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Méthodes et machines pour l'affûtage de forets hélicoïdaux.
La présente invention concerne des méthodes et machi- nes pour l'affûtage de forets dits américains ou spinaux.
L'invention a pour objet un procédé de rectification et d'affutage de forets spiraux, en leur donnant une telle for- me à la pointe qu'une machine d'affûtage puisse être construite d'une manière très simple et économique et être d'une manipula- tion si aisée qu'elle puisse être utilisée dans tout atelier où des forets doivent être affûté.
Pour obtenir de bons résultats lors du perçage il est nécessaire que le sommet de la pointe du foret coïncide sensi- blement avec le centre géométrique de ce dernier et que les deux tranchants soient meulés avec uniformité et exactitude quant aux dimensions angulaires et à la longueur. Dans les fo- rets de grand diamètre il importe également que le tranchant au sommet forme un certain angle avec les trancnants en bout.
Ce tranchant au sommet qui, dans les forets spiraux pour forer
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dans le fer et l'acier avec un angle au sommet de 118 doit être de 55 , est obtenu normalement en donnant aux surfaces inclinées ou de dépouille du foret la forme d'un cône, spécia- lement dans l'affûtage à la machine, toutefois, cette méthode présente le désavantage que l'angle entre le trancnant et son plan de dépouille n'est pas uniforme sur toute la longueur du tranchant, cet angle étant généralement de 6 à la périphérie et d'environ 26 au sommet. Le tranchant n'offre donc pas une résistance uniforme et s'use de ce fait en premier lieu au cen- tre.
L'invention consiste à donner une forme déterninée aux surfaces obliques de la pointe du foret et est caractérisée en ce que le foret qui, pendant l'affûtage, est fixé de la maniè- re connue dans un mandrin pouvant tourner autour de l'axe du foret, est meulé de façon à réaliser une surface de dépouille plane au voisinage immédiat du tranchant, et une autre surface plane (surface de trancnant au sommet) incliné suivant un an- gle plus grand que celui de la surface de dépouille, après quoi le foret, toujours fixé dans le mandrin, est tourné de 180 , pour permettre le meulage de l'autre tranchant de la mê- me(surface dépouille et surface de tranchant au sommet) que le premier tranchant.
Les autres caractéristiques de l'invention ressorti- ront de la description ci-après, qui concerne un foret de cette forme et une exécution préférée d'une machine à affûter les forets spiraux de cette même forme, en se référant aux dessins annexés dans lesquels.-
La fig.l est une vue latérale d'un foret spirale se- lon l'invention.
La fig.2 est une vue en plan correspondant à la fig.l
La fig.3 est une coupe selon la ligne III-III de la fig.l.
La fig.4 est une vue en'plan partiellement en coupe, de la machine.
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La fig. 5 est une vue antérieure de la fig.4 partielle= ment en coupe. @
La fig. 6 est une vue en coupe selon la ligne VI-VI de la fig.4
La fig.7 est une vue latérale de la fig. 5
Comme montré dans les dessins, et en partant des tran- chants la et lb on meule des plans inclinés (plans de dépouille) 2a et 2b suivant un angle approprié a, pour obt.enir un tran- chant résistant à l'usure. Ces plans coupent, suivant la ligne d'intersection 3a, un plan coïncidant avec l'axe du foret et parallèle aux tranchants la et lb.
Si l'on taille' ensuite un autre plan (plan de trancnant au sommet) 4a ou 4b qui s'incline depuis la ligne 3a suivant un angle ) le plan de tranchant au sommet 4a détermine avec le plan de dépouille 2b un tranohant au sommet 5b. de même que le plan 4b et le plan 2a déterminent un tranchant au sommet 5a, la projection des deux tranchants au sommet 5a et 5b formant une droite. Un calcul démontre que si l'angle a. est de 6 , l'angle b doit être environ 30 , si l'angle du tranchant au sommet doit être de 55 . un décrira ci-après une exécution préférée d'une af- fûteuse prévue à cet effet. Une plaque 1 est destiné, à être fixé à une machine 4 inculer, dans une position appropriée par rapport à une meule 2, fig.4 comme il sera décrit ci-après.
Un témoin 3 fixé au plateau 1 s'élève à travers un support 4.
Des fentes 5 et 6 du support et une poignée 7 permettant de fixer le support dans une position radiale voulue par rapport au tenon..
