LU83904A1 - Piece rapportee de coupe - Google Patents

Description

La présente invention concerne des outils de coupe et, en particulier, des pièces rapportées de coupe à déplacement prédéterminé. Plus particulièrement, la présente invention concerne des pièces rapportées à dégagement positif qui peuvent être mainte-5 nues dans un porte-outil conçu pour accepter une pièce rapportée à dégagement négatif, ces pièces rapportées pouvant à la fois être inversées et animées d’un mouvement prédéterminé.

Les pièces rapportées à dégagement positif 10 exigent moins d’énergie et donnent un meilleur fini que les pièces rapportées à dégagement négatif dans la plupart des applications. Elles nécessitent spécifiquement un porte-outil conçu spécialement pour retenir une pièce rapportée à dégagement positif et elles 15 ne peuvent être inversées. On a ensuite mis au point des pièces rapportées à dégagement négatif/positif.

Bien qu'elles conservent une surface à dégagement positif, ces pièces rapportées à dégagement négatif/positif peuvent être maintenues dans un porte-outil conçu 20 pour recevoir des pièces rapportées à dégagement négatif, tandis qu'elles peuvent également être inversées. Des exemples de modèles de pièces rapportées à dégagement négatif/positif sont illustrés dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique N° 3.399.442 et 3.557.416, 25 tous deux au nom de la demanderesse.

Dans les pièces rapportées comportant une sur-, face à dégagement positif, la face en bout à dépouille (ou paroi périphérique) et la surface à dégagement forment un angle aigu au tranchant. Cette structure don-30 ne lieu à un tranchant qui, par inhérence, est moins résistant que celui des pièces rapportées à dégagement négatif dans lesquelles cet angle inclus est de 90° ou plus. En conséquence, les tranchants des pièces rapportées à dégagement positif et à dégagement négatif/ 35 positif subissent un effritement plus important que celui observé dans les pièces rapportées à dégagement négatif.

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Dans les pièces rapportées à dégagement néga-tif/positif qui peuvent être inversées, le tranchant et la surface à dégagement positif située directement en dessous de ce tranchant au cours de l'opération de coupe n'entrent pas spécifiquement en contact avec 5 l'enclume du siège du porte-outil afin d'éviter une détérioration du tranchant inférieur. En conséquence, cette partie non supportée de la pièce rapportée, en particulier, dans le coin ou la zone du nez, est soumise à un moment de flexion qui peut entraîner une rup-10 ture prématurée de cette dernière.

La présente invention a pour but de résoudre les problèmes précités associés aux pièces rapportées de coupe à dégagement positif de la technique antérieure. Suivant la présente invention, on prévoit une piè-15 ce rapportée de coupe moulée, de préférence, en un carbure cémenté, comportant un revêtement d'oxyde, de ni-trure et/ou de carbure résistant aux hautes températures, cette pièce rapportée étant pourvue d'une surface convexe à dégagement positif située derrière son tran-20 chant. Cette pièce rapportée peut être animée d'un mouvement prédéterminé et elle est également réversible.

De préférence, dans la zone du nez des pièces rapportées à mouvement prédéterminé suivant la présente invention, se trouve une structure montante ou un organe 25 support de nez situé derrière le tranchant et qui fait office de dispositif de contrôle de copeaux à de faibles ; profondeurs de coupe, tout en augmentant également la résistance dans la zone de nez de la pièce rapportée afin de réduire au minimum les risques de rupture du 30 tranchant dans la zone du nez.

En outre, cet organe support agit pour soulever les copeaux jusque dans la zone du nez, réduisant ainsi l'usure du tranchant dans la zone des flancs. Sur les pièces rapportées réversibles, la structure montan-35 te a, de préférence, une hauteur supérieure à celle du tranchant, si bien qu'elle vient appuyer, à la place de 3 j.

ce dernier, contre le siège prévu pour la pièce rapportée sur le porte-outil en supportant ainsi les charges de coupe.

