CH649237A5 - ANNULAR CUTTING TOOL FOR DRILLING HOLES IN WORKPIECES. - Google Patents

Description

La présente invention se rapporte à un outil annulaire de coupe destiné à percer des trous dans des pièces à usiner. The present invention relates to an annular cutting tool for drilling holes in workpieces.

L'un des problèmes associés à des outils annulaires de coupe est l'usure et le burinage des arêtes situées radialement le plus à l'intérieur des dents de coupe. On pense que ce problème est dû au fait que, pendant une opération de coupe, des copeaux métalliques se logent fréquemment entre la face interne de la périphérie des dents de coupe et la face externe de la périphérie du lingot central produit par l'outil de coupe dans la pièce à usiner. Ces copeaux s'accumulent et ils se soudent à la face interne de la périphérie de l'outil de coupe, One of the problems associated with annular cutting tools is the wear and chiselling of the edges located most radially inside the cutting teeth. This problem is believed to be due to the fact that, during a cutting operation, metal shavings frequently lodge between the inner face of the periphery of the cutting teeth and the outer face of the periphery of the central ingot produced by the cutting tool. cutting in the workpiece. These chips accumulate and they are welded to the internal face of the periphery of the cutting tool,

à proximité du bord d'attaque de ce dernier. Cette accumulation de métal à la face interne de la périphérie des dents de coupe engendre une friction considérable et augmente le couple nécessaire pour faire tourner ledit outil. Il en résulte la génération d'une chaleur additionnelle et une usure excessive qui hâte la défaillance de l'outil de coupe par burinage et par rupture. near the leading edge of the latter. This accumulation of metal on the internal face of the periphery of the cutting teeth generates considerable friction and increases the torque necessary to rotate said tool. This results in the generation of additional heat and excessive wear which hastens the failure of the cutting tool by chiselling and breaking.

La présente invention a par conséquent pour but de surmonter le problème de l'usure, du burinage et de la rupture d'outils annulaires de coupe par suite de l'accumulation de copeaux autour de la face interne de la périphérie de la zone de coupe des outils. The object of the present invention is therefore to overcome the problem of wear, chiseling and breakage of annular cutting tools as a result of the accumulation of chips around the internal face of the periphery of the cutting zone. tools.

A cet effet, l'outil annulaire de coupe selon l'invention est agencé tel que défini par la revendication 1. To this end, the annular cutting tool according to the invention is arranged as defined by claim 1.

L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: la fig. 1 est une élévation latérale fragmentaire d'un outil de coupe selon la présente invention; The invention will now be described in more detail with reference to the attached drawing by way of nonlimiting example and in which: FIG. 1 is a fragmentary side elevation of a cutting tool according to the present invention;

la fig. 2 est une vue fragmentaire en plan de l'extrémité inférieure de cet outil, et la fig. 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la fig. 1. fig. 2 is a fragmentary plan view of the lower end of this tool, and FIG. 3 is a section along line 3-3 of FIG. 1.

L'outil de coupe selon la présente invention porte globalement la référence numérique 10 et il consiste, à son extrémité supérieure, en une tige 12 dont part une paroi latérale cylindrique annulaire 14. L'extrémité inférieure de cette paroi 14 présente plusieurs dents de coupe 16 espacées circonférentiellement. Entre ses dents successives 16, la paroi 14 comporte des cannelures hélicoïdales 18 qui, s'étendant vers le haut, présentent une profondeur radiale sensiblement égale à la moitié de l'épaisseur de ladite paroi 14. Ainsi, chaque cannelure 18 est juxtaposée radialement à une âme 20. Dans la forme de réalisation préférée de l'outil de coupe selon l'invention, chaque dent 16 se compose de trois arêtes tranchantes étagées radialement et circonférentiellement, c'est-à-dire une arête tranchante interne 22, une arête tranchante intermédiaire 24 et une arête tranchante externe 26. Les arêtes 22 et 24 sont ménagées à l'extrémité inférieure des âmes 20 et, pour recevoir les copeaux qu'elles forment, la région adjacente desdites âmes possède un canal interne 28 et un canal externe 30. L'arête tranchante 22 est délimitée par l'extrémité inférieure d'une face arrière 27 du canal 28 et l'arête tranchante 24 est délimitée par l'extrémité inférieure d'une face arrière 29 du canal 30. L'arête tranchante 26 est formée, quant à elle, par l'extrémité inférieure d'une face arrière 31 de la cannelure 18. The cutting tool according to the present invention generally bears the reference numeral 10 and it consists, at its upper end, of a rod 12 from which an annular cylindrical side wall 14 extends. The lower end of this wall 14 has several cutting teeth 16 circumferentially spaced. Between its successive teeth 16, the wall 14 has helical grooves 18 which, extending upwards, have a radial depth substantially equal to half the thickness of said wall 14. Thus, each groove 18 is juxtaposed radially with a core 20. In the preferred embodiment of the cutting tool according to the invention, each tooth 16 is composed of three cutting edges radially and circumferentially stepped, that is to say an internal cutting edge 22, an edge intermediate cutting edge 24 and an external cutting edge 26. The edges 22 and 24 are formed at the lower end of the cores 20 and, to receive the shavings which they form, the adjacent region of said cores has an internal channel 28 and an external channel 30. The cutting edge 22 is delimited by the lower end of a rear face 27 of the channel 28 and the cutting edge 24 is delimited by the lower end of a rear face 29 of the channel 30. The cutting edge 26 is formed, for its part, by the lower end of a rear face 31 of the groove 18.

