Brevet FR3158252A1 — publié le 20250718

Le foret (2) s’étend le long d’un axe de rotation (4) et comprend au moins trois surfaces de coupe principales (6) qui, à partir d’un bec (8) agencé sur un rayon (r), s’étendent chacune dans la direction de l’axe de rotation (4). Les au moins trois surfaces de coupe principales (6) convergent sur une pointe de foret (5), en particulier sans la présence de surfaces de coupe transversales. À partir de la pointe de foret (5) et sur toute l’étendue radiale de celle-ci, chaque surface de coupe principale (6) jouxte une surface exempte d’arête (10), qui comprend une surface de dépouille (14) et qui se transforme dans chaque cas en une goujure (12) respective. Figure pour l’abrégé : Fig. 1 Foret et procédé de fabrication d’un foret Contexte de l’invention L’invention concerne un foret et un procédé de fabrication d’un foret. La géométrie et la conception d’une pointe de foret sont généralement essentielles dans un foret. Dans ce contexte, l’interaction des surfaces de coupe, des surfaces de dépouille et des goujures est importante. Les forets typiques comprennent deux surfaces de coupe principales et une goujure associée à chacune d’elles. La goujure s’étend souvent en spirale le long d’une tige du foret. On connaît également, en plus des forets monoblocs en carbure, des outils de foret modulaires dans lesquels une tête de foret échangeable de manière réversible peut être fixée à une tige. Un foret ayant deux surfaces de coupe principales qui sont reliées l’une à l’autre dans un centre de perçage par l’intermédiaire d’une surface de coupe transversale peut être obtenu à partir de l’invention décrite dans le document EP 1 230 058 B1. Les surfaces de dépouille sont chacune conçues comme une surface incurvée de la surface de coupe principale respective, qui est conçue pour être exempte d’arête en direction de la goujure. Un foret comprenant trois surfaces de coupe principales, qui sont reliées entre elles par des surfaces de coupe transversales et qui ont une géométrie de coupe complexe dans l’ensemble, peut être obtenu à partir de l’invention décrite dans le document US 2011/0085868 A1. Dans les forets, il se pose souvent le problème de maximiser la précision de positionnement au début de l’opération de perçage. Notamment dans le cas de surfaces lisses ou orientées obliquement par rapport à un axe longitudinal du foret, il se présente souvent le problème que le foret sera un peu décalé latéralement par rapport à une position cible souhaitée. En outre, les faces frontales des forets sont soumises à une charge de frottement mécanique élevée, notamment avec les matériaux durs, qui peut conduire à une usure importante. Le problème supplémentaire dans le cas des forets en carbure est que, bien que présentant une dureté élevée, ils présentent également une fragilité élevée, de sorte que des charges ponctuelles peuvent conduire à une activité d’éraflure, ce qui peut conduire à un écaillage du matériau de foret. Objet de l’invention Sur la base des informations qui précèdent, l’invention a pour but de spécifier un foret ainsi qu’un procédé de fabrication de celui-ci, le foret étant caractérisé par une précision de position élevée et une faible usure. Réalisation de l’objet L’objet selon l’invention est atteint par un foret qui s’étend le long d’un axe de rotation et présente au moins trois, de préférence exactement trois, surfaces de coupe principales. À partir d’un bec agencé sur un rayon, ces surfaces de coupe s’étendent chacune dans la direction de l’axe de rotation. Les au moins trois surfaces de coupe principales convergent sur une pointe de foret. En outre, commençant à partir de la pointe de foret et le long de l’étendue radiale de la surface de coupe principale respective, une surface de coupe principale respective jouxte une surface exempte d’arête dans la direction circonférentielle. Cette surface exempte d’arête comprend également l’au moins une portion d’une surface de dépouille, laquelle portion se transforme, dans chaque cas, en une goujure respective. Il convient tout d’abord de souligner qu’une surface de coupe principale respective s’étend jusqu’à la pointe de foret, et ainsi s’étend jusqu’à l’axe de rotation. La pointe de foret est agencée sur l’axe de rotation. Les surfaces de coupe principales convergent au niveau d’un point commun. La pointe de foret est donc pointue. La pointe de foret pointue permet d’obtenir une précision de positionnement initiale élevée du fait qu’il y a peu de risque de déplacement latéral, ou