La plaque 1 comporte un bossage 8 pour maintenir le support dans une position fixe pendant l'affûtage, Le support porte un arbre fixe 9 qui s'avance depuis le support jusqu'à la meule 2. L'extrémité extérieure de l'arbre 9 à la forme d'un secteur dont le rayon 10 est horizontal et le rayon 11 -.vertical. Ge dernier est aligné avec le plan en bout 12 de .La
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meule 2, le secteur étant; situé à, l'arrière de ce plan. Sur l'arbre 9 est monté librement un bras basculant 13 à deux man- chons 14 et 15 dont les axes 16 et 17 sont situés dans le même plan et forment entre eux un angle d égal à la moitié de l'an- gle à la pointe du foret.
Le sommet de l'angle.si est situé à proximité de l'ex- trémité extérieure de l'arbre 9, lorsque le manchon 14 est en contact avec le support 4. Le manchon 14 comporte une came ou nervure 18 dont un côté est radial par rapport à l'axe 16 et forme un angle de (90 + a) avec le plan des axes 16 et 17.
Lorsque la plaque 1 et le support 4 sont fixés dans la position de moulage, la partie radiale de la came 18 coïncide avec la face antérieure 12 de la meule 2. Le manchon 14 comporte en des- sous une autre came ou nervure 19, qui est parallèle à l'axe 16 et coopère avec un galet 20 prévu sur un levier 21 pivoté sur un arbre 22 réuni rigidement au support 4. Le galet 20 est pi- voté sur une tige 23 solidaire du levier 21. Une bielle 24, ar- ticulée sur un pivot 25 solidaire du levier 21, comporte une boutonnière 26 pour une tige 27 fixée au support 4.
Un ressort 28, dont une extrémité est reliée au levier 21 et l'autre à une cheville 29 solidaire du support 4, tend à. tourner ce levier dans le sens antihorlogique, fig.7, de façon que l'extrémité de droite de la fente 26 bute contre la tige 27.
Le bras oscillant 13 pivote de naut en bas, autour de l'arbre 9, par son poids propre, mais est arrêté dans différentes positions par l'entrée en contact de la came 19 avec le galet 20 du levier 21. Dans la position qui vient d'être décrite, du levier 21,1'a- xe 17 forme l'angle avec le plan horizontal. Lorsque le bras 13 est abaissé (contre l'antagonisme du ressort 28) jusqu'à ce que l'extrémité de gauche de la fente 26 touche la cneville 27, l'axe 17 forme avec le plan horizontal l'angle b, fig. 3
Dans le manchon 15 du bras oscillant 13 est monté libre- ment une douille 30, fig.4, présentant un collier 31 muni de @
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deux entailles 32 diamétralement opposées.
Un verrou 33 monté coulissant dans le bras' 15 est engagé,dans l'une des entailles 32 à l'aide d'un ressort 34, empêchant ainsi la rotation de la douille 13 autour de l'axe 17. A l'extrémité opposée de la douil- le se trouve un écrou 35, fixé à une certaine distance de l'ex- trémité du manchon 15 et soumis à la poussée d'une cheville à ressort 36, fig. 6 de sorte que le collier 31 de la douille 30 est forcé de porter sur le manchon 15.
La douille 30 est agencée pour la fixation à l'aide d' un cône par ex. de la queu d'un mandrin 37 pour un foret 38.
Sur le côté extérieur du manohon 15 se trouve un excentrique 39 monté rigidement sur un arbre 40 pivoté dans le manchon et dans une plaque 41 vissée à celui-ci. Un bouton 45 calé sur l'arbre 40 (à l'aide d'une goupille 42 par ex.) permet de tourner la ca- me 39 de façon qu'elle touche le collier 32 de la douille 30 et refoule celle-ci vers la meule 2.
Pour utiliser la machine, on fixe le support 4 à la plaque 1 de façon qu'il touche le bossage 8. En se servant d'une règle, on fixe la plaque 1 à la maohjine à meuler, de façon que le plan radial de la came 18 du bras 13 vienne en ligne avec le plan 12 de la meule 2. On désserre la poignée 7 et l'on tourne le support 4 dans le sens horlogique. Fig.4 pour permettre l'in- troduction d'un foret 38 dans le mandrin 37. On avance le bras 13 vers l'extérieur sur l'arbre , de façon que le foret puisse passer librement en dehors de l'arbre.
Après avoir repoussé le bras 13 jusqu'à ce qu'il touche le support 4, on ajuste le fo- ret de façon qu'un de ses tranchants soit parallèle à la ligne d'intersection des plans 10 et 11 de l'arbre 9 et touche le cô- té 11 du seateur, après quoi on serre le foret dans le mandrin.
On tourne ensuite le support 4 jusqu'à ce qu'il touche le bos- sage 8 et on le fixe dans cette position à l'aide de la poignée 7.