Les arêtes tranchantes 22 et 24 sont mutuellement reliées par un épaulement circonférentiel 32 et les arêtes 24 et 26 sont reliées par un congé 34. Ces trois arêtes tranchantes sont étagées verticalement du fait que chaque dent est formée par une paire de faces biseautées 36 et 38 qui s'étendent circonférentiellement vers l'arrière à partir desdites arêtes tranchantes, dans une direction inclinée vers le haut, par exemple d'un angle d'environ 8 à 10°. En outre, la face biseautée 36 est inclinée radialement vers l'intérieur et axialement vers le haut, la face biseautée 38 étant inclinée radialement vers l'extérieur et axialement vers le haut. Ces deux faces biseautées se rejoignent en une crête 40. Lorsque l'outil de coupe doit être soumis à une forte charge lors de l'enlèvement des copeaux, la face biseautée 36 est, de préférence, inclinée radialement d'un angle de + 10 à — 3° par rapport à l'horizontale et la face biseautée 38 est inclinée radialement, de préférence, à un angle d'environ 20 à 25°. The cutting edges 22 and 24 are mutually connected by a circumferential shoulder 32 and the edges 24 and 26 are connected by a fillet 34. These three cutting edges are stepped vertically because each tooth is formed by a pair of bevelled faces 36 and 38 which extend circumferentially rearward from said cutting edges, in a direction inclined upwards, for example by an angle of about 8 to 10 °. In addition, the bevelled face 36 is inclined radially inward and axially upward, the bevelled face 38 being inclined radially outward and axially upward. These two bevelled faces meet at a crest 40. When the cutting tool must be subjected to a high load during the removal of the chips, the bevelled face 36 is preferably inclined radially by an angle of + 10 at - 3 ° relative to the horizontal and the bevelled face 38 is inclined radially, preferably at an angle of about 20 to 25 °.

Lorsque chacune des arêtes tranchantes 22,24 et 26 est étagêe verticalement d'une distance excédant la profondeur de coupe pour chaque révolution de l'outil, chacune de ces arêtes détache un copeau séparé. Du fait de l'inclinaison radiale des arêtes tranchantes 22 et 24, les copeaux détachés par ces arêtes seront dirigés vers le haut par leurs canaux respectifs et pénétreront dans des cannelures 18. De même, le copeau détaché par l'arête tranchante externe 26 sera dirigé vers le haut par sa cannelure adjacente associée 18, ce qui fait que tous les copeaux sont évacués en douceur et facilement vers le haut en parcourant les cannelures inclinées 18. When each of the cutting edges 22, 24 and 26 is vertically staggered by a distance exceeding the depth of cut for each revolution of the tool, each of these edges detaches a separate chip. Due to the radial inclination of the cutting edges 22 and 24, the chips detached by these edges will be directed upwards through their respective channels and will penetrate into grooves 18. Similarly, the chip detached by the external cutting edge 26 will be directed upwards by its associated adjacent groove 18, so that all the chips are evacuated smoothly and easily upwards by traversing the inclined grooves 18.

