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PERFECTIONNEMENTS AUX OUTILS TRANCHANTS ROTATIFS.
L'invention concerne les lames tranchantes rotatives et les outils tranchants utilisant ces lames. Les lames tranchantes rotatives sont spécialement destinées à être utilisées avec les outils d'alé- sage tels que les alésoirs. Ces outils consistent d'habitude en un corps comportant à l'une de ses extrémités des dents disposées dans le sens longitudinal, ces dents ayant des arêtes tranchantes périphé- riques et en bout et à l'autre extrémité une queue de commande. Dans certains cas, ces dents sont en une seule pièce avec le corps de l'outil et dans d'autres, elles sont indépendantes et peuvent être détachées du corps de l'outil.
Dans ces deux types d'outils, il est de pratique courante de tailler les bords d'attaque des dents par meulage individuel, en enlevant la matière suivant un léger angle de façon à constituer un dégagement ou détalonnage pour l'arête coupante.
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pour que l'outil fonctionne avec une exactitude suffisante, il fau- que l'affûtage soit très précis, ce qui rend l'opération très coû- teuse.
Autant qu'on le sache, avec les alésoirs à commande mécanique utilisés jusqu'à présent, on a toujours meulé la périphérie des lames avec une certaine dépouille longitudinale vers l'arrière sur- tout lorsqu'on a à aléser des trous de très grande longueur, car en employant un alésoir de ce type affûté cylindrique, on obtient un trou conique à cause de la longueur des dents coupantes et de l'im- possibilité de maintenir l'alésoir exactement aligné pendant l'opé- ration.
Mais cette dépouille doit être limitée et est habituellemen' @ par millimètre limitée à une valeur de deux millièmes de millimètre car une dé- pôullle plus forte, quoique avantageuse dans le cas de certaines catégories de matières à usiner, rendrait la dépense prohibitive, parce qu'à chaque réaffûtage des bords d'attaque des dents, la posi- tion du tranchant descend sur le cône ce qui fait diminuer le dia- mètre actif de l'outil et par conséquent, après un nombre réduit de réaffûtages, l'outil devient trop petit pour le travail à exécuter et doit être mis au rebut. De plus chaque réaffûtage est la répéti- tion de la coûteuse opération d'affûtage individuel dont il a été question ci-dessus.
Cet affûtage individuel des extrémités des dents et cette né- cessité de mettre au rebut un outil partiellement usagé précisément à cause de cette faible dépouille ou conicité rend très élevés les frais d'outillage pour les travaux d'alésage, en ce qui concerne l'outil. Si l'on se sert de l'outil trop longtemps avant d'en ré- affûter les tranchants,* on obtient une surface rugueuse, et si on se sert de l'outil après l'avoir réaffûté à un diamètre trop petit, on obtient un trou trop petit et dans les deux cas il faut faire subir à la pièce une opération d'alésage supplémentaire ou de finition.
De plus, dans le cas des outils qui comportent le détalonnage précité pour les arêtes coupantes des dents, la force dirigée sui- vant l'axe de l'outil et par laquelle on provoque son avancement est faible et il résulte de cette faible pression des extrémités
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des dents agissant contre la pièce que l'outil peut prendre une cer- taine flexion, en particulier lorsque la dureté est variable d'un point à un autre de la pièce; cette flexion ne peut être complètement empêchée par les dispositifs de guidage de l'outil et il en résulte que le trou est trop grand ou que l'on obtient une surface rugueuse au lieu d'avoir un trou lisse et exact comme désiré.
L'un des objets de l'invention est une lame tranchante rota- tive qui, utilisée avec un outil d'alésage fournit une surface plus lisse, en particulier lorsqu'elle exécute une passe plus forte qu'il n'est possible de l'obtenir avec les anciens outils d'alésage.
L'invention a encore pour objet une lame tranchante rotative, qui, utilisée avec un outil d'alésage permet d'obtenir un trou cylin- drique plus exactement calibré qu'avec les anciens outils d'alésage.
