allongé ayant une extrémité de perçage qui présente une première dureté et qui définit une surface d'attaque. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE Une ligne de production comporte généralement différents centres d'usinage pourvus de forets aptes à réaliser des perçage ou des forages à une cadence soutenue. C'est en particulier le cas des chaînes de production de blocs- 1.0 moteurs de véhicules automobiles, dont les pièces moulées en fonte ou en aluminium présentent des pré-perçages (typiquement venus de moulage) de petits diamètres à élargir au moyen de tels forets de perçage. Généralement, les forets de perçage sont réalisés d'une seule pièce en carbure monobloc. Ce matériau présente une dureté restreinte, ce qui évite que le 15 foret soit cassant et qu'il se brise en cours d'usinage. Ce matériau confère toutefois aux forets des durées de vie réduites, ce qui oblige à les remplacer à intervalles réguliers. Ce remplacement est onéreux et nécessite en outre l'immobilisation coûteuse de tout ou partie de la chaîne de production. 20 L'utilisation de ce matériau de dureté restreinte limite en outre la vitesse de rotation nominale de ces forets, de sorte que la durée de l'opération de perçage est importante. Il est alors nécessaire de prévoir plusieurs centres d'usinage sur la chaîne de production pour réaliser l'ensemble des perçages des blocs-moteurs afin que l'opération de perçage ne limite pas la cadence de cette chaîne de :25 production. Il est également connu d'utiliser des forets de perçage réalisés dans des matériaux de duretés plus élevées, mais il arrive alors que ceux-ci se brisent en cours d'utilisation. Par ailleurs, de tels forets sont particulièrement onéreux à réaliser. 30 OBJET DE L'INVENTION Afin de remédier aux inconvénients précités de l'état de la technique, la présente invention propose un foret de perçage dont la surface d'attaque présente une résistance mécanique accrue. Plus particulièrement, on propose selon l'invention un foret de perçage 35 tel que défini dans l'introduction, dans lequel il est prévu deux plaquettes d'usinage de duretés supérieures à ladite première dureté, fixées sur ledit corps allongé et comportant chacune un bord d'attaque en deux parties situées dans un plan sensiblement radial, dont une première partie qui s'étend à la périphérie du corps allongé, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du corps allongé, et une seconde partie qui s'étend en prolongement sensiblement affleurant de la surface d'attaque de l'extrémité de perçage, sans atteindre l'axe longitudinal. Le plan sensiblement radial correspond à un plan passant par l'axe longitudinal du corps allongé ou à un plan qui est parallèle à l'axe longitudinal et qui est situé à moins d'un millimètre de ce dernier. Les matériaux de duretés élevées, tels que le diamant polycristallin ou le nitrure de bore cubique, sont onéreux. Toutefois, grâce à l'invention, ils ne sont utilisés que pour fabriquer les plaquettes d'usinage et non pour fabriquer le corps allongé, si bien que le coût global du foret de perçage reste modéré. Du fait de leurs duretés élevées, les plaquettes d'usinage s'émoussent peu rapidement, ce qui permet d'allonger la durée de vie des forets de perçage. Les plaquettes d'usinage s'étendent par ailleurs sur la partie périphérique de la surface d'attaque du foret de perçage (leur bord d'attaque n'atteint pas l'axe longitudinal). Elles sont par conséquent disposées sur la portion de l'extrémité de perçage qui présente la vitesse la plus élevée. La partie centrale de l'extrémité de perçage, réalisée dans un matériau moins dur, présente quant à elle une vitesse moindre. Or, la vitesse de rotation du foret de perçage est limitée par la vitesse de la partie la moins dure du foret de perçage. II est donc possible d'utiliser le foret de perçage à une vitesse de rotation accrue. En conséquence, l'opération de perçage ou forage est plus rapide, de sorte que le nombre de centres d'usinage nécessaires sur la chaîne de production est restreint. Enfin, on a remarqué que la partie du foret de perçage la plus susceptible de casser est la pointe du foret, qui correspond ici à la partie centrale de la surface d'attaque du foret de perçage. Or, grâce à l'invention, celle-ci est réalisée dans un matériau moins dur que celui des plaquettes d'usinage. Le risque de casse du foret de perçage reste donc limité. Selon une première caractéristique avantageuse du foret de perçage conforme à l'invention, chaque plaquette d'usinage s'étend radialement en largeur sur une distance inférieure à la moitié du diamètre du corps