Comme le montre la fig. 2, la face interne de la périphérie de la paroi 14 est dépouillée radialement vers l'intérieur pour former un jeu ou espace 42, de façon à ménager un intervalle étroit a s'étendant s As shown in fig. 2, the internal face of the periphery of the wall 14 is stripped radially inwards to form a clearance or space 42, so as to provide a narrow interval a extending s

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

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circonférentiellement vers l'arrière et vers le haut à partir de l'arête tranchante interne 22 de chaque dent. De préférence, l'espace 42 est ménagé en enlevant du métal de la face interne de la périphérie de la paroi de l'outil au moyen d'un outil cylindrique de coupe, la partie dépouillée étant définie par un segment d'un arc circonférentiel 44. 5 La profondeur radiale maximale de l'espace 42 se situe entre 0,12 et 0,63 mm, de préférence dans une plage entre 0,25 et 0,38 mm. En vue de ménager un trajet d'évacuation pour tout copeau susceptible de se bloquer à l'intérieur de l'espace 42, la partie dépouillée doit s'étendre vers l'arrière à l'intérieur du canal interne 28 de la dent io contigiie, afin de former un passage d'évacuation indiqué par la référence 46 sur la fig. 2. De préférence, l'intervalle a doit présenter une largeur circonférentielle comprise entre 0,25 et 1,5 mm, et mesurant de préférence environ 0,38 mm. Lorsque l'espace 42 est ménagé à l'aide d'un outil cylindrique de coupe de façon qu'il se rétrécisse pro- is gressivement en direction de l'arête tranchante 22, l'intervalle a possède de préférence une largeur d'environ 0,25 mm. Cependant, lorsque ledit espace 42 est usiné sous la forme d'une gorge de profondeur radiale sensiblement uniforme, il convient alors, afin d'empêcher un affaiblissement notable de la dent, que l'intervalle a ait 20 une largeur supérieure à 0,25 mm, en fonction de la profondeur radiale de la gorge formant ledit espace. circumferentially backwards and upwards from the internal cutting edge 22 of each tooth. Preferably, the space 42 is formed by removing metal from the internal face of the periphery of the wall of the tool by means of a cylindrical cutting tool, the stripped part being defined by a segment of a circumferential arc. 44. 5 The maximum radial depth of the space 42 is between 0.12 and 0.63 mm, preferably in a range between 0.25 and 0.38 mm. In order to provide an evacuation path for any chip capable of jamming inside the space 42, the stripped part must extend backwards inside the internal channel 28 of the adjacent tooth. , in order to form an evacuation passage indicated by the reference 46 in FIG. 2. Preferably, the interval a must have a circumferential width of between 0.25 and 1.5 mm, and preferably measuring around 0.38 mm. When the space 42 is formed using a cylindrical cutting tool so that it narrows progressively towards the cutting edge 22, the interval a preferably has a width of approximately 0.25 mm. However, when said space 42 is machined in the form of a groove of substantially uniform radial depth, it is then necessary, in order to prevent a noticeable weakening of the tooth, that the interval a has a width greater than 0.25 mm, as a function of the radial depth of the groove forming said space.

La face arrière 27 de chaque canal 28 est inclinée vers l'arrière et vers le haut d'un angle d'environ 60° par rapport à l'horizontale. Comme mentionné ci-dessus, l'extrémité inférieure de cette face 25 arrière coopère avec la face biseautée 36 pour délimiter l'arête tranchante 22. Il est préférable de ménager l'intervalle a de telle façon qu'il ait une largeur sensiblement uniforme dans une direction parallèle à la face arrière du canal 28, si bien que, lorsque les dents de l'outil de coupe sont aiguisées en meulant les faces biseautées 36 et 30 38, ledit intervalle a conserve une largeur sensiblement constante. La largeur uniforme de cet intervalle peut être obtenue en orientant l'outil de coupe usinant la partie dépouillée 42 d'une manière telle que l'axe de cet outil soit incliné par rapport à la ligne passant par le centre de l'outil de coupe, dans une direction généralement parallèle à la face arrière du canal 28, laquelle forme à son tour la face antérieure racleuse de l'arête tranchante 22. Sur la fig. 2, une ligne 48 en trait mixte représente, dans un plan horizontal, la silhouette externe d'un outil de coupe basculé qui produit l'arc circonférentiel 44 de l'espace 42. Cet espace 42 peut s'étendre vers le haut sur toute la hauteur de la paroi 44. Cependant, on obtient les résultats souhaités lorsque l'intervalle a présente une hauteur correspondante généralement à la dimension des dents 16 dans le sens vertical. Par exemple, comme illustré sur la fig. 3, l'espace 42 ménagé par la partie dépouillée s'étend vers le haut, légèrement au-delà de l'extrémité supérieure du canal externe 30. The rear face 27 of each channel 28 is inclined rearward and upward at an angle of approximately 60 ° relative to the horizontal. As mentioned above, the lower end of this rear face 25 cooperates with the bevelled face 36 to delimit the cutting edge 22. It is preferable to arrange the interval a in such a way that it has a substantially uniform width in a direction parallel to the rear face of the channel 28, so that, when the teeth of the cutting tool are sharpened by grinding the bevelled faces 36 and 30 38, said interval has a substantially constant width. The uniform width of this interval can be obtained by orienting the cutting tool machining the stripped part 42 in such a way that the axis of this tool is inclined relative to the line passing through the center of the cutting tool. , in a direction generally parallel to the rear face of the channel 28, which in turn forms the scraper front face of the cutting edge 22. In FIG. 2, a line 48 in dashed lines represents, in a horizontal plane, the external silhouette of a tilted cutting tool which produces the circumferential arc 44 of the space 42. This space 42 can extend upwards over any the height of the wall 44. However, the desired results are obtained when the interval a has a height corresponding generally to the dimension of the teeth 16 in the vertical direction. For example, as illustrated in fig. 3, the space 42 formed by the stripped part extends upwards, slightly beyond the upper end of the external channel 30.

