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Brevet d'invention, Foret hélicoïdal et procédé et dispositif pour affûter les forets Hélicoïdaux* La. présente invention a trait à un nouveau foret hélicoï- dal dont la partie antéropostérieure située entre deux rainures se compose de la surface bombée habituelle présentant de la dé- pouille et d'une surface obtenue par meulage, sur la surface postérieure, de sorte qu'il se forme au lieu du tranchant trans- versal deux tranchante inclines sur l'axe du forets L'invention vise également un procédé, et un dispositif pour l'affûtage de forets Hélicoïdaux.
L'invention réside essentiellement dans le fait que la surface obtenue par meulage forme une courbe creuse et s'étend sur toute la longueur de l'arête postérieure, de sorte que la ligne de pénétration de ces deux surfaces affûtées situées en. tre deux rainures constitue une ligne courbe dont la convexité est orientée vers le tranchant.
Une autre caractéristique rési- de dans le fait que la partie de la lèvre tranchante suivant
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immédiatement le bord tranchant présente une dépouille infé- rieure à celle habituellement prévue, pour des forets hélicoï- daux avec tranchant transversale
Des forets connus jusqu'à présent dans lesquels on affû tait un tranchant transversal brisé au lieu du tranchant trans- versal rectiligne habituellement perpendiculaire à l'axe du fo- ret, produisaient un meilleur centrage et un perçage plus facile;
mais la présente invention améliore surtout l'effet tranchait jusqu'à présent défectueux.du tranchant transversal et assure une réduction notable de l'angle d'affûtage des deux parties du tranchant transversal, qui n'est que trop peu modifié par le tran- chant transversal brisé connu avec pointe de centrage, en permet- tant ainsi d'obtenir une amélioration du rendement, sans diminuer de ce fait les autres avantages inhérent à la pointe de centrage.
On va décrire ci-après le nouveau foret hélicoïdal ainsi que le procédé et le dispositif pour sa réalisation en se référam aux dessins annexés dans lesquels: Fig.l est une vue de face de la machine à affûter* Fig.2 en est une vue en plan.
Fig.3 est une coupe suivant le plan N-O de la Fig.2 tra. vers le chariot porte-meule.
Fig.4 est une coupe de l'arbre de commande principal sui- vant le plan G - H de la Fig.1 et de la Fig.6.
Fig.5 est une coupe de l'arbre de commande suivant le plan J - K des Figs. 1 et 6.
Fig.6 est une coupe perpendiculaire à l'axe d'orientation suivant le plan A - B - C - D de la Fig.1.
Fig.7 est une coupe longitudinale de l'embrayage coulis- sant 28 de la Fig.6 Fig.8 est une coupe perpendiculaire à l'axe d'oscillation, suivant le plan E - F de la Fig.1.
Fig.9 est une coupe de la courbe devancement axiale sui-
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vant le plan L - M de la Fig.8.
Fig.10 montre la position de la meule et du foret au dé- but de l'affûtage.
Fig.11 montre la position âpres la fin de l'affûtage.
Fig.12 est une vue du foret terminé.
Fig.13 est une vue de profil et
Fig.14 une vue en plan correspondante.
Figs. 15, 16 et 17 représentent une partie de l'opération d'affûtage.
Dans le foret terminé que représentent les Figs. 12 et 14, on a désigné par a la pointe de centrage. Les deux lèvres tran- chantes de chaque partie antéropostérieure présentent de la dépouille. L'affûtage complémentaire, c'est-à-dire la courbe creuse ± pratiquée sur chaque partie antéropostérieure, permet un excellent accès du liquide de refroidissement au tranchant du foret. Les deux surfaces . et ..;. 'se rencontrent suivant une arête.. qui forme une ligne courbe dont la convexité est orien- tée vers le tranchant. Il en est de même pour la deuxième lèvre tranchante située du côté opposé.
Les arêtes i aboutissent à la pointe a. on a indiqué en e - g l'enveloppante correspondant à l'af- rûtage normal ancien type et en e - f le nouvel affûtage condi- tionné par la courbe creuse.. Dans le premier cas, la dépouil- le est notablement plus grande que pour le dispositif objet de l'invention et c'est . cela que sont dus les avantages ci-des- sus indiqués. La dépouille plus forte vers le milieu est néces- saire pour l'affûtage normal, étant donné l'angle de coupe défa- vorable du tranchant transversal qui exerce une influence essen- tielle sur la valeur de l'avance.