allongé. Plus particulièrement ici, cette distance est égale au tiers du diamètre du corps allongé, à 0,5 millimètre près. Il existe actuellement une grande variété de forets de perçage, présentant des caractéristiques mécaniques différentes les uns des autres. Il est donc difficile de les utiliser chacun dans des conditions optimales et de prévoir leur durée de vie moyenne. La demanderesse cherche alors ici à uniformiser les géométries de l'ensemble des forets de perçage, de manière à pouvoir optimiser la manière selon laquelle il doivent être utilisés et la durée à l'issue de laquelle il convient de les réaffûter ou de les mettre au rebut. Selon une autre caractéristique avantageuse du foret de perçage conforme à l'invention, chaque plaquette d'usinage est réalisée d'une seule pièce, en diamant polycristallin ou en nitrure de bore cubique. L'aluminium et la fonte sont les deux matériaux qui sont généralement utilisés pour mouler les différents organes d'un bloc-moteur. La demanderesse a remarqué que les forets de perçage dont les plaquettes d'usinage sont réalisées en diamant polycristallin permettent de facilement percer ou forer des trous dans les organes moulés en aluminium tandis que les forets de perçage dont les plaquettes d'usinage sont réalisées en nitrure de bore cubique sont particulièrement adaptés au perçage ou forage de trous dans les organes moulés en fonte. Ces matériaux que sont le diamant polycristallin et le nitrure de bore cubique présentent en outre l'avantage de pouvoir être réaffûtés plusieurs fois. D'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives du foret de perçage conforme à l'invention sont les suivantes : - chaque plaquette d'usinage s'étend axialement en longueur sur une distance comprise entre un tiers et deux tiers du diamètre du corps allongé ; - lesdites plaquettes d'usinage sont identiques et sont disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal du corps allongé ; - lesdites plaquettes d'usinage sont brasées sur ledit corps allongé ; - ledit corps allongé est réalisé d'une seule pièce en carbure monobloc ; - ledit corps allongé comporte en renfoncement de sa face latérale deux goujures droites pourvues chacune d'un logement d'accueil de l'une desdites plaquettes d'usinage ; - la surface d'attaque de ladite extrémité de perçage s'étend selon un cône de révolution autour dudit axe longitudinal, et la seconde partie du bord d'attaque de chaque plaquette d'usinage s'étend sensiblement suivant une génératrice dudit cône ; - en variante, la surface d'attaque de ladite extrémité de perçage comporte une portion périphérique plane et une pointe centrale de guidage, et la seconde partie du bord d'attaque de chaque plaquette d'usinage s'étend dans ladite portion périphérique plane, orthogonalement audit axe longitudinal ; -ledit corps allongé comporte un élargissement de section qui est situé à distance de ladite extrémité de perçage et qui forme un épaulement pourvu d'une surface d'attaque, et le foret de perçage comporte deux autres plaquettes d'usinage de duretés supérieures à ladite première dureté, fixées sur ledit corps allongé et comportant chacune un bord d'attaque en deux parties, dont une première partie qui s'étend à la périphérie du corps allongé, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du corps allongé, et une seconde partie qui s'étend sensiblement en direction de l'axe longitudinal en prolongement affleurant de la surface d'attaque de l'épaulement. DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION 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 plan d'un foret de perçage selon l'invention, présentant une extrémité de perçage pourvue d'une pointe de guidage ; - la figure 2 est une vue en plan d'une variante de réalisation de l'extrémité de perçage du foret de perçage de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en plan d'une plaquette d'usinage du foret de perçage de la figure 1 ; et - la figure 4 est une vue en coupe selon le plan A-A de la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un foret de perçage 1 adapté à percer ou à forer un trou dans une pièce moulée en aluminium ou en fonte. Ce foret de perçage 1 comporte un corps allongé 3, globalement cylindrique de révolution autour d'un axe longitudinal Al, dont l'une des extrémités dite de perçage 4 présente une surface d'attaque de la pièce à usiner, et dont l'autre extrémité se prolonge sur une partie cylindrique 2 de diamètre plus important. La surface d'attaque est formée par la partie de la face de l'extrémité de perçage 4 du corps allongé 3 qui est destinée à venir au contact du