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"BOUT RAPPORTE POUR FLEURETS ET PROCEDE POUR LE FABRIQUER"
La présente invention est relative à des perfectionnements apportés aux procédés de fabrication des bouts rapportés ou outils de coupe pour fleurets de perforatrice et aux bouts rapportés perfectionnés obtenus par ces procédés.
Dans cette dernière décade, les bouts ou outils de coupe rapportés pour perforatrices ont remplacé dans une grande mesure l'ancien type de fleuret obtenu en reforgeant et réaffùtant l'extrémité d'une barre de fleuret de la lon-, gueur désirée. Les perforatrices pneumatiques à percussion sont utilisées universellement dans les mines, carrières, travaux d'excavation, tunnels, etc,., chaque fois qu'une roche ou minerai doit être creusé et, jusqu'à l'apparition
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du présent outil , il était de pratique courante d'utiliser à cet efcet des tronçons de barre à fleuret creuse, de forme ronde ou hexagonale en section, ayant une extrémité fa- çonnée et craitée thermiquement en vue de constituer un bord coupant.
Il y a huit ou dix ans environ que la perforatrice à outil de coupe détachable ou à bout rapporté, a fait son apparition, le bout rapporté étant essentiellement constitué par un petit tronçon cylindrique d'acier à outil sur une des extrémités duquel un tranchant a été formé par une opération de forgeage et un traitement thermique analogues à ceux précédemment appliqués pour affûter l'extrémité du fleuret lui-même, l'autre extrémité étant établie sous forme d'une douille taraudée pour se visser sur un filetage correspondant prévu à l'extrémité du corps du fleuret.
On a toujours éprouvé des difficultés considérables dans la fabrication de ces outils de coupe rapportés, en particulier dans le forgeage et la formation du taraudage. Ces difficultés se sont manifestées par des fissures de forgeage et par une décarburation de la surface, ainsi que par un manque d'uniformité dans la forme des outils et de leur ta- raudage. Malgré ces inconvénients, il n'existait pas de procédé plus satisfaisant que le forgeage qui permette de fabriquer les outils de coupe rapportés pour fleurets, et les 75.000 outils qui constituent approximativement la production journalière actuel.Le sont tous fabriqués par forgeage.
La présente invention a pour objet un procédé pour fabriquer les outils de ce genre suivant lequel ces outils sont usinés par des machines automatiques pour le travail des métaux à partir d'une barre d'acier de la forme et de la composition voulues, sans chauffer et forger l'outil
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de la manière qui avait été adoptée jusqu'à ce jour.
Le présent procédé de fabrication diminue le prix de revient et augmente la production. Il permet aussi d'obtenir des outils de dimensions et forme absolument constantes et qu'on peut affûter facilement pour produire des tranchants d'une dureté uniforme sans affaiblir le reste de l'outil ou le rendre sujet à se rompre. Les outils fabriqués par le présent procédé de fabrication, outre qu'ils possèdent des dimensions et une forme plus constantes et qu'ils sont exempts d'efforts intérieurs dûs au forgeage, possèdent de meilleurs tranchants, sont plus faciles à réaffùter et sont pourvus d'un taraudage plus précis, ce qui permet de les réutiliser un plus grand nombre de fois que cela.est possible dans le cas des outils fabriqués par l'ancien procédé de forgeage.
Sur les dessins annexés, on a représenté le présent 'bout rapporté ou outil de coupe perfectionné et les opérations successives de sa fabrication à partir de la barre initiale.
Sur ces dessins :
La figure 1 représente l'outil terminé en perspective.
La figure 2 montre en perspective un fragment de la barre profilée à partir de laquelle les outils de coupe ou bouts rapportés des fleurets de perforatrice sont fabriqués.
Les figures 3 à 6 représentent les stades successifs de l'opération de fabrication réalisée sur l'extrémité de la barre de la figure 2 avant que cette extrémité soit tronçonnée à la longueur d'un outil.
La figure 7 représente le procédé appliqué pour usiner la face extrême de l'outil de façon à munir celui-ci de ses tranchants.
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La figure 8 représente ce stade en perspective.
La figure 9 représente la face coupante terminée de l'outil.