A ce moment, si l'on déplace le bras 13 le long de l' arbre 9, le foret arrive à portée de la meule 2, laquelle meule
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éventuellenent en premier lieu l'angle de dépouille a du foret, cela après que ce dernier aura été poussé vers la meule à l'aide du bouton 43, lequel est muni d'une graduation, comme montré dans la fig.6 par ex., dont l'étalonnage permet de déterminer une cer- taine position du bouton.Le bras 13 est déplacé en va-et-vient pour éviter l'usure de la meule en un seul endroit. Lors de ce mouvement, le galet 20 roule sur la cane 19, tandis que le bras 13 est maintenu par le ressort 28, dans une position correspon- dantà l'angle a .
Le bouton 43 est ensuite ramené dans sa posi- tion inactive, de sorte que la douille 30 est écartée de la meur- le par la cheville à ressort 36. Le bras 13 estbasculé versle bas jusqu'à ce que l'extrémité de gauche de la fente 26 de la bielle 24, fig.7 touche la tige 27, après quoi ce bras est à nou- veau déplacé en va-et-vient sur l'arbre 9, en vue de meuler l'an- gle sur le foret, fig.3. Toujours pendant ce va-et-vient, le foret est poussé contre la meule par des pouvements angulaires successifs du bouton 43,
jusqu'à ce que l'échelle de ce dernier indique le numéro correspondant à la position déterminée précé- demment lors du meulage de l'angle a. On tourne ensuite le bou- ton 43 en arrière jusqu'à sa position initiale et l'on pousse le bras 13 vers l'extérieur, de sorte que le foret parvient dans l'espace entre l'arbre 9 et la meule 2, ce qui permet au foret de tourner autour de son axe 17. Cette dernière rotation est obtenue en saisissant l'écrou 35 et en faisant tourner la douille 30 jus- qu'à. ce que le verrou 33 s'engage dans l'entaille opposée 32.
Le foretse trouve ainsi retourné de 1800 etle cycle qui vientd'ê- tre décrit se répète pour le meulage du second trancnant de fo- ret, en veillant que le bouton 43 soit toujours tourné suivant le degré de l'échelle déterminé en premier lieu.
Il va de soi que lorsque la came 39 est très faiblement excentrée, par ex. d'un centième de pouce, une graduation en di- xièmes de tour, c'est-à-dire des millièmes de pouce, assure une très bonne précision, permettant d'obtenir le sommet du foret aus-
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si près que possible du centre géométrique. Comme le support 4 est immobilisé pendant ,1'affûtage, l'angle 1 fig.4, doit être le même pour les deux tranchants du foret ce qui présente une très grande importance, comme indiqué plus haut.
Une fois l'affûtage achevé, on desserre le support 4 du tenon 3 et on le fait pivoter vers l'extérieur pour permet- tre l'enlèvement du foret affûté et la mise en place du foret suivant à affûter. La forme finale de la pointe du foret obte- nue par cette opération est lontrée dans les figs. 1 et 2.
. ici
Le dispositif décrit et représenté/peut subir de nom- breuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi, d'autres organes que le levier 21 et la bielle 24 peu- vent être employés pour,obtenir les angles a et b. En outre, la bielle 24 et la tige 27 peuvent être munies de vis afin d'ob- tenir d'autres angles a et b que ceux déterminés plus haut.
Ensuite, le bras pivotant 13 peut être établi en deux parties dont les positions relatives peuvent être modifiées pour ob- tenir un autre angle 1, fig. 4, c'est-à-dire, des pointes de forets à angle plus aigu ou plus obtus.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Methods and machines for sharpening twist drills.
The present invention relates to methods and machines for sharpening so-called American or spinal drills.
The object of the invention is a process for grinding and sharpening spiral drills, giving them such a cutting edge shape that a sharpening machine can be constructed in a very simple and economical manner and be able to be used. 'so easy to handle that it can be used in any workshop where drills need to be sharpened.
To obtain good results when drilling, it is necessary that the apex of the tip of the drill coincides appreciably with the geometric center of the latter and that the two cutting edges are ground with uniformity and exactitude as regards the angular dimensions and the length. In large diameter drills it is also important that the cutting edge at the top forms a certain angle with the cutting edges.
This cutting edge at the top which, in spiral drills to drill
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in iron and steel with an apex angle of 118 should be 55, is normally achieved by giving the inclined or undercut surfaces of the drill bit the shape of a cone, especially in machine sharpening, however, this method has the disadvantage that the angle between the cutting edge and its relief plane is not uniform over the entire length of the cutting edge, this angle being generally 6 at the periphery and about 26 at the top. The cutting edge therefore does not offer uniform resistance and therefore wears out primarily in the center.