Comme souligné ci-avant, l'une des difficultés soulevées par l'utilisation d'outils annulaires de coupe du type général décrit dans le présent brevet consiste en ce que des copeaux viennent se loger entre la face interne de la périphérie de la paroi de l'outil et la face externe de la périphérie du lingot central formé par l'outil annulaire. La présence de l'intevalle étroit a élimine notablement cette difficulté. Si un copeau reste collé entre la face interne de la périphérie de l'outil et le lingot central, la forte pression par unité de surface qui lui est appliquée par l'intervalle étroit a se traduit par une rupture de ce copeau, ou au moins par une diminution par usure suffisante pour que ledit copeau soit évacué dans l'espace 42, puis dirigé radialement vers l'extérieur en empruntant le passage d'évacuation 46, pour gagner ensuite le canal contigu 28. De la sorte, l'intervalle étroit a empêche une accumulation de copeaux entre la face interne de la périphérie de l'outil de coupe et la face externe de la périphérie du lingot, et les difficultés qui découlent d'une telle accumulation sont ainsi évitées. As pointed out above, one of the difficulties raised by the use of annular cutting tools of the general type described in this patent consists in that chips come to lodge between the internal face of the periphery of the wall of the tool and the external face of the periphery of the central ingot formed by the annular tool. The presence of the narrow interval has significantly eliminated this difficulty. If a chip remains stuck between the internal face of the periphery of the tool and the central ingot, the high pressure per unit area applied to it by the narrow interval a results in a rupture of this chip, or at least by a reduction by wear sufficient for said chip to be evacuated into the space 42, then directed radially outward via the evacuation passage 46, to then gain the contiguous channel 28. In this way, the narrow interval a prevents an accumulation of chips between the internal face of the periphery of the cutting tool and the external face of the periphery of the ingot, and the difficulties which arise from such an accumulation are thus avoided.

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1 feuille dessins 1 sheet of drawings

Claims (10)