Les figures 10 à 12 représentent un outil de coupe terminé, l'extrémité d'un fleuret et le procédé pour assujettir l'outil et le fleuret l'un à l'autre en vue de leur utilisation.
Les figures 13 à 15 représentent l'appareil et le procédé de traitement thermique utilisés dans la fabrication des outils de coupe ou bouts rapportés pour fleurets.
Les figures 16 à 20 représentent l'appareil et le procédé de réaffùtage des outils de coupe pour fleurets fabriqués par ce procédé.
La figure 21 représente une barre d'acier spécialement façonnée à partir de laquelle des outils de coupe pour fleurets possédant certains avantages décrits ci-après sont fabriqués.
La figure 22 représente la barre en coupe longitudinale.
La figure 23 représente un outil fini par une coupe par deux plans passant respectivement par la portion en forme d'aile et par la portion en forme de douille intermédiaire.
La figure 24 est une coupe longitudinale de l'outil et représente la structure du grain résultant de l'opération de laminage utilisée pour façonner la barre à partir de laquelle les outils sont fabriqués.
La figure 25 est une coupe longitudinale analogue d'un outil de la même forme, mais ayant été fabriqué par les opérations de forgeage, appliquées jusqu'à ce jour.
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Sur le dessin, la figure 1 représente l'outil 'fini qui, ainsi qu'il a été décrit précédemment, comprend une portion en forme de douille taraudée 1, à l'aide de laquelle ledit outil est assujetti à l'extrémité filetée d'un fleuret, comme représenté sur les figs. 10 à 12. La douille 1 est légèrement conique extérieurement pour s'adapter à la forme de l'extrémité élargie 2. du fleuret 3, et elle est aussi de préférence conique intérieurement pour assurer un desserrage rapide du filetage. Ces caractéristiques ne sont toutefois pas essentielles. La douille peut posséder un diamètre extérieur constant sur toute sa longueur, de même que la cavité taraudée peut posséder un diamètre constant.
Au delà de la douille taraudée 1, le diamètre de l'outil est élargi suivant deux diamètres qui s'intersectent à angle droit, les portions élargies 4 étant façonnées de façon à donner aux tranchants 2 la forme d'une croix, qui est celle la plus couramment utilisée pour les outils de perforatrice. On peut obtenir d'autres types de tranchants en choisissant des barres de différentes formes, par exemple les outils du type ciseau et les outils du type rosace, qui, avec de légères modifications, peuvent être fabriqués par le présent procédé, décrit ci-après.
La barre 6 à partir de laquelle les outils sont fabriqués est de préférence une oarre en acier laminée à froid à la forme voulue pour la fabrication d'outils cruciformes, comme représenté sur la figure 2. Sous cette forme, la barre peut être considérée comme ayant une section transversale circulaire constante qui correspond au diamètre maximum des tranchants 5, cette barre comportant quatre portions de diamètre maximum 2 alternant avec quatre autres
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portions de diamètre moindre, indiquées en 8. Les portions de plus grand diamètre 2 sont en réalité des nervures dont les côtés sont parallèles aux plans diamétraux passant par les lignes médianes des nervures opposées.
Les barres 6 sont de préférence laminées à froid aux profils représentés, mais elles pourraient être fabriquées à partir de barres rondes par fraisage des portions inter- médiaires entre les nervures 7.
Pour fabriquer les outils de fleurets à partir de la barre 6, on monte un tronçon de barre dans le mandrin d'une machine-outil avec l'extrémité de la barre en saillie sur la face du mandrin à un degré un peu plus grand que la longueur de l'outil. Comme indiqué sur la figure 3, deux opérations peuvent être réalisées simultanément sur l'extré- mité saillante de la barre.
Ces opérations sont le percement d'un petit trou 12 au centre de l'extrémité de la barre, à une profondeur plus grande que la longueur de l'outil, et l'usinage de l'extérieur de la barre à la forme et au diamètre désirés pour la douille 1 de l'outil fini, comme indiqué en 13, la zone hachurée indiquant le métal enlevé des portions @ de la barre deplus grand diamètre, c'est-à-dire des nervures, les portions intermédiaires de diamètre moindre n'ayant pas été touchées. Une fois ces deux opérations réalisées, on perce ou alèse l'extrémité exposée de la barre pour enlever le métal représenté par les hachures 14 sur la figure 4, de façon à constituer une cavité conique 14a (figure 5).