Elle a encore pour objet une lame tranchante rotative, moins coûteuse à fabriquer et à réaffûter et qui par conséquent peut âtre utilisée dans un meilleur état d'affûtage que les anciens outils similaires, sans augmenter les frais d'outillage.
Un autre objet de l'invention est une lame tranchante rotati- ve dont les arêtes coupantes sont disposées de façon qu'un certain nombre de ces lames puissent être tenues et que¯les dites arêtes coupantes puissent être affûtées ou réaffûtées par une opération de meulage de surface.
En vue d'atteindre les buts précités, la lame tranchante rotative conforme à l'invention se compose d'un disque de métal com- portant des dents périphériques disposées suivant l'axe de ce disque et une surface située d'un côté du disque et toute entière dans un plan, les arêtes coupantes des dents étant formées par l'intersec- tion des dites dents avec ladite surface.
L'outil de coupe rotatif conforme à l'invention est formé d'une barre de support ou similaire sur l'une des extrémités de laquelle est montée une lame circulaire tranchante rotative du type précité.
L'invention peut être nettement comprise si l'on se reporte au dessin ci-annexé qui représente à titre d'exemple des formes de
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réalisation de l'invention et sur lequel:
La figure 1 est une vue, en coupe partielle, d'un outil d'alésage construit conformément à l'invention et en cours de tra- vail sur une pièce;
La figure 2 est une vue latérale de la lame de l'outil représenté sur la figure 1;
La figure 3 est une coupe à beaucoup plus grande échelle suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et représentant la lame sans dépouille axiale;
La figure 4 est une vue à beaucoup plus grande échelle de l'extrémité de l'une des dents d'une lame semblable à celle de la figure 2, sauf que cette lame a été meulée avec dépouille;
La figure 5 est une vue de côté de la dent de la figure 4, à la même échelle et permettant de voir particulièrement le sommet ou la "portée" de la dent; @
La figure 6 est une coupe suivant la ligne 6-6 de la figure 4 montrant la dépouille de la périphérie de la lame ;
La figure ? est une vue en perspective représentant les principales pièces actives d'une machine à meuler servant à affûter les arêtes coupantes en bout des lames d'alésoirs suivant l'inven- tion;
La figure 8 représente une autre forme de la table porte- pièce de la machine à meuler de la figure 7 ;
Si l'on se reporte au dessin, on voit que la lame ou élément de coupe 10 de l'outil d'alésage est montée sur une barre ou sup- port 11 par exemple par un boulon 12, ce boulon comportant une tête hexagonale 13 en contact avec la lame et une partie filetée 14 vis- sée dans la partie taraudée 15 du support. Le boulon 12 comporte égar lement une partie cylindrique lisse 16 s'ajustant exactement dans une partie semblable du support et passant à travers un trou cylin- drique 17 percé dans l'élément aléseur 10.
Immédiatement en arrière de la lame 10, la barre ou support Il s'élargit pour porter sur les dents de la lame, de façon à leur servir de support et à se trou- ver en contact avec la dite lame sur une surface dont le rayon soit
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aussi grand que possible pour entraîner la lame sans qu'elle soit clavetée sur la barre. Pour réaliser d'une manière certaine un con- tact de surface parfait au voisinage de sa périphérie , la face ex- trême de la barre comporte un léger évidement 18.
Dans le même but, la tête 13 du boulon est évidée à sa base en 19, et pour ménager un jeu convenable aux copeaux qui s'enroulent en avant avec la lame en formant de plus petites spirales, le diamètre de l'embase 13' du bou- lon est plus petit que celui de la barre 11 de l'autre coté de la lame et celui de la tête hexagonale est encore plus petit.