fond du trou à usiner pour le percer ou le forer. La partie cylindrique 2 située à l'extrémité opposée de cette surface d'attaque est prévue pour être enserrée par les mors d'un mandrin d'un centre d'usinage, de manière que ce dernier puisse entraîner en rotation le foret de perçage 1 autour de son axe longitudinal Al . Préférentiellement, le corps allongé 3 est réalisé d'une seule pièce par moulage d'une matière métallique présentant, à température ambiante, une première dureté Dl. Cette matière peut par exemple être formée de carbure monobloc. Selon une caractéristique particulièrement avantageuse de l'invention, le foret de perçage 1 comporte deux plaquettes d'usinage 10 de duretés D2 supérieures à ladite première dureté Dl, fixées sur ledit corps allongé 3 et comportant chacune un bord d'attaque 11 en deux parties 12, 13, dont une première partie 12 qui s'étend à la périphérie du corps allongé 3, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal Al du corps allongé 3, et une seconde partie 13 qui s'étend sensiblement en direction de l'axe longitudinal Al, dans le prolongement de la surface d'attaque de l'extrémité de perçage 4, à l'affleurement de cette dernière, sans atteindre l'axe longitudinal Al. Les plaquettes de perçage sont donc situées à la périphérie de l'extrémité de perçage 4 du corps allongé 3, tandis que la partie centrale de cette extrémité de perçage 4 est réalisée dans un matériau de dureté D1 moindre. Avantageusement, les plaquettes d'usinage 10 sont identiques et sont agencées sur le corps allongé 3 de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal Al. Ici, pour accueillir ces deux plaquettes d'usinage 10, le corps allongé 3 comporte en renfoncement de sa paroi latérale deux goujures droites 7 de formes identiques, disposées de manière symétrique par rapport à l'axe longitudinal Al. Ces goujures droites 7 forment des cannelures rectilignes qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal Al et qui débouchent sur l'extrémité de perçage 4 du corps allongé 3. Elles présentent des sections transversales en forme de dièdres ouverts sur la face latérale du corps allongé 3, et dont les sommets sont tournés vers l'axe longitudinal Al. L'ouverture de ces dièdres est ici environ égale à 90 degrés. Chaque goujure droite 7 présente donc deux faces latérales planes orthogonales l'une par rapport à l'autre et parallèles à l'axe longitudinal Al. Une première de ces faces latérales présente un renfoncement 6 de forme complémentaire de celle de l'une des plaquettes d'usinage 10. Ce renfoncement définit un logement d'accueil 6 de cette plaquette d'usinage 10. Les plaquettes d'usinage 10 sont brasées, c'est-à-dire collées, dans ces logements d'accueil 6. En correspondance, comme le montre la figure 2, chaque plaquette d'usinage présente une forme de parallélépipède de faible épaisseur B5 (comprise entre 0,25 et 1 millimètre), dont une des petites arêtes est coupée en arrondi 14. Chaque plaquette d'usinage 10 présente donc deux faces principales 15 planes, deux faces latérales planes 17, 18 et une face latérale arrondie 19 (voir la figure 3). En position sur le corps allongé 3 du foret de perçage 1, une première des faces principales 15 de chaque plaquette d'usinage 10 s'étend dans le plan de la première face latérale de la goujure droite 7 correspondante. Sa face latérale arrondie 19 est quant à elle tournée vers l'axe longitudinal Al et à l'opposé de l'extrémité de perçage 4. L'une de ses deux faces latérales planes, appelée face supérieure 18, s'étend dans le prolongement de l'extrémité de perçage 4, tandis que l'autre de ses deux faces latérales planes 17 s'étend dans le prolongement de la face latérale cylindrique du corps allongé 3. La seconde partie 13 du bord d'attaque 11 est formée par l'arête affûtée de la plaquette d'usinage 10 qui sépare sa première face principale 15 et sa face supérieure 18. Cette seconde partie 13 du bord d'attaque 11 est située à hauteur de la surface d'attaque de l'extrémité de perçage 4. En variante, on pourrait prévoir qu'elle soit située légèrement au-dessus de cette surface d'attaque, à 1 millimètre près. La première partie 12 du bord d'attaque 11 est quant à elle formée par l'arête affûtée de la plaquette d'usinage 10 qui sépare sa première face principale 15 et son autre face latérale plane 17. Cette première partie 12 du bord d'attaque 11 s'étend donc ici parallèlement à l'axe longitudinal Al. En variante, on pourrait prévoir que les goujures du corps allongé 3 soient hélicoïdales et que cette première partie 12 du bord d'attaque 11 forme une légère courbe qui suit cette