seulement un risque minimal au début de l’opération de perçage. En revanche, les forets classiques comprenant des surfaces de coupe transversales posent ce problème. Dans le présent contexte - dans le cadre des tolérances de fabrication - surface « pointe » désigne une surface de diamètre inférieur à 100 µm et notamment inférieur à 20 µm. La pointe de foret est donc formée dans les tolérances de fabrication par un emplacement où les surfaces de coupe principales se rejoignent. Il convient en particulier de souligner que la surface de coupe principale - en commençant à partir de la pointe de foret et jusqu’au bec - jouxte une surface exempte d’arête dans la direction circonférentielle, laquelle surface exempte d’arête forme au moins partiellement, et de préférence complètement, la surface de dépouille s’étendant jusqu’à la goujure. Le terme « surface de dépouille » désigne généralement une surface qui jouxte une surface de coupe principale respective, inclinée par rapport à un plan horizontal (le plan perpendiculaire à l’axe de rotation), et qui s’étend jusqu’à la goujure respective. La surface de dépouille forme un angle de dépouille par rapport à un tel plan horizontal et est classiquement de l’ordre de plusieurs degrés. Il convient également de souligner que cette surface de dépouille, qui jouxte la surface de coupe principale respective exempte d’arête, s’étend jusqu’à la pointe de foret. Dans le cas des forets classiques, l’au moins une surface de coupe transversale et, en outre, ce que l’on appelle une « pointe », est typiquement introduite dans la région centrale et est formée par rectification séparée. Un étage, et donc une arête, dans la direction de la surface de dépouille est généré au moyen de l’étape de rectification séparée. En prévoyant alors une conception exempte d’arête pour chacune des surfaces qui jouxtent les surfaces de coupe principales respectives, l’usure est réduite au minimum du fait de l’absence d’arêtes. Cette conception est également particulièrement appropriée pour les forets en carbure car l’absence d’arête dans la région d’extrémité avant fortement sollicitée du foret évite les charges ponctuelles ou linéaires, ce qui peut conduire à une forte activité d’éraflure et à un écaillage du matériau. Ledit objet est également obtenu par un procédé de fabrication dudit foret, moyennant quoi les surfaces exemptes d’arêtes sont formées à l’aide d’un procédé de rectification, et moyennant quoi une seule étape de rectification respective est prévue pour chaque surface exempte d’arête. L’ensemble de la surface exempte d’arête est donc obtenu uniquement dans une seule étape de rectification continue sans fixations multiples du disque de meulage. De préférence, la surface complète, qui jouxte une surface de coupe transversale respective et s’étend dans la direction circonférentielle jusqu’à la goujure, comprenant ainsi également la surface de dépouille complète, n’est, de préférence, rectifiée qu’en une seule étape de rectification. Le disque de meulage et le foret sont déplacés de manière appropriée dans une séquence de mouvement tridimensionnelle, en continu et sans retrait l’un par rapport à l’autre. Par suite du mouvement continu, le disque de meulage est donc déplacé en continu par rapport au foret selon une trajectoire spécifiée. Étant donné que ce mouvement relatif n’est pas arrêté ou interrompu, la formation d’arêtes est évitée de manière fiable. Le terme « exempt d’arête » désigne donc en particulier une progression de la surface dans laquelle aucune arête vive n’est formée entre des sections de surface qui se jouxtent. Le terme « arêtes vives » désigne également les transitions entre sections de surface contiguës d’un rayon allant jusqu’à 3 % au maximum du diamètre de foret et de préférence jusqu’à 1 % au maximum du diamètre de foret mm. Avantageusement encore, le foret ne comprend donc pas de surfaces de coupe transversales, c’est-à-dire qu’il est conçu sans surfaces de coupe transversales. L’avantage particulier ainsi obtenu est que chaque section radiale du foret contribue à la coupe, et que, comme c’est le cas dans les conceptions classiques comprenant des surfaces de coupe transversales, aucune action de coupe n’est obtenue dans la région des surfaces de coupe transversales. Le manque de surfaces de coupe transversales en particulier contribue également à la grande précision de positionnement. Le terme « surface de coupe transversale » désigne généralement une région de coupe située entre l’axe de rotation et le commencement d’une