**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Outil de tournage comprenant un corps allongé, pourvu d'un logement à son extrémité libre, un élément de coupe en un matériau dur de forme prismatique qui présente deux surfaces de coupe opposées et qui est engagé dans ledit logement, une bride de serrage et une vis engagée dans un taraudage du corps d'outil et servant à la fixation de la bride, caractérisé en ce que le logement et la bride présentent l'un et l'autre une ou plusieurs surfaces d'appui allongées qui sont en contact avec des surfaces d'appui correspondantes de l'élément de coupe, ces surfaces étant orientées de façon que des forces d'appui distinctes exercées, d'une part, par la bride et, d'autre part, par le corps d'outil sur l'élément de coupe lorsqu'on serre la vis, aient des résultantes opposées et obliques par rapport à l'axe de la vis.
2. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui de l'élément de coupe sont distinctes des surfaces de coupe et en ce que le logement et la bride sont conformés de façon que, lorsque la vis est serrée, celle des surfaces de coupe qui ne se trouve pas en position active s'étende hors de contact avec la bride et avec le corps.
3. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de coupe présente en coupe, par un plan perpendiculaire à ses arêtes longitudinales, la forme d'un polygone concave ayant une symétrie telle qu'une rotation de 180 remplace la surface de coupe qui est en position active par l'autre surface de coupe et vice versa.
4. Outil de tournage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de coupe comporte deux paires de surfaces d'appui, les deux surfaces de chaque paire formant entre elles un angle dièdre rentrant.
5. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement de réception de l'élément de coupe est limité du côté de la surface de coupe active par une nervure longitudinale présentant au moins une desdites surfaces d'appui du corps d'outil.
6. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'outil présente du côté opposé à la surface de coupe active une nervure longitudinale contre laquelle la bride s'appuie lorsque la vis est serrée.
7. Outil de tournage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite nervure forme une butée pour l'arrêt de la bride de serrage.
8. Outil de tournage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite butée est de profil rectangulaire et s'engage dans un décrochement de la butée quand on serre la vis.
9. Outil de tournage selon la revendication 3, dans laquelle l'élément de coupe de forme prismatique présente des surfaces de base parallèles obliques par rapport aux arêtes longitudinales, caractérisé en ce que le logement du corps d'outil est limité dans le sens longitudinal par une surface de butée présentant la même orientation que lesdites surfaces de base de façon à retenir l'extrémité arrière de l'élément de coupe.
10. Outil de tournage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le logement se prolonge vers l'arrière du corps d'outil par une échancrure s'étendant à côté de ladite surface de butée, et en ce que l'élément de coupe présente à ses deux extrémités, d'une part, une surface de base et, d'autre part, un prolongement qui présente une ou plusieurs surfaces de coupe, l'outil étant destiné à permettre des tournages de profil.
11. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride présente un trou à entrée conique, la vis ayant également elle-même une tête conique de façon à assurer le positionnement latéral de la bride.
12. Outil de tournage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride est conformée de façon que sa surface supérieure s'étende à fleur de la surface de coupe qui se trouve en position active et que la tête de la vis soit noyée dans la bride.
La présente invention a pour objet un outil de tournage comprenant un corps allongé, pourvu d'un logement à son extrémité libre, un élément de coupe en un matériau dur de forme prismatique qui présente deux surfaces de coupe opposées et qui est engagé dans ledit logement, une bride de serrage et une vis engagée dans un taraudage du corps d'outil et servant à la fixation de la bride.
Des outils de tournage de ce genre sont déjà connus. Leurs avantages par rapport aux outils de tournage dans lesquels l'élément de coupe est fixé par brasage à l'extrémité du corps d'outil sont multiples. En premier lieu, l'utilisation de moyens mécaniques pour fixer l'élément de coupe évite les sollicitations et l'affaiblissement des propriétés de l'élément de coupe qui se produisent en général au cours de l'opération de brasage. En second lieu, ces moyens de fixation permettent de retourner l'élément de coupe lorsqu'une de ses surfaces est usée, puis de l'échanger contre un élément neuf, ce qui diminue les frais d'usinage. En effet, un corps d'outil en acier peut être utilisé durant une longue durée de travail, les frais de remplacement étant simplement ceux consistant à mettre en place le nouvel élément de coupe.
Alors que ces avantages sont déjà connus depuis longtemps pour des outils de tournage de section relativement grande, on continue souvent à utiliser des outils à éléments de coupe brasés dans la pratique du tournage pour la réalisation de burins de petite section, c'està-dire par exemple, des sections inférieures à 10 x 10 mm. La raison de cette pratique est que, jusqu'à maintenant, on ne connaissait pas d'agencements de fixation simples, pratiques et sûrs permettant de tenir en place un élément de coupe rapporté sur un corps d'outil de section réduite, sans que ces moyens de fixation ne dépassent en largeur et en hauteur le gabarit du corps de coupe.
Ainsi donc les outils de tournage à éléments de coupe rapportés et interchangeables connus jusqu'à maintenant devaient être mis en place sur le porteoutil du tour en les engageant depuis le côté de l'espace de travail, ce qui, dans bien des cas, présentait des complications et des difficultés.