Cette dépouille plus forte nécessaire provoque dans les forets de modèle plus ancien sur- tout le phénomène souvent observé en pratique de l'écaillage au
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voisinage du tranchant transversal, Comme le nouvel affûtage permet de faire choix de valeurs bien plus favorables pour l'au- gle, ce danger se trouve supprime comme le montre la pratique.
La fabrication des forets objet de l'invention s'effectue préférablement suivant le procédé et à l'aide des dispositifs ci-après décrits et en une seule opération.
La meule 1 est calée sur la broche porte-meule 2 entrai- née directement par le moteur ou par une courroie (voir Figs. 1 et 2), Cette broche peut comporter ou non un déplacement axial et tourne dans deux paliers du chariot porte-meule 3 qui coulis- se dans la partie supérieure du soubassement 4 muni d'un guidage prismatique, et est constamment appliquée au moyen d'un ressort de compression 5 logé dans une échancrure de sa plaque de guida- ge supérieure, contre la vis de réglage 6 montée dans une pla- que-écrou fixée verticalement sur le soubassement 4 (Figs. 1, 2, 3). Le soubassement 4 en forme de caisson peut recevoir l'en- traînement de la broche porte-meule et est fixé sur la plaqae de base 7 (Fige. 1, 2 et 3).
Le soubassement 4- porte un palier 8 dans lequel tourne un arbre vertical 9 relié à sa partie supérieure avec un bras per- foré 10 et autour duquel peut osciller un levier à deux bras 11 et il 1. L'extrémité intérieure du levier 11 porte une vis ré- glable 12, tandis que son extrémité extérieure porte une broche 13 au moyen de laquelle il peut être relié rigidement au bras de levier 10.. Sur l'autre extrémité de l'arbre 9 e.st d'autre part calé le bras 14 portant un galet 15 (Fige. 1, 2 et 8).
L'embase 7 porte en plus du soubassement 4 déjà mentionné un prolongement circulaire 16 autour duquel peut pivoter un sup- port 17 réglable et immobilisable suivant les différents angles de taillant du tranchant radial du foret (Zigs* 1 et 2).
Dans le support 17 dont la. face supérieure est inclinée
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et qui comporte une console avec un palier 17', tourne un ar- bre 18 perpendiculaire par rapport à la surface inclinée et commandé directement par un moteur ou par une courroie et sur lequel est calée une vis 19 (Figs. 5 et 6). Cet arbre 18 cons- titue simultanément l'axe d'oscillation d'un bras oscillant 20 pour la pièce à usiner, ce bras étant disposé sur le côté. La partie portant le bossage de ce bras et entournant immédiatement l'arbre 18, porte en bas un bras-support 21 pour un ressort 22 dont l'autre extrémité est fixée sur un bras-support 23 sur la paroi supérieure inclinée du palier 17 (Fige. 1, 2, 5, 6 et 8).
Au-dessus du bras-support 21, le bras oscillant 20 porte par ailleurs un prolongement 24 avec un guidage curviligne pour le galet 15 du bras 14 (Figs. 1 et 8). Le bras oscillant 20 porte un guidage prismatique perpendiculaire par rapport à l'a- xe 18 et servant à guider le chariot-support des pièces 2b (Figs, 1, 4 et 6). Le bras oscillant 20 porte un bras 26 pa- rallèle au guidage prismatique et supportant une roue à vis sans fin 27 engrenant constamment avec la vis 29 de l'arbre 18 (Figs. 4,5 et 6). sur l'arbre 26 est d'autre part calé le manchon d'accou- plemen 28 dans lequel peut coulisser axialement sur des cla- vettes de guidage 29, l'une des extrémités d'un arbre coaxial 30 (lige. 6 et 7).
Cet arbre 30 tourne dans deux paliers du chariot 25 et est solidaire de la vis 31 (Figs. 6 et 7). sur l'arbre oscillant 20 est fixé un support destiné à recevoir les extrémités de deux ressorts de traction 33 dont les autres extrémités sont fixées sur le support 34 solidaire du chariot 26 (Fige. 1 et 6).
Le chariot 25 présente sur sa face intérieure un bossage dans lequel tourne un galet formant axe pour un galet tournant 35 (Figs. 1 et 4). Les ressorts 33 appliquent constamment ce
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galet contre un chemin de roulement réglable 36 fixé sur le support 37. La position de ce chemin de roulement peut être modifiée en le faisant osciller autour de son axe vertical et peut être arrêtée dans la position voulue au moyen de la vis 38 (Fig.8). Le support 37 est solidaire du palier 17 (zigs. 1, 8 et '\9).