Après que le trou conique 14a a été percé à la profondeur désirée pour le taraudage, on taille la base conique du trou comme indiqué en 16 sur la figure 5 et,
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avant de terminer le tronçonnage (déjà ébauché en 15) de l'extrémité de la barre, on taille le taraudage 17 sur la paroi intérieure de la douille obtenue par le perçage du grand trou 14a et par l'usinage du diamétre extérieur de l'outil, comme précédemment décrit. On termine alors l'opération de tronçonnage et on exécute les opérations restantes de la fabrication de l'outil sur les outils séparés.
Les opérations de tronçonnage peuvent être réalisées à l'aide d'une scie ou, de préférence, à l'aide d'un outil de tour étroit qui enlève la portion de barre indiquée en 15. Le tronçonnage peut aussi être réalisé pendant les opérations de perçage et d'usinage. Il est réglé de façon qu'une quantité suffisante de métal subsiste jusqu'à l'achèvement des opérations pour supporter l'extrémité de la barre et transmettre à celle-ci sa rotation.
L'opération entière de tronçonnage peut être réalisée de la façon susindiquée, mais on a trouvé dans la pratique qu'on facilite cette opération et qu'on obtient un meilleur produit si les portions nervurées 2 de la barre 6 sont taillées, comme indiqué par des lignes pointillées en 15a sur la figure 2, à l'aide de scies à lames multiples dont les lames sont convenablement espacées sur toute la longueur de la barre 6, avant le commencement des opérations de fabrication précédemment expliquées. On continue ensuite le tronçonnage de la façon précédemment expliquée par un outil de tour étroit travaillant suivant le trait de scie des nervures sur la portion circulaire de petit diamètre 8.
On remarquera que le petit trou 12 est prolongé au delà de la saignée 15 et pénètre dans l'extrémité de la barre destinée à constituer l'outil suivant, ce qui constitue un
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trou de centrage pour l'opération de perça.ge suivante.
A ce stade de l'opération de la fabrication, l'outil a reçu la forme voulue, à l'exception de la face coupante qui est maintenant une simple surface plane, transversale à l'axe de la barre et de même profil que la barre initiale.
Les figures 7, 8 représentent l'outil non fini 25 à ce stade.
Pour façonner le tranchant de l'outil, on utilise de préférence le dispositif utilisé pour fraiser les engrenages, ce dispositif comprenant essentiellement un arbre rotatif portant un outil de fraisage de forme discoïde mais dont la périphérie, qui constitue le tranchant, est biseautée de part et d'autre d'un plan médian de diamètre maximum.
On n'a pas cherché à représenter les détails de cette fraise, qui est un outil bien connu servant principanement à tailler des rainures de même forme que la périphérie de la fraise dans des olocs, plaques etc,
Sur les figures 7 et 8, on a représenté l'outil de perforatrice dans la position qu'il occupe par rapport à la fraise 24 au moment où la première des quatre rainures qu'on faille sur la face de l'outil non fini 25 pour former les tranchants 5 est sur le point d'être achevée. On voit que l'extrémité de l'outil non fini 25 est maintenue suivant l'angle désiré contre la fraisé 24, d'où. il résulte que quatre dents ou portions coupantes en forme de coin 2 (figure 9) sont constituées sur 16 face de l'outil.
L'outil ainsi obtenu est identique, comme forme, aux outils fabriqués jusqu'à ce jour par forgeage. Il ent tobtefois fait d'un acier doux et tenace, et il est nécessaire de le traiter thermiquement pour Qonner aux tranchants une dureté suffisante. Si l'opé-
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ration de fraisage décrite en dernier lieu, c' est-à-dire l'opération réalisée à l'aide de la fraise à engrenages, est exécutée avec un soin suffisant, il ne sera pas nécessaire de rectifier les outils ou de les soumettre à des opérations d'usinage complémentaires, mais, si on le désire, on peut donner aux tranchants des outils une forme plus précise, ayant la trempe, en ayant recours à une machine à rectifier.
Une machine à rectifier comportant une meule circulaire dont la périphérie possède la même forme que la fraise à engrenages sera de préférence utilisée à cet effet.