Le but de la présente invention est de proposer un outil de tournage du genre mentionné au début qui puisse être réalisé dans des dimensions atteignant par exemple 8 x 8 mm en section transversale, qui puisse être mis en place sur le porte-outil du tour, depuis le côté opposé à l'espace de travail, et qui présente des moyens de fixation sûrs, fiables et faciles à mettre en place.
Selon certaines formes d'exécution particulières de l'invention, il est possible de réaliser un outil de tournage qui présente les avantages mentionnés ci-dessus et qui peut, en outre, recevoir des éléments de coupe présentant deux surfaces de coupe opposées sans que la surface de coupe non active ne risque d'être détériorée par le contact avec le corps d'outil.
L'outil de tournage peut aussi présenter, outre les avantages déjà mentionnés, celui de pouvoir utiliser indifféremment des éléments de coupe permettant des opérations de tournage longitudinales, des éléments de coupe profilés permettant des opérations de tronçonnage ou de taillage de gorges et des éléments travaillant en fonçage et tournage.
Selon l'invention, le but énoncé plus haut est atteint par la réalisation d'un outil de tournage qui présente les particularités mentionnées au début et qui est caractérisé en outre en ce que le logement et la bride présentent l'un et l'autre une ou plusieurs surfaces d'appui allongées qui sont en contact avec des surfaces d'appui correspondantes de l'élément de coupe, ces surfaces étant orientées de façon que des forces d'appui distinctes exercées, d'une part par la bride et, d'autre part par le corps d'outil sur l'élément de coupe lorsqu'on serre la vis aient des résultantes opposées et obliques par rapport à l'axe de la vis.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'outil de tournage selon l'invention en se référant au dessin annexé dont:
la fig. 1 est une vue en coupe de la première forme d'exécution selon la ligne I-I de la fig. 2;
la fig. 2 est une vue en plan de dessus de cette première forme d'exécution;
les fig. 3 et 4 sont des vues en élévation dans le sens de la flèche A et en plan de dessus représentant l'extrémité du corps d'outil;
la fig. 5 est une vue en coupe du corps d'outil selon la ligne V-V de la fig. 4;
les fig. 6, 7, 8 et 9 sont des vues de la bride respectivement en plan de dessous, en coupe longitudinale, en coupe transversale et en plan de dessus;
la fig. 10 est une vue en perspective éclatée de cette première forme d'exécution;
les fig. 11 et 12 sont deux vues d'une seconde forme d'exécution, respectivement en coupe transversale et en plan de dessus;
la fig. 13 est une vue en coupe transversale schématique montrant une variante de cette seconde forme d'exécution;
la fig. 14 est une vue en plan de dessus montrant une troisième forme d'exécution;
;
la fig. 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la fig. 14, et
la fig. 16 est une vue en plan de dessus d'une variante de l'élément de coupe de la fig. 14.
Les éléments constitutifs de l'outil de tournage représentés aux fig. 1 à 10 sont le corps d'outil 1 constitué par exemple d'une barre de profil carré en acier, la bride 2 également en acier, la vis de fixation 3 et l'élément de coupe 4 qui peut être soit en métal dur fritté, soit, le cas échéant, en céramique.
L'élément de coupe 4 présente en section transversale la forme d'un polygone concave obtenu à partir d'un parallélogramme en pratiquant deux échancrures longitudinales limitées chacune par deux plans formant entre eux un angle dièdre rentrant. Ainsi, I'élé- ment 4 visible à la fig. 1 présente deux surfaces planes parallèles et opposées 5 et 6; il présente en outre deux surfaces latérales parallèles et opposées 7 et 8 qui sont inclinées par exemple de 8 par rapport à la perpendiculaire aux surfaces 5 et 6.
Les deux échancrures à angles dièdres rentrants de l'élément 4 sont limitées par des surfaces planes 9, 10, 10', 9' qui sont symétriques par rapport aux surfaces 6, 7 d'un côté et 5, 8 de l'autre côté.
Bien entendu, l'angle dièdre sera arrondi à son sommet de façon à éviter de constituer des amorces de fissures. Le moule de frittage sera construit de façon à constituer tous les plans de l'élément de coupe sans qu'il soit nécessaire de leur faire subir des retouches d'usinage.
Les arêtes de coupe limitées par les surfaces 5, 7 d'un côté et 6, 8 de l'autre côté seront rectifiées afin de réaliser l'affûtage de l'élément.
Dans le sens de sa longueur, l'élément 4 est limité par deux surfaces planes 32 et 33 qui sont parallèles, mais qui sont inclinées par rapport aux deux surfaces parallèles 5 et 6. Les bords de ces surfaces sont aussi inclinés par rapport au bord de coupe des surfaces 5 et 6.
Dans le plan de la fig. 2 par exemple, les angles entre l'arête longitudinale et les arêtes transversales de la surface 5 seront de 80".
Le corps d'outil 1 et la bride 2 sont conformés de façon à recevoir l'élément 4 et à le tenir en place d'une façon parfaitement stable par le seul effet du serrage de la vis 3. Pour cela, comme on le voit aux fig. 3, 4 et 5, le corps 1 présente à son extrémité libre un logement limité par les différents éléments de surface qui sont exactement conformés et orientés pour remplir le but visé. Sur son côté destiné à recevoir la surface de coupe en position de travail, le logement du corps d'outil 1 est limité par une nervure longitudinale 11 (fig. 5) qui présente une surface d'appui supérieure 12 et une surface d'appui interne oblique 13.