pointe. Dans le mode de réalisation préféré, une région de pointe du foret est formée uniquement par des surfaces exemptes d’arête qui jouxtent la surface de coupe principale respective. Par conséquent, dans un foret comprenant trois surfaces de coupe, la région de pointe est formée uniquement par les trois surfaces de coupe principales, la mèche pointue et les trois surfaces exemptes d’arête. Dans ce contexte, la région de pointe est définie comme la région axiale la plus en avant du foret s’étendant depuis la mèche jusqu’à une longueur axiale correspondant à l’au moins 1/4 du rayon, en particulier l’au moins 1/3 du rayon, et de préférence l’au moins la moitié du rayon. Il en résulte qu’à partir de la pointe de foret et au moins jusqu’à la longueur axiale définie par celle-ci, aucune arête n’est donc présente sur les surfaces qui jouxtent les surfaces de coupe principales. La région de pointe, et donc sa longueur axiale en commençant de la pointe de foret, se termine de préférence au niveau d’une longueur axiale avec un premier diamètre de mèche complet, c’est-à-dire au niveau d’une position axiale du foret où une mèche n’est pas effilée par meulage ou d’autres mesures dans la région de la face frontale au niveau de l’extrémité du foret. Le diamètre de mèche est normalement défini par le diamètre circulaire restant du foret à une profondeur de goujure spécifiée dans la région des goujures. Le diamètre de mèche est donc généralement défini par un rayon nominal du foret moins la profondeur de la goujure. En particulier, cette longueur axiale définit donc également la position axiale où la surface de dépouille se transforme en la goujure respective, donc où la goujure commence. Cette transition dans la goujure est facultativement obtenue par un arrondi ou une arête. Dans le mode de réalisation préféré, exactement trois surfaces de coupe principales sont formées, et les trois surfaces de dépouille d’arête sont en particulier formées à la manière de surfaces tétraédriques d’un tétraèdre dégradé qui est torsadé autour de l’axe de rotation. Dans le présent contexte, le terme « tétraèdre dégradé » désigne une structure tridimensionnelle qui est conceptuellement formée par les trois surfaces exemptes d’arête formant initialement des surfaces d’un tétraèdre qui s’étend depuis une pointe de tétraèdre à une base, et la base de ce tétraèdre est torsadée autour de l’axe de rotation, tandis que la pointe de tétraèdre est simultanément fixe. Ce tétraèdre dégradé ainsi formé forme notamment la région de pointe précédemment définie. Dans le mode de réalisation avantageux, la surface de coupe principale respective - vue de dessus - s’étend de manière incurvée et, en particulier, incurvée de manière convexe dans la pointe de foret. Par conséquent, de préférence, aucune progression linéaire de la surface de coupe transversale n’est formée dans la région de la pointe de foret. Grâce à la courbure convexe, la région proche du centre de la surface de coupe principale, appelée également ci-après région intérieure centrale, est, lors du perçage, agencée en avant des sections de surface de coupe extérieure qui sont plus éloignées vers l’extérieur dans une direction radiale. Dans le mode de réalisation préféré, la surface de coupe principale respective dans cette région intérieure centrale est donc conçue pour être incurvée en continu, c’est-à-dire de façon régulière. Dans le présent contexte, le terme « région intérieure proche du centre » désigne une région proche du centre en partant de l’axe de rotation, qui s’étend dans la direction radiale sur plus de 1/4 du rayon, en particulier sur plus de 1/3 du rayon et par exemple jusqu’à la moitié du rayon. Dans ce cas, le rayon de courbure peut changer. La région intérieure centrale jouxte de manière correspondante une autre région extérieure qui s’étend de manière correspondante sur au moins 1/3 du rayon, par exemple sur au moins la moitié du rayon. De préférence, la surface de coupe principale n’est incurvée que de manière simple dans la région intérieure centrale et en outre sur toute sa longueur depuis le bec jusqu’à la pointe de foret pointue, c’est-à-dire qu’elle ne comprend pas de multiples sections de surface de coupe incurvées en contre-rotation (convexes - concaves). De préférence, outre la section de surface de coupe incurvée dans la région intérieure centrale, la surface de coupe principale comprend encore une section linéaire dans la région extérieure. L’ensemble de la surface de coupe principale est de préférence formé par