Pour durcir convenablement les tranchants, il faut que les outils soient traités thermiquement et que l'effet de durcissement ou trempe soit limité à la face coupante. S'il en était autrement, la douille et son taraudage seraient rendus trop cassants pour résister aux chocs énormes auxquels sont soumis les outils rapportés pour perforatrice à percussion. A cet effet, la demanderesse'a imaginé un procédé spécial pour soumettre les outils de coupe ou bouts rapportés 'pour fleurets à un traitement thermique, lequel procédé effectue non seulement la trempe de la face coupante, mais communique aussi, simultanément, un degré désiré de ténacité au reste de l'outil, de telle sorte que le tranchant acquiert la dureté voulue et que, en même temps, les propriétés de résistance aux chocs de la douille et de son taraudage sont augmentées.
Pour réaliser ce traitement thermique, comme représenté sur les figures 13 à 15, on chauffe l'outil entier dans un four à la température désirée, au voisinage de 842 0, et on le trempe ensuite sur sa face coupante par un jet d'eau projetée sous pression sur la face extrême de la pièce, en protégeant le reste de la pièce de la façon repré- .
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sentée sur les figs. 14 et 15 de manière à l'empêcher d'entrer en contact avec l'eau. Cette trempe superficielle est en particulier avantageuse pour la fabrication réalisée sur une grande échelle, étant donné qu'elle a lieu dans le minimum de temps et que, par un réglage automatique de la pression et de la température de l'eau, de la grosseur du jet et de la durée de l'opération, des effets identiques sont assurés.
Dans les anciens procédés de trempe superficielle, dans lesquels l'objet présentant la surface à tremper était immergée dans un bassin d'eau peu profond, à un degré juste suffisant pour noyer la surface à tremper, la production de vapeur à la surface ralentissait le procédé de trempe à un degré considérable et donnait lieu à des zones douces et à des irrégularités de trempe en raison de l'effet isolant des bulles adhérentes de vapeur. Cette production de vapeur d'eau dans un bassin peu profond introduit dans le traitement thermique un facteur variable auquel ne peut remédier qu'un spécialiste ou artisan expérimenté qui, par des observations soigneuses, est capable de se rendre compte du moment où l'effet désiré se trouve atteint, par la variation de couleur de la surface.
Au contraire, avec le jet sous pression, 1, vapeur engendrée à un instant quelconque est aussitôt condensée par l'eau venant directement à sa suite, le sorte que son effet est négligeable et que la surface est trempée uniformément.
Après que la surface a été trempée de la façon précédemment décrite par un jet à pleine pression réglé automatiquement, l'admission d'eau n'est pas coupée brusquement, mais le volume du jet est automatiquement réduit à une valeur rpélablement déterminée et telle qu'elle suffit juste à
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maintenir la surface trempée à l'état froid pour contrecarrer la tendance du corps encore chaud de l'outil à la réchauffer.
En limitant soigneusement la trempe à la surface à durcir, on est sùr que la quantité de chaleur qui est empruntée au métal de l'outil au delà de la face coupante est très faible, et que , par conséquent, cette portion de l'outil se refroidira lentement, de sorte que la douille et le métal situé à la base de cette douille seront amenés à un état t,enace, fibreux et propre à absorber les chocs, ce qui améliore grandement la résistance de cette partie de l'outil aux efforts intérieurs et à la rupture.
Sur les figures 13,14 et 15, on a représenté un appareil propre à permettre de réaliser d'une manière efficace et économique le traitement thermique décrit ci-dessus. F désigne un four dans lequel une charge d'outils est continuellement maintenue à la température désirée. Près de ce four sont disposés, à portée commode de l'opérateur, une série de dispositifs de trempe tels que celui représenté. Chacun de ces dispositifs est composé d'un support tubulaire 20 pourvu d'un couvercle à charnière 21 présentant quatre trous, comme représenté sur la figure 15, de forme telle qu'ils reçoivent les quatre tranchants de l'outil et protègent le reste dudit outil contre le jet d'eau enveloppé par le support tubulaire.