Entre ces deux surfaces est usiné un biseau 14 et l'on remarque que les surfaces d'appui 12 et 13 sont interrompues dans le sens de leur longueur par deux creusures 15 et 16, de sorte que (voir fig. 1) les surfaces d'appui 12 et 13 coopèrent avec les plans 9 et 10 de l'élément de coupe 4, à leurs deux extrémités tout en laissant cet élément de coupe dégagé dans sa partie centrale.
A la fig. 1, on voit encore que la surface d'appui 12 est légèrement inclinée vers l'extérieur, ce qui est important pour la stabilité de l'élément 4.
Le logement du corps d'outil 1 présente en outre un fond plat 17 et du côté opposé à la surface de coupe un rebord 18 dans lequel est ménagé un épaulement 19. C'est dans l'épaulement 19 qu'est percé le trou taraudé 20 destiné à recevoir la vis 3, l'axe de ce trou étant parallèle au flanc latéral du corps d'outil 1. Comme on le voit à la fig. 4, le trou taraudé 20 déborde légèrement dans la partie supérieure du rebord 18 qui est limitée elle-même par une face plane oblique 21.
Enfin, la nervure 11 se termine du côté de l'arrière du corps d'outil par une surface plane oblique 22 qui, comme on le verra par la suite, sert de surface de butée pour l'élément 4. De préférence, le corps 1 sera usiné par fraisage.
Les fig. 6 à 9 représentent la bride de fixation. Cette dernière est également une pièce d'acier. Elle peut être obtenue par étampage.
Tous ces éléments de surface sont fonctionnels. Cette pièce présente du côté de la surface de coupe active une aile saillante 23 et du côté opposé un renforcement massif 24 dans lequel est percé un trou à entrée conique 25 destiné à recevoir la vis 3. La face arrière 26 de la partie massive 24 est taillée en biseau selon un plan dont l'inclinaison par rapport à l'axe du trou 25 est la même que l'inclinaison de la surface 21 du corps d'outil 1. L'aile 23 présente sur sa plus grande longueur un arrondi 27 qui est toutefois interrompu dans sa partie centrale par une échancrure 28.
A son extrémité avant, la bride 2 présente encore une surface plane oblique 29, tandis qu'à son extrémité arrière, elle présente une creusure 30 qui limite la longueur de la surface incurvée 27 et du biseau 26 de façon à leur donner des dispositions symétriques par rapport à un plan transversal passant par l'axe du trou 25. En outre, le biseau 26 est également interrompu dans sa partie centrale par un décrochement 31 qui est analogue au décrochement 28.
La fig. 10 montre l'assemblage des trois éléments constitutifs de l'outil tandis qu'à la fig. 1, on voit comment s'opère la transmission des forces lors du serrage de la vis 3. Deux éléments de la surface d'appui 27 de la bride viennent en contact avec les plans 10' et 9' de l'élément 4. Ce dernier s'appuie par ses plans 9 et 10 contre les surfaces 12 et 13 de la nervure 11. La géométrie des différentes surfaces est déterminée de façon que la résultante des forces exercées par la surface 27 sur les plans 9' et 10' est une force oblique par rapport à l'axe de la vis 3. Cette force est égale et directement opposée à la résultante des forces d'appui qu'exercent les plans 12 et 13 sur les surfaces d'appui 9 et 10. La ligne d'action de ces forces est représentée à la fig. 1 par B.
Lors du serrage de la vis 3, la bride 2 est sollicitée par la tête conique de la vis qui se déplace dans le sens de son axe et par la réaction du biseau 21 sur la surface 26. L'orientation de ces deux dernières surfaces sera de préférence telle que leur plan de joint est parallèle à la ligne d'action des forces de serrage, donc la ligne B.
Lors du serrage, on a entre le rebord 18 et la bride soit un glissement, soit un pivotement.
On obtient donc une fixation stable de l'élément de coupe 4 au moyen d'éléments massifs et rigides alors que l'encombrement des moyens de fixation ne dépasse pas la section complète du corps de l'outil. Il en résulte que la surface de coupe active 5 est parfaitement dégagée. Elle peut, si on le désire, être munie d'un brise-copeaux. La seconde surface de coupe 8 se trouve, quant à elle, à distance du fond 17 du logement, de sorte que son affûtage ne risque pas d'être détérioré en cours d'utilisation de l'outil.
Dans la forme d'exécution représentée ici, l'élément 4 est un élément prismatique prévu pour des opérations de tournage longitudinales. L'inclinaison des plans extrêmes 32 et 33 est la même que celle de la surface de butée 22 décrite précédemment. Celle-ci va également contribuer à maintenir en place l'élément 4 puisque les efforts exercés sur lui par la pièce en cours de tournage vont le presser contre la butée 22.
En conclusion, l'élément 4 est serré entre la vis 3 qui, par l'intermédiaire de la bride 2, exerce sur lui une force ponctuelle localisée selon son axe, et les deux extrémités de la nervure 11. On a donc un serrage entre trois points, mais les lignes de force issues de ces trois points se décomposent elles-mêmes chacune en deux de manière à créer un appui parfaitement stable.