la section de surface de coupe incurvée (de manière convexe) dans la région intérieure centrale et par une section de surface de coupe linéaire dans la région extérieure, qui jouxte la section de surface de coupe incurvée et s’étend jusqu’au bec. Le foret est de préférence conçu comme un foret monobloc. Par ailleurs, le foret est de préférence en carbure. En principe, il existe également l’option de concevoir le foret comme un outil de perçage modulaire comprenant une tige ayant une portion de pointe de foret interchangeable insérée sur la face frontale. Cette portion présente la géométrie spécifique comprenant les surfaces de coupe principales et les surfaces exemptes d’arête qui les jouxtent. De préférence, cette portion de pointe de foret comprend déjà des portions de goujures, qui se transforment alors en goujures formées dans la tige. Une telle portion de pointe de foret est fixée à la tige de manière appropriée. Dans ce contexte, il est souvent prévu que la portion de pointe de foret soit mise en rotation par rapport à la tige autour de l’axe de rotation pour insertion. Description des dessins Un exemple de réalisation de l’invention est expliqué plus en détail ci-après en référence aux dessins. Ces dessins représentent les illustrations partiellement simplifiées suivantes : la FIG. 1 est une vue de côté en coupe du foret, la FIG. 2 est une vue de dessus d’une face frontale au niveau de l’extrémité du foret, la FIG. 3 est une vue en coupe transversale du foret au niveau d’une longueur axiale du diamètre total de mèche, et la FIG. 4 est une vue de côté en coupe du foret destinée à clarifier une région de pointe. Description de l’exemple de mode réalisation Le foret 2, représenté sur la FIG. 1 et la FIG. 2 , respectivement en vue de côté et en vue de dessus de face frontal en coupe, est conçu comme un foret 2 monobloc d’un seul tenant. Toutefois, les affirmations suivantes s’appliquent de la même manière à des forets, par exemple, modulaires dans lesquels une portion de pointe de foret est fixée de manière interchangeable à une tige de foret. Le foret 2 s’étend généralement selon un axe de rotation 4, autour duquel le foret tourne en cours de fonctionnement. La face frontale au niveau de l’extrémité du foret 2 comprend une pluralité, spécifiquement au total trois, surfaces de coupe principales 6, s’étendant chacune vers l’extérieur à partir d’une pointe de foret pointue 5 sur l’axe de rotation 4 jusqu’à un bec 8. Une distance radiale entre l’axe de rotation 4 et un bec 8 respectif définit un rayon r. Une surface exempte d’arête 10 jouxte chacune des surfaces de coupe principales 6 suivant une direction circonférentielle U, en commençant notamment le long de toute la longueur de la surface de coupe principale 6 et en allant de la pointe de foret pointue 5 jusqu’au bec 8. Lors de sa progression ultérieure, cette surface exempte d’arête 10 se transforme en une goujure 12 dans la direction circonférentielle U. Les surfaces exemptes d’arête 10 définissent donc également une surface de dépouille 14. La transition de la surface exempte d’arête 10 et donc de la surface de dépouille 14 vers la surface de paroi de la goujure 12 est indiquée sur les figures 1 et 2 par une ligne incurvée L, qui est conçue par exemple comme une arête, ou comme une transition arrondie. À partir du bec 8, une surface de coupe secondaire 14 s’étend le long de la goujure 12, laquelle surface de coupe jouxte un nez de surface de coupe secondaire 16 dans la direction circonférentielle U. Le foret 2 comprend généralement une région de pointe 20 qui sera expliquée en référence à la FIG. 3 et à la FIG. 4 . Dans ce contexte, la région longitudinalement la plus avant du foret 2 désigne la région s’étendant depuis la pointe de foret 5 vers un plan horizontal H, qui est orienté perpendiculairement à l’axe de rotation 4 et définit le début des goujures 12. La région de pointe 20 a une longueur axiale A, qui est définie par la distance de la pointe de foret 5 au plan horizontal H. À partir de la pointe de foret 5, on atteint tout d’abord un diamètre de mèche complet D, donc maximal, au niveau du plan horizontal H. Le diamètre de mèche D est défini généralement comme le diamètre d’une région centrale du foret, qui est appelée mèche 22, qui comprend des surfaces circulaires dans la région des goujures 12. La région de pointe 20 de cette mèche 22 se rétrécit, de sorte que le diamètre de mèche D se rétrécit. La région d’extrémité 20 est donc généralement la région la plus avant du foret, où aucune goujure 