Il existe également une forme de réalisation 5 préférée de la présente invention dans laquelle la structure montante se rapproche le plus du tranchant dans la zone du nez, de façon à offrir un support maximum au tranchant dans cette zone. A mesure que les tranchants s'éloignent du nez, il est préférable que la 10 structure montante recule relativement rapidement à l'écart du tranchant afin de minimiser l'effet qu'elle ' exerce sur l'énergie requise à de grandes profondeurs de coupe. A mesure qu'elle s'éloigne de la zone de nez, la structure montante peut rejoindre un îlot central.

15 De préférence, entre les tranchants et cet îlot central, s'étend une base convexe formant cuvette dont l'inclinaison ascendante augmente à mesure qu'elle s'éloigne du tranchant. De préférence, cette base rejoint une paroi de l'îlot précité, de telle sorte que 20 son inclinaison ascendante soit supérieure à l'inclinaison de la paroi à la jonction.

Bien que ces structures de soutien et de contrôle de copeaux situées derrière le tranchant soient le plus avantageusement utilisées avec des pièces rap-25 portées à dégagement positif, dans le cadre de la pré-' s sente invention, ces structures peuvent également être utilisées avec n'importe quel autre type de surface de dégagement (positif, négatif et neutre), cette utilisation étant de la compétence de l'homme de métier.

30 En conséquence, un objet de la présente in vention est de fournir des pièces rapportées de coupe dont le tranchant a une meilleure résistance et qui ont des caractéristiques de coupe efficaces dans un large intervalle de vitesses, d'avances et de profondeurs de 35 coupe.

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Un autre objet de la présente invention est de fournir des pièces rapportées de coupe positives et réversibles dont le nez possède une meilleure résis-* tance.

5 La nature exacte de la présente invention apparaîtra plus clairement à la lecture de la description détaillée ci-après donnée en se référant aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en plan par le des-10 sus d'une forme de réalisation préférée de la pièce rapportée de coupe suivant la présente invention; la figure 2 est une vue détaillée agrandie d'un segment d'angle de la pièce rapportée illustrée en figure 1; 15 la figure 3 est une coupe transversale de la zone d'angle illustrée en figure 2, prise suivant la ligne III-III de cette dernière; la figure 4 est une coupe transversale de la pièce rapportée illustrée en figure 2, prise suivant 20 la ligne IV-IV de cette dernière; la figure 5 est une vue partielle en plan par le dessus d'une autre forme de réalisation de la présente invention; et la figure 6 est une vue en perspective êla-25 guée d'une autre forme de réalisation encore de la présente invention.

En se référant à ces dessins de manière quelque peu plus détaillée, la figure 1 illustre, par une vue en plan par le dessus, une pièce rapportée de coupe 30 généralement polygonale à mouvement prédéterminé. La pièce rapportée de coupe 1 comporte un tranchant 3 formé à la jonction entre la paroi périphérique 4 et la surface supérieure 2 de cette pièce rapportée de coupe. Une surface convexe à dégagement positif 5 s'étend vers 35 l'intérieur à partir du tranchant 3 sur la surface supérieure 2. Cette surface de dégagement 5 est suivie * î 5 d’une cuvette ou d'une surface de base.

Une cuvette de nez 9 est formée dans les zones d'angle ou de nez 7, tandis qu'une cuvette concave 11 est définie le long du côté de la pièce rappor-5 tée. Dans les zones de nez 7 et intérieurement par rapport à la cuvette de nez 9, est prévu un organe support de nez 15 montant à partir de la base de la cuvette de nez. Cet organe support comporte une paroi 17 qui a également une configuration généralement convexe. 10 L'organe support de nez 15 peut être réuni à un îlot central 13 comme le montrent les dessins. Le long des côtés de la pièce rapportée, la cuvette concave 11 rejoint une paroi 19 de l'îlot s'élevant jusqu'à la surface supérieure de l'îlot central 13. Au centre de la 15 surface supérieure 2, est également ménagée une ouverture 21 qui communique avec la surface inférieure de la pièce rapportée. La surface inférieure de la pièce rapportée peut être plane ou présenter les mêmes caractéristiques que celles illustrées pour la surface supé-20 rieure 2 si la réversibilité de la pièce rapportée est souhaitée.