On voit qu'avec cette construction, non seulement la lame 10 est centrée et fixée sur le support, mais encore, si le boulon 12 n'a pas été suffisamment serré au début , la première opération de . coupe de l'outil aura pour effet de visser le boulon dans la barre et de serrer automatiquement la lame sur son support. Dans cette forme de construction la lame circulaire est serrée uniformément en tous ses points, elle est plus facile à appliquer contre son support que si l'on se servait d'une clavette, et étant donné qu'aucun logement de clavette n'a été découpé dans la lame et que les seules parties qui ont été découpées dans le disque sont le trou cylindrique 17 et les espaces entre les dents, le disque précité ne cessera pas de tourner rond et ne sera pas affaibli en recevant une forme dissymétrique ou comportant des entailles.
De même, la dépense est moindre.
La pièce sur laquelle travaille l'outil d'alésage est désignée par W et l'outil est représenté en train d'aléser un trou déjà percé dans la pièce.
La barre porte-outil Il est montée dans un chariot 20 qui com- porte un manchon 21 dans lequel peut glisser un manchon 22 porté par la barre Il. Un collier 23 goupillé sur la barre Il maintient le man- chon 22 contre un épaulement 24. A son autre extrémité la barre porte- outil 11 comporte une queue de commande 25 servant à la faire tourner et à la déplacer suivant son axe dans et à travers la pièce.
La lame 10 a la forme d'un disque dont l'épaisseur est égale à un cinquième ou un sixième de son diamètre. Elle peut même être enco- re plus mince et son épaisseur dépend dans une large mesure de la
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manière dont elle a été fabriquée soit par estampage dans une tôle soit par découpage dans une barre. On peut fabriquer les lames en alésant une barre de métal, en découpant ou laminant les dents sur la barre et en découpant ensuite les disques individuels dans la barre. Si les dents doivent être taillées sur le disque une fois estampé ou découpé, on peut monter plusieurs de ces disques ensemble sur une barre et découper en même temps les dents de tous les dis- ques. L'espacement des dents peut être uniforme ou légèrement inégal pour éviter le broutage.
La forme des dents de cette lame en forme de disque est vi- sible de préférence sur les figures 2, 3, 4, 5 et 6. Sur les figu- res 3, 4, 5 et 6, les dents sont à grande échelle, environ huit fois plus grande que sur la figure 2. Elles s'étendent en travers de la face périphérique du disque et peuvent être disposées parallèlement à l'axe du disque ou à peu près ou en hélice. Sur la figure 3, la périphérie du disque est cylindrique, soit sans dépouille, tandis que sur les figures 4, 5 et 6, elle comporte une dépouille. La for- me sans dépouille a été trouvée avantageuse pour quelques catégories de matières, telles que certains aciers, tandis que la forme avec dépouille est utili'sée pour d'autres matières, telles que le bronze.
La forme cylindrique est moins coûteuse à meuler que la forme conique; par suite, on réalise une économie en utlisant des lames cylindriques sans dépouille. Etant donné que les dents en con tact avec la pièce sont courteo,on peut employer des dents sans dépouil- le pour certaines matières, qui exigent une dépouille lorsqu'on se sert d'un alésoir ordinaire. Si la conicité est nécessaire, pour obtenir de bons résultats, ce qui est vrai dans le cas où l'on trai- te certaines matières, on peut donner à ces lames une conicité plus forte pour arriver à une précision plus grande, à moins de frais qu' avec les alésoirs ordinaires, parce que la fabrication des lames cylindriques est si peu coûteuse qu'on peut les mettre au rebut après un petit nombre de réaffûtages seulement.
30 désigne la dent de la lame ; son angle tranchant et c'est la forme donnée à cet angle et aux parties avoisinantes de
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la dent qui présente une importance particulière dans.cet outil d'alésage. Dans les anciens outils le bord d'attaque de chaque dent est taillé suivant un certain angle ou dégagé, immédiatement en ar- rière du tranchant, ce qui exige évidemment l'affûtage individuel de chaque extrémité de dent. Il est presque impossible, sinon tout à fait, d'opérer l'affûtage de façon que ces tranchants se trouvent exactement dans un plan normal à l'axe de l'outil et s'il n'en est pas ainsi, il en résulte que l'outil est instable en fonctionnant et fournit un trou qui n'est pas exact.