Le chariot porte par ailleurs un support 39 dans lequel peut osciller autour d'un axe vertical le levier coudé 40 (Fig.6).
Un arbre vertical 41 tourne dans deux bossages prévus sur la face arrière du chariot 25 et se trouve ainsi parallèle à l'axe 18; sur cet arbre 41 est calée une roue à vis sans fin 42'engrenant constamment avec la vis 31 de l'arbre 30; au-des- sus de la roue 42 se trouve un plateau à came 43 reposant cons- tamment sous l'action du ressort de traction 22 sur un galet 44 porté par un axe qui tourne dans un support 45,, La face supérieure plane du plateau 43 de l'arbre 41 porte un segment de courbe 46 fixé rigidement et au-dessus un pignon conique 47 (zigs, 4 et 6). l'arbre vertical 41 du chariot 25 servant à commander le plateau 43, le segment 46 et le pignon 47 constitue en même temps l'axe d'oscillation d'un étrier 48 présentant deux bossa- ges et portant la broche horizontale 49 (Figs. 1 et 4).
Un ressort de traction 50 indiqué dans la Fig,2 est fixé sur la partie 4 du bâti, Du fait de l'effort de traction conte- nu, l'étrier 48 s'applique par sa surface verticale latérale 51 sur la vis de butée 52 montée dans un oeil du chariot 25 (Fige. 1 et 2). L'axe médian commun de la broche 49 et de la pièce à usiner 55 est incliné sur le plan horizontal contenant l'axe de l'outil et suivant la surface inclinée supérieure du palier 17.
La vis 19 calée sur l'arbre 18 commande par l'intermé- diaire de la roue 27 l'arbre 26 (Figs.5 et 6). Le manchon
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d'accouplement 28 solidaire de cet arbre transmet au moyen des clavettes 29 le mouvement de rotation de l'arbre 26 à l'arbre 30, dont la vis 31 entraîne la roue 42 calée sur l'arbre 41 (Fige. 4, 6 et 7).
La cotation de l'arbre 41 dans le sens de la flèche de la Fig.6 est transmise par le couple conique 47-53 sur la broche 49, en entraînant ainsi la pièce à usiner.(Figs. 1 et 4).
Le rapport de démultiplication des pignons 47-53 est tel que pour chaque tour de la broche 49, l'arbre 41 effectue un nombre de tours correspondant à la valeur de coupe de l'outil; dans l'exemple figuré d'une mêche hélicoïdale, ce rapport sera de 2 : 1.
Grâce à l'action du ressort 22, le plateau 43 est cons- tamment maintenu en contact avec le galet 44, le point le plus élevé de la courbe 43 se trouvant au début du travail au con- tact de ce galet (Figs. 1, 6 et 8).
Le déroulement du plateau 43 sur le galet fixe 44 communi- que sous l'influence du ressort 22 un déplacement oscillant au bras 20 ainsi qu'à toutes les pièces portées par ce bras, donc aussi au chariot 25, à l'étrier 48, à la broche 49 et à la pièce 55; cette dernière oscille donc également autour de l'axe 18 (Fige. 1, 2 et 6).
Pendant le déplacement de la pièce et du chariot 25 avec le galet 35, les ressorts de traction 33 provoquent un déplace- ment des deux parties dans la direction de l'axe de la pièce et vers cette dernière suivant la forme et la position du pla- teau 36 sur la console 37. Ce déplacement simultané du chariot oscillant 25 est donc communiqué par l'intermédiaire de l'é- trier 48 au foret qui subit une avance axiale, puisque lors de cette opération, son axe se trouve être parallèle aux glissières du prisme.
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Tout en tournant constatent autour de son axe, le foret effectue premièrement un mouvement oscillant autour de l'arbre
18 grâce auquel l'inclinaison de la surface conique par rapport à l'axe du foret est modifiée et, deuxièmement le foret subit en même temps une avance axiale grâce à laquelle le taillant conique est déformé en vue de la dépouille.
De cette manière se forme pour la partie du dos du foret, qui suivant la Fig.14 est délimité par le taillant principal b, le nouveau taillant et la ligne i, la dépouille connue et de telle sorte que l'augmentation de l'angle de dépouille vers le centre du foret n'a qu'une faible valeur. Lorsque la dé- pouille connue est produite jusqu'à la ligne.1, l'axe médian du foret a atteint l'arête de la meule.