Les supports 21 sont montés le long de la partie supérieure d'un réservoir à eau W, et chacun d'eux est pourvu d'un régulateur automatique individuel comprenant une pompe P avec moteur de commande; un dispositif de commande électrique C servant à régir le fonctionnement de la pompe, du moteur et du dispositif D effectuant l'éjection des outils
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traités; et ues appareils de contrôle tels que le manomètre M.
L'opérateur prend les pièces à traiter, une à la fois, dans le four F et les place sur les couvercles ou écrans 21 placés au-dessus des jets. Aprés ['voir ainsi placé chacune des pièces, il appuie sur le bouton de démarrage S (figure 13), pour mettre cn marche la pompe fournissant le jet.
L'appareil de commande automatique C règle alors la pression et la durée de l'injection et, à l'achèvement du traitement, un bras éjecteur E est déclenché et la pièce est éjectée et tombe sur un transporteur d'évacuation T,
Comme la seule opération exécutée par l'ouvrier réside dans la mise en place des pièces à tremper sur les supports et dans la manoeuvre du bouton de mise en marche correspondant, il peut maintenir un grand nombre d'unités de traitement thermique en action, de sorte que la production d'outils, par homme, est beaucoup plus grande qu'avec l'ancien procédé de trempe à bassin peu profond et, comme on l'a dit précédemment, le produit est en outre de qualité constamment uniforme.
Le présent procédé de traitement thermique se prête aussi facilement à son adaptation au réaffùtage d'outils usés, et l'on a représenté sur les figures 16 à 20 l'application du présent procédé de réusinage et de réaffù.- taie destiné à rétablir les dimensions exactes des outils et à donner à ceux-ci le même tranchant et la même dureté que ceux possédés par des outils neufs.
On chauffe d'abord l'outil à réafùter 1 dans un brûleur à gaz vel que celui désigné par B sur les figures 16 et 17, la chaleur étant localisée à la surface à réaffùter.
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Bien qu'on puisse utiliser un dispositif de chauffage de toute forme appropriée, le brûleur à gaz représenté sur les figures 16 et 17 a été trouvé satisfaisant. Comme représenté , on donne à la face de ce brûleur une forme telle qu'elle épouse la face coupante de l'outil, et l'on recouvre partielle- ment sa surface d'une toile métallique 31 maintenue à une certaine distance de la face du brûleur par un cadre métalli- que 32 de même forme que le contour du brûleur. La face cou- pante de l'outil, qui est ainsi supportée immédiatement au-des- sus des orifices d'échappement de gaz du brûleur est chauffée à une température un peu plus basse que celle à laquelle l'acier devient non magnétique.
Pendant cette opération de chauffage, le corps de l'outil est protégé de la flamme du brûleur par la toile métallique 31 montée dans le cadre 32, de sorte qu'il n'est chauffé que par conduction de la face coupante et que, par conséquent, il ne risque pas d'être porté à une température susceptible de nuire aux propriétés qui lui ont été conférées par le traitement thermique. Après que la face coupante a été portée à la température désirée dans le brûleur, elle est soumise à une opération de recti- fication, ou d'usinage supplémentaire, qui consiste en une opération de fraisage à chaud pouvant être réalisée facile- -ment à l'aide de l'appareil de la figure 18.
Cet appareil est composé essentiellement d'une fraise rotative et d'un mandrin rotatif dans lequel l'outil est monté et transporté suivant un chemin convenablement dirigé par rapport à la fraise. Le mandrin comprend une broche 33 montée pour tourner dans des paliers de support 34. eux-mêmes montés pour cou- lisser dans des glissières de guidage 35 pratiquées dans un support fixe. Chaque palier est vissé séparément sur la
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broche de façon que les deux paliers puissent être rappro- chés ou éloignés l'un de l'autre pour régler exactement l'angle de ls broche par rapport aux glissières et, en même temps, permettre de régler la position de la broche en la rapprochant ou l'éloignant de la fraise.
La broche porte à son extrémité inférieure des mâchoires de serrage 26 qui s'ajustent dans les rainures ménagées entre les nervures 2 de l'outil et maintiennent celui-ci en place, ces mâchoires étant forcées contre l'outil par le cône coulissant à commande pneumatique habituel. La broche porte à son extrémité supérieure une poignée 35 à l'aide de laquelle on peut aisément la faire tourner dans les douilles de support taraudées pour rapprocher ou éloigner cette broche de la fraise 36.