Du fait de sa conception extrêmement simple et concentrée, le dispositif de fixation décrit se prête à des réalisations dans toutes les dimensions désirées, y compris des dimensions réduites telles que par exemple des outils de tournage ayant 10 x 10 mm en section ou même 8 x 8 mm, ou même moins.
Les fig. il et 12 représentent une forme d'exécution simplifiée qui peut se prêter à des réalisations dans la gamme inférieure des dimensions du corps d'outil. L'élément 34 (fig. 11) est un élément tout à fait semblable à l'élément 4. De même, le corps 35 est semblable au corps 1, avec cette différence toutefois que le rebord 17 est remplacé ici par un rebord 36 limité par une face interne verticale 37. De même, la bride 38 présente une surface arrière 39 qui est verticale.
En outre, au lieu de présenter une surface d'appui allongée telle que la surface 27,1'aile 40 de la bride 38 est de longueur réduite, comme on le voit à la fig. 12. Elle n'appuie sur les surfaces d'appui de l'élément 34 qu'au milieu de leur longueur. Les autres particularités de l'outil décrit aux fig. 1 1 et 12 sont semblables à celles de la première forme d'exécution. Toutefois, la vis 41 est ici ajustée à l'intérieur du trou de la bride 38. De plus, cette dernière est appuyée contre une collerette 41a de la vis.
La fig. 13 montre schématiquement comment les particularités de l'outil décrit précédemment peuvent également être obtenues en utilisant un élément de coupe dont la section a la forme d'un polygone entièrement convexe. L'élément de coupe 42 est représenté à la fig.
13. Il a en effet la forme d'un parallélogramme dont seuls deux éléments de surfaces adjacents aux surfaces de coupe forment avec ces dernières des angles droits ou légèrement obliques, correspondant à la dépouille désirée. Le corps d'outil 43 présente ici une nervure longitudinale 44 à flanc interne oblique, tandis que la bride 45 présente une aile 46 qui appuie contre une surface d'appui qui constitue un des flancs de l'élément prismatique à section de parallélogramme désigné par 42. La force exercée par la bride 45 sur l'élément 42 est supportée par une nervure 44 et le fond 47 du corps d'outil 43. Les forces résultantes sont directement antagonistes et leur direction est oblique par rapport à l'axe de la vis.
Les fig. 14 à 16 représentent deux autres formes d'exécution qui montrent que le dispositif décrit permet également d'assujettir des éléments de coupe amovibles prévus pour des opérations de fonçage et de tournage simultanément. A la fig. 14, on voit un corps d'outil 48 dont la forme est semblable à celle du corps 1, à la seule différence près que le logement se prolonge vers l'arrière par une saignée 49 beaucoup plus longue que celle qui limite le fond 17 (fig. 4). La bride 50 est visible en coupe à la fig. 15. Elle présente une surface longitudinale et oblique 51 qui remplace la surface d'appui arrondie 27 de la première forme d'exécution. La nervure 54 qui remplace dans le corps 48 la nervure 18 du corps 1 a ici un profil rectangulaire et s'engage dans un décrochement de la bride.
Lorsqu'on serre la vis 3, l'épaulement 55 du décrochement s'appuie sur le sommet de la nervure 54 et son flanc 52 s'appuie latéralement contre le flanc 53 de la nervure.
Comme on le voit également à la fig. 15, l'élément de coupe 56 utilisé dans cette forme d'exécution a une forme différente des éléments de coupe décrits précédemment. Il est toujours constitué par un corps prismatique à arêtes parallèles et dont la section par un plan transversal a la forme d'un polygone. De plus, ce polygone est aussi concave mais, comme on le voit à la fig. 15, il présente un axe de symétrie désigné par C et qui est incliné de 45 par rapport à l'axe de la vis 3. La surface sur laquelle appuie le biseau 51 est une surface plane 57 perpendiculaire à l'axe de symétrie. Les deux surfaces de coupe de l'élément 56 sont les surfaces 58 et 59. Elles sont perpendiculaires l'une à l'autre.
Les bords de coupe sont limités par des surfaces de dépouille 60 et 61 dont l'inclinaison par rapport aux surfaces de coupe 58 et 59 est par exemple de 8 , tandis que les faces perpendiculaires 62 et 63 de l'angle dièdre rentrant sont parallèles respectivement aux surfaces de coupe 58 et 59. Lors du serrage de la bride, ces plans s'appliquent contre les faces de la nervure 64 qui correspond à la nervure 11 du corps d'outil dans la première forme d'exécution. On voit que le flanc antérieur de cette nervure est également incliné selon l'angle de la surface de dépouille.
Dans cette forme d'exécution, la surface d'appui 51 de la bride est une surface plane qui appuie perpendiculairement contre la surface plane 57 de l'élément de coupe. Sa forme est donc plus simple que celle des surfaces d'appui des formes d'invention précédentes. Il est évident que la surface d'appui 51 pourrait aussi, avec un élément de coupe comme l'élément 56, être tronconique, la bride 50 ayant alors la forme d'une bague montée autour de la vis 3. De même, il serait aussi possible de faire porter la tête de la vis 3 directement sur la surface 57.