De même, avec la forme dégagée de l'extrémité de la dent, lorsque l'outil de coupe avance sous pres- sion dans la pièce, le contact entre l'arête coupante avant de la dent et la pièce se fait suivant une ligne et sous une légère près- sion sur l'outil, le tranchant mord dans la pièce. Ce phénomène dé- truit la précision du travail et on obtient une surface rugueuse ou sans précision, en particulier si la pièce comporte des points oùle métal est relativement plus doux.
Dans l'outil conforme à l'invention, le bord avant ou bord d'attaque de la dent est meulé normalement à l'axe du disque et l'extrémité avant le, chaque dent de l'outil se trouve dans ce plan, de sorte que la pression de l'extrémité coupante de chaque dent con- tre la pièce est la même, le contact se faisant non suivant une li- gne, mais suivant une surface, et on peut exercer une pression plus forte qu'avec les autres outils pour faire pénétrer l'outil dans la pièce sans que l'outil s'engage. La surface 32 tout entière de l'ex- trémité avant de la dent 30 est donc meulée dans un plan normal à l'axe du disque, ce qui permet de traiter toutes les dents en une seule opération de meulage de surface, ainsi qu'il sera décrit ci= après d'une manière plus détaillée.
Mais l'étendue de cette "surface de contact" de l'extrémité de la dent avec la pièce n'est pas considérable. Ce contact ne dé- passe que légèrement la longueur de la "portée" de la dent à partir du bord d'attaque tranchant de celle-ci. Ainsi qu'on peut le voir sur la figure 4, le dos de la dent est donc enlevé en 33, laissant subsister la portée 37, de sorte que la partie formant contact de
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l'extrémité de la dent s'étend dans la petite lame représentée sur la figure 2, sur une longueur d'environ 0,8 mm. Mais avec cette construction, on obtient des résultats très différents de ceux que donnent les lames à face en bout détalonnées.
La portée 37, c'est-à-dire le sommet cylindrique ou courbe de la dent est circulaire en section transversale en tous les points de sa longueur à partir de son arête coupante avant 34, étant donné que ces portées sont meulées pendant qu'elles tournent sur l'axe du disque. Cette portée s'étend depuis le bord coupant 34 jusqu'au sommet 35 de l'angle formé par le dos 33. Sur la figure 5, les lignes 34 et 35 délimitent cette surface ou portée 37, et comme l'outil représenté sur cette figure est meulé avec une dépouille, les lignes 34 et 35 s'écartent légèrement. En d'autres termes, la face périphérique du disque est meulée suivant un cône tel que le diamètre de la face avant ou face d'attaque du disque soit un peu plus grand que le diamètre de la face arrière du disque.
Cette co- nicité vers l'arrière ou dépouille.est courante dans les alésoirs mais ne dépasse généralement pas 0,002 de millimètre par millimètre, parce que si cette conicité est plus forte, l'alésoir devient rapi- dement inutilisable, étant donné que le diamètre du bord d'attaque, qui est enlevé à la meule au moment de l'affûtage, devient moindre et que par suite le trou alésé est plus petit. Mais sur certaines matières, on obtient de meilleurs résultats avec une conicité plus forte, et avec la lame circulaire faisant l'objet du brevet, on peut adapter une conicité de 0,008 à 0,012 de millimètre par mil- limètre. Cette conicité est indiquée par la ligne en traits mixtes 36 de la figure 6 et par l'angle des lignes 3 et 35 sur la figure 5.