Celle-ci possède la même forme que la fraise 24 utilisée pour usiner le branchant de l'outil au cours de sa fabrication initiale,
En fonctionnement, on serre l'outil dans les mâchoires ou mandrin sur l'extrémité de la oroche et on fait alors mouvoir la broche vers la fraise à l'aide de la poignée 38 jusqu'à ce que l'outil à usiner rencontre une butée de calibrage 37 montée en position fixe près de la fraise 36.
On déplace alors le mandrin dans ses glissières en travers de la face de la fraise 36, ce qui rectifie la face coupante de l'outil et lui redonne et forme initiale.
On donne à la broche 31 un quart de tour, entre chacune des opérations de coupe et la suivante, pour rectifier les quatre tranchants de l'outil. Après cette opération, on finit les faces circonférentielles des quatre dents coupantes pour dimensionner exactement l'outil. On a représenté sur la figure 19 l'opération réalisée par une fraise dentée cylindrique 40 qui, dans la pratique, sera
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supportée dans une position située au delà de la fraise 36 de façon que, après la dernière opération de cette fraise, l'outil puisse être amené à la position voulue pour être usiné par la fraise dentée cylindrique sans qu'il soit nécessaire de l'enlever du mandrin.
A l'achèvement de l'opération de réaffùtage, l'outil possédera la température voulue pour être convenablementtrempé par un jet d'eau froide tel que celui représenté sur la figure 20, ce jet pouvant être identique au jet 20 utilisé dans le traitement initial des outils.
Entre l'opération d'usinage finale, représentée sur la fige 19, et les opérations de trempe, effectuées pour durcir la surface coupante, l'outil peut, bien entendu, être réchaufféou refroidi de façon que la surface soit amenée à une température déterminée avant la trempe. Ceci n'est toutefois pas ordinairement nécessaire, car les opération)de fraisage sont des opérations de pratique courante produisant sensiblement la même variation de température. pour chaque outil.
Sur les figs. 21 à 25 inclus, on a représenté une autre façon d'établir des outils de la forme désirée. Selon le procédé représenté sur ces figures, on utilise des barres qui ont été laminées de façon à présenter non seulement la section transversale en forme de croix de la face coupante, mais aussi l'élargissement de la face extérieure des nervures, ce qui permet de se dispenser de l'opération d'usinage représentée et décrite au sujet de la figure 3.
On lamine la barre d'acier représentée sur la fig. 21; en vue de la fabrication des présents outils à partir d'une barre de diamètre constant, de telle manière
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que le grain le l'acier qui résulte de l'opération de laminage suive sensiblement; le contour extérieur de la barre.
La forme donnée à la oarre de la fig. 21 est celle qui a donné les résultats les plus satisfaisants pour le profil cruciforme de la face coupante. Pour d'autres types de faces coupantes, il faudrait nécessairement modifier quelque peu cette forme.
La forme des ailettes ou nervures 4 qui a donné les meilleurs résultats pour les outils de ce type comprend une portion supérieure 46 allant en s'élargissant coniquement et se raccordant à une seconde portion conique 47 allant en s'élargissant, mais d'inclinaison moindre, c'est-à-dire que la surface circonférentielle extérieure de la portion 47 se rapproche davantage de la douille cylindrique. Cette seconde portion conique 47 se raccorde à une troisième portion étroite 48, dont la conicité est si faible qu'elle est en réalité presque cylindrique. Grâce à cette construction, les extrémités extérieures des éléments coupants sont soutenues par une quantité importante de métal, ce qui diminue grandement l'usure et la rupture en ce point.
Dans la fabrication d'outils pour fleurets à partir de ces narres, comme représenté sur les figs. 22-25, on scie la parre à l'aide de scies à lames multiples dont les lames sont convenablement espacées les unes des autres, pour putenir es flans de la longueur d'un outil fini. Les scies travaillent ll conséquent au droit du grand diamètre 48 et du petit d Lamètre 43 le la carre, alternativement. Les flans résultants sont alors montés dans le mandrin d'une machineoutil spécialement construite dans laquelle les opérations suivantes sont réalisées : 1) un petit trou 12 est percé;
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2) ce trou est évidé coniquement comme représenté sur la figure 5 ; 3) le taraudage est effectué.