649237649237 1. Outil annulaire de coupe, caractérisé par le fait qu'il comprend un corps équipé d'une paroi latérale (14) annulaire cylindrique comportant plusieurs dents (16) espacées circonférentiellement autour de son extrémité inférieure et plusieurs cannelures hélicoïdales (18) qui, situées autour de la face externe de sa périphérie, s'étendent vers le haut à partir de la zone située entre les dents contigües, par le fait que chaque dent présente au moins une arête tranchante radiale (22, 24, 26), des canaux (28, 30) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir de la face interne de la périphérie de la paroi latérale (14) jusqu'aux cannelures (18), entre les dents successives (16), afin de faciliter l'évacuation, radialement vers l'extérieur et vers le haut dans les cannelures (18), de copeaux détachés par les arêtes tranchantes, par le fait que chaque canal (28, 30) présente une face arrière (27,29) s'étendant radialement et vers le haut à partir de la région radialement interne de chaque arête tranchante, la face interne de la périphérie de chaque dent (16) étant dépouillée radialement vers l'extérieur afin de ménager un espace (42) s'étendant circonférentiellement entre la face interne de la périphérie de la dent et le lingot central formé par l'outil (10) dans la pièce à usiner, et par le fait que l'espace (42) est distant circonférentiellement vers l'arrière à partir de la face arrière (27,29) de chaque canal (28, 30), de façon à ménager un intervalle étroit (a) sur la face interne de la périphérie de chaque dent (16), l'intervalle s'étendant vers l'arrière et vers le haut à partir de la région radialement interne de chaque arête tranchante. 1. Annular cutting tool, characterized in that it comprises a body equipped with a cylindrical annular side wall (14) comprising several teeth (16) spaced circumferentially around its lower end and several helical grooves (18) which, located around the outer face of its periphery, extend upward from the area between the adjoining teeth, in that each tooth has at least one radial cutting edge (22, 24, 26), channels (28, 30) extending radially outward from the internal face of the periphery of the side wall (14) to the grooves (18), between the successive teeth (16), in order to facilitate the removal, radially outward and upward in the grooves (18), of chips detached by the cutting edges, by the fact that each channel (28, 30) has a rear face (27, 29) extending radially and upward from the radially inner region of each e cutting edge, the internal face of the periphery of each tooth (16) being stripped radially outward in order to provide a space (42) extending circumferentially between the internal face of the periphery of the tooth and the central ingot formed by the tool (10) in the workpiece, and by the fact that the space (42) is circumferentially distant rearward from the rear face (27,29) of each channel (28, 30) , so as to provide a narrow gap (a) on the inner face of the periphery of each tooth (16), the gap extending backward and upward from the radially inner region of each cutting edge . 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque dent (16) comporte au moins deux arêtes tranchantes espacées radialement, la face arrière (27, 29) du canal (28, 30) s'étendant vers le haut à partir de l'arête tranchante (22) radialement interne. 2. Tool according to claim 1, characterized in that each tooth (16) comprises at least two cutting edges spaced radially, the rear face (27, 29) of the channel (28, 30) extending upwards from of the radially internal cutting edge (22). 2 2 . REVENDICATIONS . CLAIMS 3. Outil selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'espace (42) s'étend circonférentiellement vers l'arrière sur chaque dent (16) à l'intérieur du canal (28, 30) de la dent contigüe, de façon à ménager un passage (46) d'évacuation des copeaux de chaque espace au canal voisin. 3. Tool according to claim 2, characterized in that the space (42) extends circumferentially rearward on each tooth (16) inside the channel (28, 30) of the contiguous tooth, so as to provide a passage (46) for evacuating the chips from each space to the neighboring channel. 4. Outil selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'espace (42) présente une étendue radiale maximale de 0,12 à 0,63 mm. 4. Tool according to claim 3, characterized in that the space (42) has a maximum radial extent of 0.12 to 0.63 mm. 5. Outil selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'intervalle (a) présente une largeur circonférentielle de 0,25 à 1,5 mm. 5. Tool according to claim 4, characterized in that the interval (a) has a circumferential width of 0.25 to 1.5 mm. 6. Outil selon la revendication 5, caractérisé par le fait que l'espace (42) s'étend vers le haut au moins jusqu'à l'extrémité supérieure du canal. 6. Tool according to claim 5, characterized in that the space (42) extends upwards at least to the upper end of the channel. 7. Outil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'espace (42) est délimité par un segment circonférentiel (44). 7. Tool according to claim 6, characterized in that the space (42) is delimited by a circumferential segment (44). 8. Outil selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'intervalle (a) présente une largeur circonférentielle de 0,25 à 0,38 mm. 8. Tool according to claim 7, characterized in that the gap (a) has a circumferential width of 0.25 to 0.38 mm. 9. Outil selon la revendication 8, caractérisé par le fait que l'espace (42) présente une étendue radiale maximale de 0,25 à 0,38 mm. 9. Tool according to claim 8, characterized in that the space (42) has a maximum radial extent of 0.25 to 0.38 mm. 10. Outil selon la revendication 6, caractérisé par le fait que la face arrière du canal (28, 30) est inclinée vers le haut et circonférentiellement vers l'arrière, l'intervalle (a) présentant une largeur uniforme dans le sens vertical. 10. Tool according to claim 6, characterized in that the rear face of the channel (28, 30) is inclined upward and circumferentially towards the rear, the gap (a) having a uniform width in the vertical direction.