Le fait que la dépouille ait atteint la ligne i, résulte des considérations suivantes (Figs. 15 à 17) : le début de l'o- pération d'affûtage pour la dépouille normale du dos du foret est amorcé lors de la mise en contact du point de la came et du galet 44. Pendant que la courbe 43 se déroule jusqu'au point b sur le galet 44 et que la partie oscillante, donc aussi le foret 55, pivote autour du centre de l'arbre 18, il se produit les opérations suivantes: le pignon conique 47 calé sur l'arbre
41 fait tourner au moyen du pignon conique 53 la broche 49 et le foret 55. En même temps, l'effort de traction exercé par les ressorts 33 fait avancer le chariot 25 et, partant, le fo- ret 55 vers la meule 1.
Lorsque le point b, est entré en con- tact avec le galet 44, le déplacement oscillant au moyen de la courbe 43 et l'avancement axial M au moyen de la courbe 36 se poursuivent en vue de l'obtention de la surface courbe e et l'arête i, la rotation du foret restant la même. En même temps, la courbe 24 déplace par l'intermédiaire du galet 15 les .le- viers 14 et 11 et fait ainsi avancer le chariot porte--meule 3 vers le foret.
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Lorsque le point c est devenu le point de contact entre la courbe 43 et le galet 44, la. position initiale de toutes les parties, donc aussi du foret 51 et du plateau 1, est recons- tituée jusque ce-que le point.! se retrouve en contact avec le galet, mais le foret est alors décalé par rapport à sa position initiale, suivant le rapport de démultiplication entre les roues coniques 47 et 53.
Pendant l'affûtage de la pointe courbe ± qui s'effectue ensuite et qui produit simultanément la position inclinée par rapport à l'axe du foret de la nouvelle paire de tranchants d-d, les mouvements ci-dessus sont conservés (Fig.12) et il vient s'y ajouter, grâce au déplacement ci-après décrit de la courbe 24, un mouvement d'avance du chariot 3 et de la meule 1 portée par celui-ci. Ce mouvement est obtenu par le fait que la cour- be 24 qui tourne dans le sens de la partie oscillante 20 dont elle est solidaire, communique au levier 14 par l'intermédiaire du galet 15,un mouvement pivotant transmis par l'arbre 9 au chariot 3 par l'intermédiaire des leviers 10 et 11 constamment réunis pendant l'affûtage, et par la vis 12, en tendant simul- tanément le ressort 5 (Figs. 1 et 2).
Pendant la production de la pointe, il y a donc une ro- tation ininterrompue du foret, l'avance axiale et le mouvement pivotant du foret sont accélérés suivant les formes des courbes 36 et 43 et il vient s'y ajouter, suivant la forme de la courbe
44, le mouvement d'avance de la meule 1.
Lorsque l'affûtage est complètement ébauché pour l'un des dos du foret, la courbe 46 rencontre l'un des bras du levier ooudé 40 et par suite de la rotation de celui-ci, l'autre bras vient en contact avec la nervure en U de l'étrier 48 et provo- que le pivotement de celui-ci autour du milieu de l'arbre 41, en surmontant l'effort de traction du ressort 50 (Figs. 2 et 6).
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Le foret est ainsi dégagé de la meule et en même temps que se produit une nouvelle tension du ressort 22, la courbe
43 reconstitue par sa partie ascendante la position initiale du bras pivotant 20 et de ce fait celle du foret, décalé de 1800 par suite de la rotation continue, en même temps que le chariot
25 se trouve ramené par son galet 35, suivant l'inclinaison de la courbe 36 en tendant les ressorts 33 (Figs. 6 et 8).
Tendant ce temps, la courbe 46 libère le levier coudé 40 et le ressort 50 arrête à nouveau la plaque 51 contre la vis 52 (Fig.2).
Lors du retour du bras pivotant 20 dans sa position ini- tiale, la courbe 24 est également ramenée en arrière, en permet- tant ainsi le retour du levier 14 avec son galet 15, du levier 11 et du chariot 3 actionné par ce dernier, sous l'effet du res- sort 5.
La meule et le foret étant ramenés dans leur position i- nitiale, après décalage du foret par suite de la rotation de 1800 effectuée entretemps, l'opération ci-dessus décrite se répète jusqu'à, ce que l'affûtage soit terminé.
Le remplacement des courbes 43, 36 et 24 permet de modi- fier à volonté la dépouille des tranchants ainsi que la pointe donnée au foret.
Il est par ailleurs évident que le procédé objet de l'in- vention et le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé ne sont aucunement limités à. la forme d'exécution figurée du foret, celle-ci n'étant qu'un mode de réalisation particulière- ment avantageux.
Résumé.
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