Ces opérations donnent aux flans découpés dans la barre façonnée de la figure 21 la même forme que celle que les outils reçoivent par usinage à partir de la barre 6 une fois tronçonnée et, à partir de ce stade, les opérations de fabrication restantes sont les mêmes.
Il ressort de la figure 22, sur laquelle le grain de l'acier est indiqué par des hachures, que ce grain s'étend d'une façon ininterrompue sur toute la longueur de la barre.
Dans les portions de petit diamètre, le grain est parallèle à l'axe de la barre sur toute la section transversale de celle- ci, alors que, dans les portions nervurées de plus grand diamètre, le grain est parallèle à l'axe au milieu de la nervure et s'étale graduellement pour suivre le contour des nervures près de la surface extérieure. Dans le cas de barres de section transversale constante (fig. 2), le grain est parallèle à l'axe de la barre en tous les points de celle-ci. La structure du grain des barres laminées est transférée aux outils lorsque ceux-ci sont fabriqués par le procédé décrit, et les outils résultants sont moins sujets à se rompre que ceux fabriqués par l'ancienne opération de forgeage.
Le point le plus faible de l'outil se trouve aux extrémités des ailes ou nervures de coupe, et la rupture la plus fréquente a lieu aux coins desdibes ailes. Non seulement c'est en ce point que l'outil est le plus faible, mais c'est là que s'effectue le plus grand degré de coupe.
La 'rupture d'un des coins de l'aile diminue l'efficacité de
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l'outil à un degré tel qu'il est alors préférable de le remplacer par un autre. 'un coin brisé réduit l'efficacité de coupe de 25%, de sorte que les dents ou nervures non brisées s'émoussent rapidement aux coins, ou se rompent. Lorsque ceci se prouuit,le diamètre de la dent ou nervure coupante est plus petit que le diamètre de l'outil en travers des ailes, et l'outil ce,se de pouvoir être utilisé alors même que les dents seraient encore suffisamment tranchantes sur la majeure partie de leur longueur pour continuer leur service.
L'outil faisant l'objet de la présente invention est beaucoup moins sujet à se rompre que les outils antérieurs pour cette raison que la force du choc a lieu dans la direction des fibres de l'acier, et non dans une direction inclinée ou transversale aux fibres. Ceci est particulièrement le cas des outils fabriqués à partir des barres profilées spéciales de la figure 21.
Un autre avantage marqué des outils fabriqués à paruir de barres d'acier profilées par la.minage, plutôt que par forgeage, réside dans le fait que la face coupante de l'outil possède dans toutes ses parties une texture et une densité sensiblement constantes, alors que, dans l'outil forgé, la structure et la densité du grain varient considérablement dans différentes parties de la face coupante. Ceci est mis en évidence si l'on considère l'effet de l'outil sur la structure du grain lorsque l'extrémité de la barre à l'aide de laquelle ledit outil est fabriqué est élargie ou refoulée par un choc ou une poussée exercé suivant l'axe de la barre. sur la figure 25, on a représenté le grain d'un outil forgé typique.
On voit que les barres à partir des-
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quelles les outils sont fabriqués par l'ancien procédé sont laminées à un'diamètre constant et que, par conséquent, avant que la section de barre ait été forgée e'n vue de la production de l'outil, cette section possède une structure de grain longitudinale uniforme, analogue à la structure de grain des portions de diamètre moindre de la barre façonnée utilisée poùr fabriquer les présents outils. Pour façonner les outils par l'ancien procédé, on chauffe l'extrémité de la barre et on sectionne un tronçon, qui est alors matricé ou martelé à la forme désirée. Les barres ont ordinairement un diamètre plus petit que la portion de douille taraudée de l'outil.
Une section de barre de dimension typique est représentée en 10 par des lignes de traits mixtes sur la figure 25.
Le découpage du métal chaud par la. cisaille ordinaire provoque habituellement la formation d'une lèvre ou élargissement d'un côté, comme indiqué.