Revenant à la vue en plan de la fig. 14, on voit que l'élément de coupe 56 présente deux prolongements symétriques 65 et 66 dont l'un (65) se trouve en position inactive et est engagé à l'intérieur de la saignée 49. Pour mettre en position active le prolongement 66 et la surface de coupe 59, il faut également faire subir à l'élément 56 une rotation de 180 . Dans ce cas, cette rotation a lieu autour de l'axe C qui correspond à l'axe de symétrie du profil.
Le corps d'outil 48 présente encore une saillie 67 qui s'étend en dessous du prolongement 65 et qui le soutient.
On remarque, d'autre part, qu'à côté des prolongements 65 et 66, l'élément de coupe 48 présente encore des surfaces de butée comme par exemple la surface de butée 68 qui est appuyée contre une butée du corps d'outil 48 correspondant à la butée 22 du corps d'outil 1.
Comme on le voit à la fig. 14, la plaquette 56 peut servir au tournage d'épaulements, de décrochements ou de rainures. Les prolongements 66 et 67 peuvent s'étendre sur une distance de l'ordre de 20% de la longueur totale de l'élément.
Les surfaces de coupe constituées par les plans 58 et 59 peuvent aussi, dans ce cas, être garnies de gorges brise-copeaux s'étendant le long des arêtes antérieures des surfaces de coupe.
Finalement, la fig. 16 montre une autre forme d'exécution d'un élément de coupe 69 qui comporte, comme l'élément 56, une partie centrale dont la section a la forme d'un polygone concave et à chaque extrémité un prolongement 70 muni d'une surface de coupe limitée par une arête de coupe 71. Ici, toutefois, les arêtes de coupe 71 sont incurvées en demi-cercle. Elles peuvent aussi être bordées de brise-copeaux. On voit aussi la surface de butée 72 qui est inclinée par rapport au plan de la surface de coupe correspondante. Les éléments de coupe des fig. 14 et 16 peuvent être utilisés aussi bien dans des opérations de fonçage que dans des opérations de tournage longitudinales. Ce sont des éléments symétriques qui présentent deux surfaces de coupe susceptibles d'être utilisées successivement.
Celle des surfaces de coupe qui n'est pas utilisée se trouve noyée dans l'échancrure 49 du corps d'outil 48. En même temps, l'élément de coupe est serré par ses surfaces d'appui entre la bride et le corps d'outil. Il est appuyé contre la butée arrière du corps d'outil. Dans ces formes d'exécution également, la bride peut être noyée à l'intérieur du profil de la partie pleine du corps d'outil et la tête de la vis peut être noyée dans la bride.
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CLAIMS
1. A turning tool comprising an elongated body, provided with a housing at its free end, a cutting element made of a hard material of prismatic shape which has two opposite cutting surfaces and which is engaged in said housing, a clamping flange and a screw engaged in a tapping of the tool body and used for fixing the flange, characterized in that the housing and the flange each have one or more elongated bearing surfaces which are in contact with corresponding bearing surfaces of the cutting element, these surfaces being oriented so that separate bearing forces exerted, on the one hand, by the flange and, on the other hand, by the tool body on the cutting element when the screw is tightened, have opposite and oblique results relative to the axis of the screw.
2. A turning tool according to claim 1, characterized in that said bearing surfaces of the cutting element are distinct from the cutting surfaces and in that the housing and the flange are shaped so that when the screw is tight, that of the cutting surfaces which is not in the active position extends out of contact with the flange and with the body.
3. turning tool according to claim 1, characterized in that the cutting element has in section, by a plane perpendicular to its longitudinal edges, the shape of a concave polygon having a symmetry such that a rotation of 180 replaces the cutting surface which is in the active position by the other cutting surface and vice versa.
4. Turning tool according to claim 3, characterized in that the cutting element comprises two pairs of bearing surfaces, the two surfaces of each pair forming between them a reentrant dihedral angle.
5. Turning tool according to claim 1, characterized in that the housing for receiving the cutting element is limited on the side of the active cutting surface by a longitudinal rib having at least one of said bearing surfaces of the body d 'tool.
6. turning tool according to claim 1, characterized in that the tool body has on the side opposite to the active cutting surface a longitudinal rib against which the flange bears when the screw is tightened.
7. A turning tool according to claim 6, characterized in that said rib forms a stop for stopping the clamping flange.
8. A turning tool according to claim 7, characterized in that said stop is of rectangular profile and engages in a recess of the stop when the screw is tightened.
9. A turning tool according to claim 3, wherein the prismatic cutting element has parallel base surfaces oblique to the longitudinal edges, characterized in that the housing of the tool body is limited in the longitudinal direction. by a stop surface having the same orientation as said base surfaces so as to retain the rear end of the cutting element.
10. A turning tool according to claim 9, characterized in that the housing extends towards the rear of the tool body by a notch extending next to said abutment surface, and in that the cutting element has at its two ends, on the one hand, a base surface and, on the other hand, an extension which has one or more cutting surfaces, the tool being intended to allow turning in profile.
11. A turning tool according to claim 1, characterized in that the flange has a conical entry hole, the screw itself also having a conical head so as to ensure the lateral positioning of the flange.