12 n’est (encore) formée. Au moins dans la région de pointe 20, toutes les surfaces de face frontale sont conçues uniquement comme des surfaces exemptes d’arête 10. Comme on peut le voir en particulier sur la vue de dessus selon la FIG. 2 , une surface de coupe principale 6 respective dans l’exemple de mode de réalisation s’étend tout d’abord de façon linéaire dans une région extérieure 24, à partir du bec 8, pour s’étendre ensuite de façon incurvée, c’est-à-dire incurvée de manière convexe, dans la région intérieure centrale 26. Dans l’exemple de mode de réalisation, la transition entre la région extérieure 24, qui s’étend de manière linéaire, et la région intérieure centrale 26 est approximativement égale à la moitié du rayon r. Les surfaces de coupe principales 6 s’étendent donc de manière incurvée dans la pointe de foret pointue 5, donc jusqu’à l’axe de rotation 4. Compte tenu de la géométrie frontale du foret 2 décrit ici, et en particulier dans la région de pointe 20, il convient de souligner que, d’une part, les surfaces de coupe principales 6 s’étendent en continu depuis le bec 8 jusqu’à la pointe de foret 5 située sur l’axe de rotation 4 et se rejoignent à cet emplacement. Aucune surface de coupe transversale n’est donc formée dans la région centrale de l’axe de rotation 4. Il convient également de souligner que les surfaces exemptes d’arête 10 jouxtent directement les surfaces de coupe principales 6 sur toute leur longueur. Dans l’exemple de mode de réalisation, ces surfaces exemptes d’arête 10 s’étendent jusqu’au début d’une goujure 12 respective. Cette conception permet d’obtenir une fixation et un perçage précis en position. Les surfaces exemptes d’arête 10 permettent également de réduire au minimum l’usure et les contraintes sur les faces frontales. Le foret 2 est notamment un foret monobloc en carbure. Du fait de la conception exempte d’arête, le risque de pointes de charge locales, qui peuvent conduire à une dégradation du matériau, est en particulier également minimal. Foret (2), qui s’étend le long d’un axe de rotation (4) et comprend au moins trois surfaces de coupe principales (6) qui, à partir d’un bec (8) agencé sur un rayon (r), s’étendent chacune dans la direction de l’axe de rotation (4), caractérisé en ce que, à partir d’une pointe de foret (5) et sur toute l’étendue radiale de celle-ci, les au moins trois surfaces de coupe principales (6) convergent sur la pointe de foret (5), et chaque surface de coupe (6) jouxte une surface exempte d’arête (10) respective, qui comprend une surface de dépouille (14) et se transforme dans chaque cas en une goujure (12) respective. Foret (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les surfaces de coupe principales (6) convergent sur la pointe de foret (5) sans la présence de surfaces de coupe transversales. Foret (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une région de pointe (20) du foret (2) est formée uniquement par les surfaces exemptes d’arête (10), dans lequel la région de pointe (20) s’étend depuis la pointe de foret (5) jusqu’à une longueur axiale (A) qui correspond à l’au moins 1/4 du rayon (r), en particulier l’au moins 1/3 du rayon (r), et de préférence l’au moins 1/2 du rayon (r). Foret (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’exactement trois surfaces de coupe principales (6) sont formées, et les trois surfaces exemptes d’arête (10) sont conçues à la manière de surfaces tétraédriques d’un tétraèdre dégradé qui est conçu pour pouvoir tourner sur lui-même autour de l’axe de rotation (4). Foret (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une surface de coupe principale (6) respective s’étend de manière incurvée dans la pointe de foret (5). Foret (2) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’une région intérieure centrale (26) de la surface de coupe principale (6) respective s’étend de manière continue d’une manière incurvée dans la pointe de foret (5), dans lequel la région intérieure centrale est supérieure à 1/4 du rayon (r), en particulier supérieure à 1/3. Foret (2) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de coupe principale (6) respective est incurvée dans une seule direction. Foret (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est conçu comme un foret monobloc (2), en particulier composé de carbure. Procédé de fabrication d’un foret (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les surfaces exemptes d’arête (10) sont introduites en une seule étape de rectification à l’aide d’un procédé de rectification.