Les tronçons chauffés sont alors matricés ou martelés à la forme désirée par une pression exercée sur les extrémités desdits tronçons, c'est-à-dire dans'la direction ,de la longueur de la barre; ce qui occasionne.inévitablement une flexion et une déformation des fibres. On a repré- senté en 9 sur la figure 25 la section longitudinale d'un outil typique de l'ancien type forgé. En pratiquant des sections à travers ces outils forgés et rongeant à l'acide la surface coupée pour faire ressortir la structure du grain, on constate que la structure longitudinale uniforme du grain de la barre a été complètement détruite. Les lignes pointillées de la figure 25 indiquent cette déformation de la structure du grain.
Au milieu de l'outil, les fibres sont
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recourbées dans les deux sens comme indiqué. Dans cette partie de l'outil, le métal ne possède pas de direction de moindre résistance suivant laquelle il est susceptible de s'étaler ou "couler", de sorte que sa poussée s'exerce dans toutes les directions, d'où résulte en quelque sorte un émiettement du grain de l'acier.
Au bord de l'outil, endroit où le métal peut s'étaler vers l'extérieur sous la force de la presse ou du marteau, les fibres tendent à s'infléchir vers l'extérieur, mais il n'existe pas de régularité dans ce pliage, et la texture et la densité uniformes de l'outil sont complètement détruites.
En particulier, l'outil est considérablement affaibli aux coins oà le choc qui intervient dans les opérations de pergage est le plus intense, comme il a été expliqué précédemment.
La densité et la texture uniformes de l'acier en' travers de la face coupante facilite grandement l'obtention d'une surface coupante de qualités uniformes de dureté et de résistance à l'usure. Elles permettent de chauffer uniformément ou refroidir la face coupante au cours de l'opération de trempe et, étant donné que cette face est en tous ses points transversale aux fibres du métal, son usure est beaucoup plus uniforme que lorsque la structure du grain du métal est déformée par le forgeage. Les outils peuvent par conséquent être utilisés d'une manière efficace jusqu'à ce que leurs tranchants aient été émoussés sur toute leur étendue.
Le présent outil perfectionné est pourvu d'un taraudage conique en vue de son utilisation sur des fleurets comportant une partie filetée complémentaire, comme représenté sur les figs. 11 et 12, mais il va de soi que le même procédé de fabrication peut être utilisé pour la fabrication d'outils
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comportant le taraudage cylindrique plus courant. Le taraudage conique présente l'avantage que l'outil peut être vissé sur le fleuret ou dévissé du fleuret par un nombre de tours moindre, et par conséquent plus rapidement. Il présente aussi l'avantage d'assurer une plus grande quantité de métal à la base de la douille taraudée, endroit où cette douille se raccorde à l'extrémité de coupe.
Dans le fonctionnement des outils pour fleurets, ceci est la zone où le choc est le plus intense, et la surépaisseur de métal en ce point diminue notablement le risque de rupture.
Sur les figures 11 et 12, on a représenté un type de fleuret-perfectionné qui convient particulièrement pour les outils de la construction représentée. Sur ces figures, l'extrémité conique 40 du fleuret n'est pas filetée sur toute sa longueur. Cette extrémité présente au plus petit bout un ' prolongement cylindrique 41 qui est usiné sur sa face extrême de façon à constituer un tranchant 42, comme représenté plus particulièrement sur la figure 12. Cette construction est particulièrement désirable dans le cas d'out ils rapportés présentant des grands trous centraux.
Avec ces outils, un noyau montant est susceptible de se former et de subsister au centre du trou en cours de perforation et, à moins que ce noyau ne soit brisé au cours de la perforation, il risque de contrecarrer la force des tranchants agissant contre la roche au fond du trou. En raison de la présence du bord tranchant 42 à l'extrémité du fleuret, le noyau central se brise aussitôt qu'il atteint une' hauteur telle qu'il est attaqué par ledit bord prévu à l'extrémité du fleuret, de sorte que le noyau ne risque pas de faire obstacle au fonctionnement satisfaisant de la perforatrice.
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Comme on l'a dit précédemment, le type d'outil détachable représenté sur les dessins n'a été choisi qu'à titre explicatif, et l'invention n'est pas limitée à cette forme d'outil rapporté particulière, pas plus qu'elle n'est limitée à la forme particulière de la barre à partir de laquelle cet outil est fabriqué.