12. Turning tool according to one of the preceding claims, characterized in that the flange is shaped so that its upper surface extends flush with the cutting surface which is in the active position and that the head of the screw either drowned in the flange.
The present invention relates to a turning tool comprising an elongated body, provided with a housing at its free end, a cutting element made of a hard material of prismatic shape which has two opposite cutting surfaces and which is engaged in said housing , a clamp and a screw engaged in a tapping of the tool body and used for fixing the clamp.
Turning tools of this kind are already known. Their advantages over turning tools in which the cutting element is fixed by brazing to the end of the tool body are numerous. Firstly, the use of mechanical means to fix the cutting element avoids the stresses and the weakening of the properties of the cutting element which generally occur during the brazing operation. Secondly, these fixing means make it possible to return the cutting element when one of its surfaces is worn, then to exchange it for a new element, which reduces the machining costs. Indeed, a tool body made of steel can be used during a long working time, the replacement costs being simply those consisting in installing the new cutting element.
While these advantages have already been known for a long time for turning tools of relatively large section, tools with brazed cutting elements are often continued to be used in the practice of turning for the production of chisels of small section, that is to say for example, sections smaller than 10 x 10 mm. The reason for this practice is that, until now, there have been no known simple, practical and safe fastening arrangements for holding an attached cutting element in place on a tool body of reduced section, without these fixing means do not exceed the width and height of the size of the cutting body.
Thus the turning tools with attached and interchangeable cutting elements known up to now had to be put in place on the tool holder of the lathe by engaging them from the side of the workspace, which, in many cases, presented complications and difficulties.
The aim of the present invention is to propose a turning tool of the kind mentioned at the start which can be produced in dimensions reaching for example 8 × 8 mm in cross section, which can be placed on the tool holder of the lathe, from the side opposite the workspace, which has secure, reliable and easy-to-install fixing means.
According to certain particular embodiments of the invention, it is possible to produce a turning tool which has the advantages mentioned above and which can, in addition, receive cutting elements having two opposite cutting surfaces without the non-active cutting surface cannot be damaged by contact with the tool body.
The turning tool may also have, in addition to the advantages already mentioned, that of being able to use either cutting elements allowing longitudinal turning operations, profiled cutting elements allowing cutting or cutting operations of grooves and working elements. in driving and turning.
According to the invention, the aim stated above is achieved by the production of a turning tool which has the features mentioned at the start and which is further characterized in that the housing and the flange have both one or more elongated bearing surfaces which are in contact with corresponding bearing surfaces of the cutting element, these surfaces being oriented so that distinct bearing forces exerted, on the one hand by the flange and, on the other hand by the tool body on the cutting element when the screw is tightened have opposite and oblique results relative to the axis of the screw.
Various embodiments of the turning tool according to the invention will be described below, by way of example, with reference to the attached drawing, in which:
fig. 1 is a sectional view of the first embodiment along the line I-I of FIG. 2;
fig. 2 is a top plan view of this first embodiment;
fig. 3 and 4 are views in elevation in the direction of arrow A and in top plan showing the end of the tool body;
fig. 5 is a sectional view of the tool body along the line V-V of FIG. 4;
fig. 6, 7, 8 and 9 are views of the flange respectively in bottom plan, in longitudinal section, in cross section and in top plan;
fig. 10 is an exploded perspective view of this first embodiment;
fig. 11 and 12 are two views of a second embodiment, respectively in cross section and in plan view;
fig. 13 is a schematic cross-sectional view showing a variant of this second embodiment;
fig. 14 is a top plan view showing a third embodiment;
;
fig. 15 is a sectional view along line XV-XV of FIG. 14, and
fig. 16 is a top plan view of a variant of the cutting element of FIG. 14.
The components of the turning tool shown in Figs. 1 to 10 are the tool body 1 consisting for example of a square steel profile bar, the flange 2 also in steel, the fixing screw 3 and the cutting element 4 which can be either of sintered hard metal , or, where appropriate, ceramic.
The cutting element 4 has in cross section the shape of a concave polygon obtained from a parallelogram by practicing two longitudinal notches each limited by two planes forming between them a reentrant dihedral angle. Thus, the element 4 visible in FIG. 1 has two parallel and opposite planar surfaces 5 and 6; it also has two parallel and opposite lateral surfaces 7 and 8 which are inclined for example by 8 relative to the perpendicular to the surfaces 5 and 6.
The two indentations with dihedral diagonal angles of the element 4 are limited by planar surfaces 9, 10, 10 ', 9' which are symmetrical with respect to the surfaces 6, 7 on one side and 5, 8 on the other side .
Of course, the dihedral angle will be rounded off at its top so as to avoid creating cracks. The sintering mold will be constructed so as to constitute all the planes of the cutting element without it being necessary to subject them to machining touch-ups.
The cutting edges limited by the surfaces 5, 7 on one side and 6, 8 on the other side will be rectified in order to carry out the sharpening of the element.
In the direction of its length, the element 4 is limited by two flat surfaces 32 and 33 which are parallel, but which are inclined relative to the two parallel surfaces 5 and 6. The edges of these surfaces are also inclined relative to the edge cutting surfaces 5 and 6.
In the plane of fig. 2 for example, the angles between the longitudinal edge and the transverse edges of the surface 5 will be 80 ".