On voit d'après cette description que l'angle de coupe 31 de chaque dent de la lame circulaire est constitué par une surface plane normale au trajet axial de l'avance de l'outil et par une surface cylindrique ou à peu près cylindrique parallèle ou coinci- dant avec le trajet circulaire de la périphérie de l'outil. Un autre moyen de décrire la manière dont sont constituées les arêtes coupantes des dents consiste à dire qu'elles sont conjuguées sui-
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vant une figure formée par une ligne, dirigée suivant un rayon à partir de l'axe du disque et tournant autour de cet axe, que cette ligne peut être normale à l'axe du disque ou se diriger à partir de cet axe radialement suivant un certain angle par rapport à la norma- le et que cette ligne peut être droite ou courbe.
En se référant aux figures 7 et 8, on va décrire une machine et un procédé pour le meulage par surface des lames objets de l'inven= tion. Sur la figure 7, 50 désigne le biti de la machine sur lequel se trouve un chariot 61 comportant des paliers pour un arbre 52 por- tant à son extrémité extérieure une meule 53. Sous,la meule se trou- ve un mandrin électro-magnétique 54 qui est monté de façon à pouvoir tourner, de sorte que les diverses pièces qui se trouvent sur la sur- face du mandrin puissent être amenées sousla meule 53 Une couronne 55 et des cales 56 facilitent la mise en place des pièces sur le man- drin.
Les divers éléments de la machine fonctionnent d'une manière appropriée pour amener toutes les pièces qui se trouvent sur le man- drin en contact avec la meule rotative, le mécanisme servant à cet effet n'étant pas figuré.
Sur le mandrin 54 sont montées un certain nombre de lames 10 conformes à l'invention. Les dites lames étant ainsi montées sur le mandrin, comme le montre la figure, on fait tourner le mandrin len- tement et on fait agir la meule en contact avec les lames, la dite meule se déplaçant aussi axialement pour agir sur toutes les lames placées sur le mandrin. D'habitude, on retourne les lames pour leur faire subir une seconde opération sur l'autre face, de façon à obte- nir des faces rigoureusement parallèles.
La figure o représente une autre forme de mandrin. Sous cette forme le mandrin 60 comporte un certain nombre de saillies ou che- villes 61 sur lesquelles peuvent être montées les lames 10. Les la- mes sont donc maintenues dans leur position lorsqu'elles passent sous la meule pour subir l'opération d'affûtage sur les extrémités des dents.
Une fois les extrémités des dents de la lame affûtées, l'opé- ration suivante consiste à rectifier le trou percé dans le disque
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pour l'amener aux dimensions que l'on désire et amener son axe dans une position rigoureusement perpendiculaire aux faces recti- fiées. L'opération de finissage du trou peut être exécutée sur le; lames circulaires individuelles ou bien on peut en monter un cer- tain nombre suivant un même axe pour les finir par une opération de rectification unique.
L'opération suivante consiste dans le meulage de la périphé- rie de la lame, de façon à donner aux sommets ou portées des dent± la forme exacte qui a été décrite ci-dessus. Cette opération peut être également exécutée sur les disques individuellement-ou sur plusieurs à la fois.
Pour réaffûter les extrémités des dents, après usage de la lame, il suffit de déposer un certain nombre de lames sur le man- drin et de meuler leur face coupante, opération très simple et peu coûteuse.
On voit donc que l'invention permet d'exécuter les opérations d'alésage à peu de frais et d'obtenir une surface finie relative- ment lisse. Les lames décrites ci-dessus peuvent être taillée! et réaffûtées à un prix bien inférieur à la dépense correspondan- te afférente aux alésoirs en usage actuellement. On a fabriqué et fait fonctionner avec succès plusieurs de ces outils d'alésage et on a constaté que le travail effectué avec ces outils est de meil- leure qualité qu'avec les alésoirs ordinaires et que les frais de fabrication et de réaffûtage des lames sont peu élevés.
Il doit être bien entendu que l'invention peut affecter d'au- tres formes différentes de celles qui ont été décrites. Par exem- ple les dents périphériques peuvent être disposées sur le bord interne d'un trou central et dans ce cas, la lame peut servir à donner sa forme à la périphérie externe d'une barre ou d'une tige.
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