En se référant à la figure 2 qui est une vue agrandie d'une des zones de nez 7 illustrées en figure 1, on peut constater que l'organe support de nez 15 25 est le plus proche du tranchant dans la zone de nez 7 et que, à mesure que les tranchants 3 s'éloignent de cet- % te zone de nez 7, l'organe support de nez 15 s'éloigne ensuite rapidement des tranchants 3. Comme le montre la figure 2, cette caractéristique est obtenue en don-30 nant, à l'organe support de nez 15, une conicité calculée de telle sorte que sa largeur autour de la bissectrice B-B de l'angle de nez diminue progressivement vers l'intérieur à partir de la zone de nez 7 du tranchant. Bien qu'il s'agisse là de la forme de réalisation pré-35 férée, la largeur de l'organe support de nez peut rester constante depuis la zone de nez le long de la bis- ·* * fr 6 sectrice B-B jusqu'à l'endroit où cet organe rejoint l’îlot central 13.

En se référant à la figure 3 qui est une coupe transversale prise suivant la ligne III-III de 5 la figure 2, on peut constater que le tranchant 3 formé à la jonction de la paroi périphérique 4 et de la surface convexe à dégagement positif 5 est situé à un niveau inférieur à celui de l’organe support de nez 15. Cette différence de niveau (indiquée par F en figure 3) 10 est spécifiquement de 0,0254 à 0,0508 mm et elle est étudiée de telle sorte que les forces de coupe n'en-„ dommagent pas le tranchant inférieur qui est opposé au tranchant effectuant la coupe, par contact entre ce tranchant inférieur et la surface inférieure du siège 15 prévu pour la pièce rapportée sur le porte-outil. Evidemment, cette hauteur accrue du support, de nez 15 est requise uniquement sur les pièces rapportées réversibles. Dans les pièces rapportées qui sont uniquement à mouvement prédéterminé, la hauteur de l'organe support 20 de nez 15 peut être identique, voire inférieure à celle du tranchant. Dans le cas de grandes profondeurs de coupe, l'organe support de nez 15 sert également à soulever les copeaux jusque dans la zone de nez 7 afin de réduire au minimum la détérioration par formation de 25 cratères que pourraient subir, dans d'autres conditions, le tranchant dans la zone des flancs et la surface de dégagement en ayant ainsi tendance à affaiblir davantage la zone de nez 7.

Comme on peut également le constater dans les 30 dessins, la paroi convexe descendante 5 vient se confondre dans une base plane formant cuvette 9, laquelle est ensuite suivie d'une paroi généralement convexe 17 de l'organe support de nez. Comme le montrent également les dessins, des congés peuvent être formés entre 35 la surface à dégagement positif 5 et la cuvette 9, ain- » si qu'entre cette dernière et la paroi 17 de l'organe ’ \ 7 support de nez. Afin de maximiser le soutien offert au tranchant 3 dans la zone de nez par l’organe support de nez 15, ce dernier doit être aussi proche que possible du tranchant 3, pour autant cependant que l'énergie 5 de coupe requise soit également maintenue dans des limites acceptables.

On a constaté que la distance (indiquée dans les dessins par la dimension A) comprise entre le tranchant 3 et le bord intérieur de la base formant cuvette 10 9 devait être, de préférence, d'environ 0,635 mm. Tou tefois, on pense que cette distance A donnera également des résultats acceptables si elle est maintenue dans l'intervalle de 0,508 à 1,778 mm du tranchant. La distance (représentée par la dimension G) comprise en-15 tre le tranchant 3 et la crête de l'organe support de nez 15 donne des résultats acceptables lorsqu'elle est égale ä 0,965 mm, mais il semble également que cette dimension G puisse être maintenue entre 0,875 et 2,286 mm en assurant toujours un bon contrôle des copeaux.

20 La hauteur (représentée par la dimension C) du tranchant 3 au-dessus de la base formant cuvette 9 doit se situer entre 0,0762 et 0,254 mm et, de préférence, elle est maintenue à environ 0,127 mm.