The tool body 1 and the flange 2 are shaped so as to receive the element 4 and to hold it in place in a perfectly stable manner by the sole effect of tightening the screw 3. For this, as can be seen in fig. 3, 4 and 5, the body 1 has at its free end a housing limited by the various surface elements which are exactly shaped and oriented to fulfill the intended purpose. On its side intended to receive the cutting surface in the working position, the housing of the tool body 1 is limited by a longitudinal rib 11 (fig. 5) which has an upper bearing surface 12 and a bearing surface internal oblique 13.
Between these two surfaces is machined a bevel 14 and it is noted that the bearing surfaces 12 and 13 are interrupted in the direction of their length by two recesses 15 and 16, so that (see fig. 1) the surfaces d 'support 12 and 13 cooperate with the planes 9 and 10 of the cutting element 4, at their two ends while leaving this cutting element clear in its central part.
In fig. 1, it can also be seen that the bearing surface 12 is slightly inclined towards the outside, which is important for the stability of the element 4.
The housing of the tool body 1 also has a flat bottom 17 and on the side opposite to the cutting surface a rim 18 in which is formed a shoulder 19. It is in the shoulder 19 that the tapped hole is drilled 20 intended to receive the screw 3, the axis of this hole being parallel to the lateral flank of the tool body 1. As can be seen in FIG. 4, the tapped hole 20 projects slightly into the upper part of the rim 18 which is itself limited by an oblique planar face 21.
Finally, the rib 11 ends on the rear side of the tool body by an oblique flat surface 22 which, as will be seen below, serves as a stop surface for the element 4. Preferably, the body 1 will be machined by milling.
Figs. 6 to 9 represent the fixing flange. The latter is also a piece of steel. It can be obtained by stamping.
All of these surface elements are functional. This part has on the side of the active cutting surface a projecting wing 23 and on the opposite side a solid reinforcement 24 in which is drilled a conical entry hole 25 intended to receive the screw 3. The rear face 26 of the massive part 24 is cut in a bevel on a plane whose inclination relative to the axis of the hole 25 is the same as the inclination of the surface 21 of the tool body 1. The wing 23 has a rounded 27 over its greatest length which is however interrupted in its central part by a notch 28.
At its front end, the flange 2 also has an oblique flat surface 29, while at its rear end, it has a recess 30 which limits the length of the curved surface 27 and of the bevel 26 so as to give them symmetrical arrangements. with respect to a transverse plane passing through the axis of the hole 25. In addition, the bevel 26 is also interrupted in its central part by a recess 31 which is analogous to the recess 28.
Fig. 10 shows the assembly of the three components of the tool while in FIG. 1, we can see how the transmission of forces takes place when tightening the screw 3. Two elements of the bearing surface 27 of the flange come into contact with the planes 10 'and 9' of the element 4. This the latter is supported by its planes 9 and 10 against the surfaces 12 and 13 of the rib 11. The geometry of the different surfaces is determined so that the result of the forces exerted by the surface 27 on the planes 9 'and 10' is a oblique force with respect to the axis of the screw 3. This force is equal and directly opposite to the result of the support forces exerted by the planes 12 and 13 on the support surfaces 9 and 10. The line of action of these forces is shown in fig. 1 by B.
When tightening the screw 3, the flange 2 is stressed by the conical head of the screw which moves in the direction of its axis and by the reaction of the bevel 21 on the surface 26. The orientation of these last two surfaces will be preferably such that their joint plane is parallel to the line of action of the clamping forces, therefore line B.
During tightening, there is between the rim 18 and the flange either a sliding or a pivoting.
A stable fixing of the cutting element 4 is therefore obtained by means of solid and rigid elements while the size of the fixing means does not exceed the complete section of the body of the tool. As a result, the active cutting surface 5 is perfectly clear. It can, if desired, be fitted with a chip breaker. The second cutting surface 8 is, for its part, at a distance from the bottom 17 of the housing, so that its sharpening is not liable to be damaged during use of the tool.
In the embodiment shown here, the element 4 is a prismatic element intended for longitudinal turning operations. The inclination of the end planes 32 and 33 is the same as that of the abutment surface 22 described above. This will also help to keep the element 4 in place since the forces exerted on it by the part being turned will press it against the stop 22.
In conclusion, the element 4 is clamped between the screw 3 which, via the flange 2, exerts on it a point force located along its axis, and the two ends of the rib 11. There is therefore a clamping between three points, but the lines of force from these three points are themselves broken down into two so as to create a perfectly stable support.
Due to its extremely simple and concentrated design, the fixing device described lends itself to embodiments in all the desired dimensions, including reduced dimensions such as for example turning tools having 10 x 10 mm in section or even 8 x 8 mm, or even less.
Figs. it and 12 represent a simplified embodiment which may lend itself to embodiments in the lower range of dimensions of the tool body. The element 34 (fig. 11) is an element quite similar to the element 4. Similarly, the body 35 is similar to the body 1, with the difference however that the rim 17 is replaced here by a limited rim 36 by a vertical internal face 37. Similarly, the flange 38 has a rear surface 39 which is vertical.