forme hélicoïdale des goujures. Avantageusement, chaque plaquette d'usinage 10 présente une largeur B1 inférieure à la moitié du diamètre B4 du corps allongé 3. Préférentiellement, cette largeur B1 est égale au tiers du diamètre B4 du corps allongé 3, à 0,5 millimètre près. De cette manière, comme le montre la figure 2, la distance B2 séparant les deux plaquettes d'usinage 10 est elle aussi sensiblement égale au tiers du diamètre B4 du corps allongé 3. Chaque plaquette d'usinage 10 présente par ailleurs une longueur B3 suffisante pour que la partie de la face latérale du corps allongé 3 située en arrière des plaquettes d'usinage 10 ne participe pas au perçage ou forage du trou. Préférentiellement, cette longueur B3 est comprise entre le tiers et les deux tiers du diamètre B4 du corps allongé 3. A titre d'illustration, si le diamètre B4 du corps allongé 3 est égal à 5 ou à 6 millimètres, la longueur de chaque plaquette d'usinage 10 sera choisie égale à 3 millimètres. En revanche, si le diamètre B4 du corps allongé 3 est égal à 8, 10 ou à 12 millimètres, la longueur de chaque plaquette d'usinage 10 sera choisie égale à 4 millimètres. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, chaque plaquette d'usinage est réalisée d'une seule pièce, en diamant polycristallin si la pièce à usiner est en aluminium ou en nitrure de bore cubique si la pièce à usiner est en fonte. En résumé, ces plaquettes d'usinage 10 présentent des tailles réduites et des duretés importantes. Elles sont réalisées par découpage au fil ou au laser d'un disque en diamant polycristallin ou en nitrure de bore cubique. Etant données leurs tailles réduites, le coût de la matière nécessaire à leur fabrication reste restreint. Selon un premier mode de réalisation du foret de perçage 1 représenté sur la figure 1, la surface d'attaque de l'extrémité de perçage 4 du corps allongé 3 comporte une portion périphérique plane et une pointe centrale 5 de guidage du foret de perçage. Cette pointe de guidage 5 présente ici une forme de cône dont le diamètre à la base est légèrement inférieur au tiers du diamètre B4 du corps allongé 3. Cette pointe de guidage 5 présente donc une dureté Dl inférieure à celle des plaquettes d'usinage, si bien qu'elle est peu sujette à la casse. Dans ce mode de réalisation, la seconde partie 13 du bord d'attaque 11 de chaque plaquette d'usinage 10 s'étend seulement sur la portion périphérique plane de la surface d'attaque, orthogonalement audit axe longitudinal Al. Selon un second mode de réalisation du foret de perçage représenté sur la figure 2, la surface d'attaque de l'extrémité de perçage 4A du corps allongé 3 s'étend selon un cône symétrique de révolution autour dudit axe longitudinal Al. Dans ce mode de réalisation, la seconde partie 13 du bord d'attaque 11 de chaque plaquette d'usinage 10A s'étend sensiblement suivant une génératrice dudit cône. Plus précisément, la ligne moyenne 16 de la face supérieure 18 de chaque plaquette d'usinage 10 s'étend suivant une génératrice dudit cône, tandis que la seconde partie 13 du bord d'attaque 11 de chaque plaquette d'usinage 10A s'étend parallèlement à cette ligne moyenne 16. Comme le montre la figure 4, le corps allongé 3 présente en outre deux canaux 8 d'axes parallèles à l'axe longitudinal Al, qui débouchent sur l'extrémité de perçage 4 pour arroser les plaquettes d'usinage 10 en cours de perçage ou de forage. 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. En particulier, selon un autre mode de réalisation de l'invention non représenté, le corps allongé du foret de perçage comporte à mi-longueur un élargissement de section qui forme un épaulement. Cet épaulement peut s'étendre dans un plan normal à l'axe longitudinal ou suivant un cône dont le sommet est tourné vers l'extrémité de perçage. II forme une surface d'attaque apte à élargir le trou. Selon ce mode de réalisation de l'invention, il est prévu deux autres plaquettes d'usinage de duretés supérieures à la dureté du corps allongé, fixées dans l'épaulement du corps allongé. Ces deux autres plaquettes d'usinage comportent chacune un bord d'attaque en deux parties, dont une première partie qui s'étend à la périphérie du corps allongé, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du corps allongé, en retrait de l'épaulement, et une seconde partie qui s'étend sensiblement en direction de l'axe longitudinal, dans le prolongement de la surface d'attaque formée par l'épaulement, à l'affleurement de cette dernière. Le foret de perçage est alors dit à deux étages. Le premier étage, formé par la surface d'attaque de son extrémité de perçage et par ses deux premières plaquettes d'usinage, permet d'initier le perçage ou le forage, tandis que le deuxième étage, formé par la surface d'attaque de l'épaulement et par les deux autres plaquettes d'usinage, permet d'élargir le trou à la taille désirée. En variante, on pourra prévoir que le foret de perçage comporte un plus grand nombre d'étages chacun pourvus de deux plaquettes d'usinage. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on pourra prévoir que le foret de perçage comporte, au niveau de son extrémité de perçage, un plus grand nombre de plaquettes d'usinage régulièrement réparties autour de son axe longitudinal, à égale distance de ce dernier. Dans ce mode de réalisation, le corps allongé du foret de perçage comporte alors également un plus grand nombre de goujures droites. REVENDICATIONS 1. Foret de perçage (1) comportant un corps allongé (3) ayant une extrémité de perçage (4 ; 4A) qui présente une première dureté (D1) et qui définit une surface d'attaque, caractérisé en ce qu'il comporte deux plaquettes d'usinage (10) de duretés (D2) supérieures à ladite première dureté (Dl), fixées sur ledit corps allongé (3) et comportant chacune un bord d'attaque (11) en deux parties (12, 13) situées dans un plan sensiblement radial, dont une première partie (12) qui s'étend à la périphérie du corps allongé (3), sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal (Al) du corps allongé (3), et une seconde partie (13) qui s'étend en prolongement sensiblement affleurant de la surface d'attaque de l'extrémité de perçage (4 ; 4A), sans atteindre l'axe longitudinal (Al). 2. Foret de perçage (1) selon la revendication précédente, dans lequel, chaque plaquette d'usinage (10) s'étend radialement en largeur sur une distance .l5 (B1) inférieure à la moitié du diamètre (B4) du corps allongé (3). 3. Foret de perçage (1) selon la revendication précédente, dans lequel chaque plaquette d'usinage (10) s'étend radialement en largeur sur une distance (B1) égale au tiers du diamètre (B4) du corps allongé (3), à 0,5 millimètre près. 4. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans 20 lequel chaque plaquette d'usinage est réalisée d'une seule pièce, en diamant polycristallin ou en nitrure de bore cubique. 5. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque plaquette d'usinage (10) s'étend axialement en longueur sur une distance (B3) comprise entre un tiers et deux tiers du diamètre (B4) du corps 25 allongé (3). 6. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites plaquettes d'usinage (10) sont identiques et disposées symétriquement par rapport à l'axe longitudinal (Al) du corps allongé (3). 7. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans 30 lequel lesdites plaquettes d'usinage (10) sont brasées sur ledit corps allongé (3). 8. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps allongé (3) est réalisé d'une seule pièce en carbure monobloc. 9. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps allongé (3) comporte en renfoncement de sa face latérale deux 35 goujures droites (7) pourvues chacune d'un logement d'accueil (6) de l'une desdites plaquettes d'usinage (10). 10. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la surface d'attaque de ladite extrémité de perçage (4A) s'étend selon un cône de révolution autour dudit axe longitudinal (Al), et dans lequel la seconde partie (13) du bord d'attaque (11) de chaque plaquette d'usinage (10A) s'étend sensiblement suivant une génératrice dudit cône. 11. Foret de perçage (1) selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la surface d'attaque de ladite extrémité de perçage (4) comporte une portion périphérique plane et une pointe centrale (5) de guidage, et dans lequel la seconde partie (13) du bord d'attaque (11) de chaque plaquette d'usinage (10) s'étend dans ladite portion périphérique plane, orthogonalement audit axe longitudinal (Al). 12. Foret de perçage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps allongé comporte un élargissement de section qui est situé à distance de ladite extrémité de perçage et qui forme un épaulement pourvu d'une surface d'attaque, et dans lequel il est prévu deux autres plaquettes d'usinage de duretés supérieures à ladite première dureté, fixées sur ledit corps allongé et comportant chacune un bord d'attaque en deux parties, dont une première partie qui s'étend à la périphérie du corps allongé, sensiblement parallèlement à l'axe longitudinal du corps allongé, et une seconde partie qui s'étend sensiblement en direction de l'axe longitudinal en prolongement affleurant de la surface d'attaque de l'épaulement.