En se référant à la figure 4 qui est une vue 25 prise suivant la ligne IV-IV de la figure 2, on peut constater que la pièce rapportée de coupe 1 comporte une paroi périphérique 4 au sommet de laquelle est formé un tranchant 3. A ce tranchant, est réunie une paroi descendante convexe 5 qui peut être un arc de cercle ayant 30 un rayon R. Comme on peut le constater, le long des côtés, cette paroi descendante convexe 5 rejoint une base concave formant cuvette 11 dont l'inclinaison augmente, de préférence, à mesure qu'elle s'éloigne du tranchant 3.

35 Cette base concave formant cuvette 11 rejoint, au point 23, une paroi d'îlot 19 située intérieurement 8 par rapport à cette base 11. Comme le montre la figure 4, l’inclinaison de la base formant cuvette 11, au point 23, doit être supérieure à l’inclinaison de la* paroi d’îlot 19 à ce point 23. La paroi d'îlot 19 5 peut être concave comme illustré dans le dessin, ou avoir n'importe quelle autre configuration, pour autant que son inclinaison au point 23 soit inférieure à celle de la base formant cuvette 11 à ce point 23.

La paroi convexe 17 de l'organe support de 10 nez 15 vient se confondre dans la base formant cuvette 11 et la paroi d'îlot 19. Dans la zone de nez, la base formant cuvette 9 s'étend légèrement au-dessus de la base convexe formant cuvette 11. La base convexe formant cuvette 11 doit avoir une profondeur maximum D 15 de 0,2032 à 0,381 mm et l'on a constaté que l'on obtenait des résultats acceptables lorsque cette profondeur était maintenue à environ 0,2032 mm. La base concave formant cuvette 11 s'élève à partir du tranchant, pour atteindre une hauteur maximum E au point 23. De 20 préférence,la hauteur E se situe à 0,0762 - 0,254 mm en dessous du niveau du tranchant, mais elle est toujours inférieure à la profondeur D.

L'angle que forme une tangente à la surface convexe à dégagement positif 5. avec la paroi périphéri-25 que 4 au tranchant, est représenté par l'angle T en figure 4. Cet angle T peut être d'environ 82°, mais on « peut le faire varier en fonction de la résistance que , doit avoir le tranchant pour des applications particu lières. Le complément de l'angle T est l'angle de dé-30 gagement et, comme on peut le constater, cet angle de dégagement augmente continuellement à mesure que la surface convexe à dégagement positif s'éloigne du tranchant 3..

Le point de rebroussement 23 doit se situer 35 à environ 1,27 - 2,54 mm (B) derrière le tranchant latéral 9 et l'on a constaté que l|on obtenait des résultats * t 9 acceptables lorsque cette distance était maintenue à 1,27 mm. Le point de rebroussement ou la ligne 23 fait office de dispositif de contrôle de copeaux à de grandes profondeurs de coupe.

5 Bien que, dans la forme de réalisation il lustrée dans les dessins, l'organe support de nez 15 et l'îlot central 13 soient situés à la même hauteur et également au-dessus du niveau du tranchant 3, il est à noter que cette caractéristique n'est pas strie-10 tement indispensable si la pièce rapportée n'est pas réversible. Cette conception est requise uniquement sur les pièces rapportées réversibles.

Les figures 5 et 6 illustrent deux autres formes de réalisation de la présente invention. En 15 figure 5, une pièce rapportée de coupe 51 comporte un tranchant 53 à la jonction entre sa paroi périphérique et sa surface supérieure, ce tranchant étant réuni à un plat 55 s'étendant vers l'intérieur à partir de ce dernier. De ce plat 55, descend une paroi 57 qui, de 20 préférence, est une surface convexe à dégagement positif comme décrit ci-dessus en se référant aux figures précédentes. Toutefois, cette paroi descendante 57peut être concave ou plane suivant l'application envisagée.