Furthermore, instead of presenting an elongated bearing surface such that the surface 27, the wing 40 of the flange 38 is of reduced length, as seen in FIG. 12. It presses on the bearing surfaces of the element 34 only in the middle of their length. The other features of the tool described in fig. 1 1 and 12 are similar to those of the first embodiment. However, the screw 41 is here adjusted inside the hole of the flange 38. In addition, the latter is pressed against a flange 41a of the screw.
Fig. 13 schematically shows how the features of the tool described above can also be obtained by using a cutting element whose section has the shape of a fully convex polygon. The cutting element 42 is shown in FIG.
13. It has in fact the shape of a parallelogram of which only two surface elements adjacent to the cutting surfaces form with the latter right or slightly oblique angles, corresponding to the desired draft. The tool body 43 here has a longitudinal rib 44 with an oblique internal flank, while the flange 45 has a wing 46 which bears against a bearing surface which constitutes one of the flanks of the prismatic element with parallelogram section designated by 42. The force exerted by the flange 45 on the element 42 is supported by a rib 44 and the bottom 47 of the tool body 43. The resulting forces are directly antagonistic and their direction is oblique with respect to the axis of the screw.
Figs. 14 to 16 represent two other embodiments which show that the device described also makes it possible to subject removable cutting elements provided for driving and turning operations simultaneously. In fig. 14, we see a tool body 48 whose shape is similar to that of body 1, with the only difference that the housing is extended towards the rear by a groove 49 much longer than that which limits the bottom 17 ( fig. 4). The flange 50 is visible in section in FIG. 15. It has a longitudinal and oblique surface 51 which replaces the rounded support surface 27 of the first embodiment. The rib 54 which replaces in the body 48 the rib 18 of the body 1 has here a rectangular profile and engages in a recess of the flange.
When the screw 3 is tightened, the shoulder 55 of the recess is supported on the top of the rib 54 and its flank 52 is supported laterally against the flank 53 of the rib.
As can also be seen in FIG. 15, the cutting element 56 used in this embodiment has a different shape from the cutting elements described above. It is always constituted by a prismatic body with parallel edges and whose section by a transverse plane has the shape of a polygon. In addition, this polygon is also concave but, as seen in fig. 15, it has an axis of symmetry designated by C and which is inclined by 45 relative to the axis of the screw 3. The surface on which the bevel 51 is supported is a flat surface 57 perpendicular to the axis of symmetry. The two cutting surfaces of the element 56 are the surfaces 58 and 59. They are perpendicular to each other.
The cutting edges are limited by draft surfaces 60 and 61 whose inclination relative to the cutting surfaces 58 and 59 is for example 8, while the perpendicular faces 62 and 63 of the re-entrant dihedral angle are parallel respectively to the cutting surfaces 58 and 59. When tightening the flange, these planes are applied against the faces of the rib 64 which corresponds to the rib 11 of the tool body in the first embodiment. It can be seen that the anterior flank of this rib is also inclined at the angle of the draft surface.
In this embodiment, the bearing surface 51 of the flange is a planar surface which presses perpendicularly against the planar surface 57 of the cutting element. Its shape is therefore simpler than that of the bearing surfaces of the previous invention forms. It is obvious that the bearing surface 51 could also, with a cutting element like the element 56, be frustoconical, the flange 50 then having the shape of a ring mounted around the screw 3. Similarly, it would be also possible to bring the head of the screw 3 directly onto the surface 57.
Returning to the plan view of FIG. 14, it can be seen that the cutting element 56 has two symmetrical extensions 65 and 66, one of which (65) is in the inactive position and is engaged inside the groove 49. To put the extension 66 in the active position and the cutting surface 59, the element 56 must also be subjected to a rotation of 180. In this case, this rotation takes place around the axis C which corresponds to the axis of symmetry of the profile.
The tool body 48 also has a projection 67 which extends below the extension 65 and which supports it.
Note, on the other hand, that next to the extensions 65 and 66, the cutting element 48 also has abutment surfaces such as for example the abutment surface 68 which is pressed against a stop of the tool body 48 corresponding to the stop 22 of the tool body 1.
As seen in fig. 14, the wafer 56 can be used for turning shoulders, recesses or grooves. The extensions 66 and 67 can extend over a distance of the order of 20% of the total length of the element.
The cutting surfaces formed by planes 58 and 59 can also, in this case, be provided with chipbreaker grooves extending along the anterior edges of the cutting surfaces.
Finally, fig. 16 shows another embodiment of a cutting element 69 which comprises, like element 56, a central part whose section has the shape of a concave polygon and at each end an extension 70 provided with a surface of cutting limited by a cutting edge 71. Here, however, the cutting edges 71 are curved in a semicircle. They can also be lined with chipbreakers. We also see the abutment surface 72 which is inclined relative to the plane of the corresponding cutting surface. The cutting elements of fig. 14 and 16 can be used both in driving operations and in longitudinal turning operations. These are symmetrical elements which have two cutting surfaces which can be used successively.
That of the cutting surfaces which is not used is embedded in the notch 49 of the tool body 48. At the same time, the cutting element is clamped by its bearing surfaces between the flange and the body d 'tool. It is pressed against the rear stop of the tool body. Also in these embodiments, the flange can be embedded inside the profile of the solid part of the tool body and the head of the screw can be embedded in the flange.