La structure située intérieurement par rap-25 port à la paroi descendante est la même que celle décrite précédemment en se référant aux figures 1 à 4.

Le plat 55 peut avoir un dégagement positif, négatif , ou neutre suivant l'application envisagée et, dans la présente forme de réalisation, il est prévu pour ac-30 croître davantage la résistance du tranchant de la pièce rapportée.

La figure 6 illustre une pièce rapportée 61 comportant un tranchant 63 avec un plat 65 s'étendant vers l'intérieur à partir de ce dernier. Au bord in-35 térieur de ce plat 63, est prévue une surface convexe à dégagement positif 67 qui descend jusqu'à une base 10 69 s'étendant vers l'intérieur sans rejoindre aucune structure montante de contrôle de copeaux.

Les formes de réalisation décrites ci-dessus sont destinées à illustrer les nombreuses conceptions 5 de pièces rapportées possibles dans le cadre de la présente invention sans limiter aucunement ce cadre. Des modifications peuvent être apportées à la présente invention sans se départir du cadre des revendications ci-après.

Claims (10)

1. Outil de coupe comprenant: un tranchant et une surface à dégagement positif située derrière ce tranchant et formant un angle de dégagement positif qui augmente continuellement à mesure que cette surface 5 s’éloigne du tranchant.

, 2. Outil de coupe suivant la revendication 1, caractérisé en ce que cette surface à dégagement posi-" tif est réunie au tranchant.

3. Pièce rapportée de coupe à mouvement pré-10 déterminé comprenant: un corps comportant une surface supérieure, une surface inférieure et une paroi périphérique réunissant ces surfaces supérieure et inférieure; ainsi qu'au moins deux tranchants réunis l'un à l'autre en une relation mutuelle angulaire formés à la 15 jonction entre la paroi périphérique et une des surfaces supérieure et inférieure, cette surface supérieure ou inférieure comportant une surface à dégagement positif contiguë au tranchant et qui forme, à ce dernier, un angle de dégagement positif augmentant continuelle-20 ment à mesure que cette surface à dégagement positif s'étend vers l'intérieur à partir du tranchant.

4. Outil de coupe suivant l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend également: une base formant cuvette située in- 25 térieurement par rapport à la surface à dégagement positif; ainsi qu'un îlot situé intérieurement par rapport à cette cuvette et s'élevant au-dessus du tranchant .

5. Pièce rapportée de coupe à mouvement pré-30 déterminé suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle est réversible.

6. Pièce rapportée de coupe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la base formant cuvette comprend une surface qui s'élève à mesure qu'elle 35 s'étend vers l'intérieur à partir du tranchant. 9 \ 12

7. Pièce rapportée de coupe suivant la revendication 6, caractérisée en ce que la base formant cuvette rejoint une paroi montante faisant partie de l’îlot central tandis que, à la jonction entre cette 5 base formant cuvette et cette paroi montante, l'incli-* naison ascendante de la base formant cuvette est supé- . rieure à celle du bord de la paroi montante à cette jonction.

8. Pièce rapportée de coupe à mouvement pré- 10 déterminé comprenant: un corps à plusieurs côtés comportant une surface supérieure, une surface inférieure et une paroi périphérique réunissant ces surfaces supérieure et inférieure; des tranchants situés à la jonction de cette paroi périphérique avec les surfaces su- 15 pêrieure et inférieure; une structure centrale formant îlot définie sur ces surfaces supérieure et inférieure et s’élevant au-dessus des tranchants; des coins réunissant les tranchants adjacents sur les surfaces supérieure et inférieure; ainsi que des organes supports s'éle- 20 vant au-dessus des tranchants et situés dans chaque coin entre ces derniers et l'îlot central.

9. Pièce rapportée de coupe à mouvement prédéterminé suivant la revendication 8, caractérisée en ce que les organes supports et l’îlot central sont réu- 25 nis l’un à l’autre.

10. Pièce rapportée de coupe à mouvement prédéterminé suivant l'une quelconque des revendications “ 8 et 9, caractérisée en ce que les organes supports et l'îlot central ont la même hauteur.