The invention consists in giving a definite shape to the oblique surfaces of the tip of the drill bit and is characterized in that the drill bit which, during sharpening, is fixed in the known manner in a mandrel capable of rotating about the axis of the drill bit, is ground so as to provide a flat flank surface in the immediate vicinity of the cutting edge, and another flat surface (cutting edge surface at the top) inclined at an angle greater than that of the flank surface, after which the drill, still fixed in the chuck, is turned by 180, to allow the grinding of the other cutting edge of the same (flank surface and cutting surface at the top) as the first cutting edge.
The other characteristics of the invention will emerge from the following description, which relates to a drill of this shape and a preferred embodiment of a machine for sharpening spiral drills of this same shape, with reference to the accompanying drawings in which .-
Fig. 1 is a side view of a spiral drill bit according to the invention.
Fig. 2 is a plan view corresponding to fig.l
Fig.3 is a section along line III-III of fig.l.
Fig.4 is a partially sectional plan view of the machine.
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Fig. 5 is a front view of Fig.4 partially = ment in section. @
Fig. 6 is a sectional view along the line VI-VI of FIG. 4
Fig. 7 is a side view of fig. 5
As shown in the drawings, and starting from the edges 1a and 1b, inclined planes (relief planes) 2a and 2b are grinded at an appropriate angle α, to obtain a wear resistant edge. These planes intersect, along the line of intersection 3a, a plane coinciding with the axis of the drill and parallel to the cutting edges la and lb.
If we then cut another plane (cutting plane at the top) 4a or 4b which tilts from line 3a at an angle) the cutting plane at the top 4a determines with the draft plane 2b a cutting edge at the top 5b. just as plane 4b and plane 2a determine a cutting edge at the top 5a, the projection of the two cutting edges at the top 5a and 5b forming a straight line. A calculation shows that if the angle a. is 6, the angle b should be around 30, if the angle of the cutting edge at the top should be 55. One will hereinafter describe a preferred embodiment of a sharpener provided for this purpose. A plate 1 is intended to be fixed to a machine 4 inculator, in an appropriate position with respect to a grinding wheel 2, fig.4 as will be described below.
A witness 3 fixed to the plate 1 rises through a support 4.
Slots 5 and 6 of the support and a handle 7 for fixing the support in a desired radial position with respect to the tenon.
The plate 1 has a boss 8 to keep the support in a fixed position during sharpening, The support carries a fixed shaft 9 which projects from the support to the grinding wheel 2. The outer end of the shaft 9 in the form of a sector whose radius 10 is horizontal and radius 11 -.vertical. Ge last is aligned with the end plane 12 of.
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grinding wheel 2, the sector being; located at the back of this shot. On the shaft 9 is freely mounted a rocking arm 13 with two sleeves 14 and 15, the axes 16 and 17 of which are located in the same plane and form between them an angle d equal to half the angle at the tip of the drill.
The apex of the angle .si is located near the outer end of the shaft 9, when the sleeve 14 is in contact with the support 4. The sleeve 14 has a cam or rib 18, one side of which is radial with respect to axis 16 and forms an angle of (90 + a) with the plane of axes 16 and 17.
When the plate 1 and the support 4 are fixed in the molding position, the radial part of the cam 18 coincides with the anterior face 12 of the grinding wheel 2. The sleeve 14 has below another cam or rib 19, which is parallel to the axis 16 and cooperates with a roller 20 provided on a lever 21 pivoted on a shaft 22 rigidly joined to the support 4. The roller 20 is pivoted on a rod 23 integral with the lever 21. A connecting rod 24, ar - Twisted on a pivot 25 integral with the lever 21, comprises a buttonhole 26 for a rod 27 fixed to the support 4.
A spring 28, one end of which is connected to the lever 21 and the other to a pin 29 integral with the support 4, tends to. turn this lever counterclockwise, fig. 7, so that the right-hand end of the slot 26 abuts against the rod 27.
The oscillating arm 13 pivots from nautical downward, around the shaft 9, by its own weight, but is stopped in different positions by the coming into contact of the cam 19 with the roller 20 of the lever 21. In the position which just described, of the lever 21, 1 x 17 forms the angle with the horizontal plane. When the arm 13 is lowered (against the antagonism of the spring 28) until the left end of the slot 26 touches the cneville 27, the axis 17 forms with the horizontal plane the angle b, fig. 3
In the sleeve 15 of the oscillating arm 13 is freely mounted a sleeve 30, fig. 4, having a collar 31 provided with @
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two diametrically opposed notches 32.
A latch 33 slidably mounted in the arm 15 is engaged in one of the notches 32 by means of a spring 34, thus preventing the rotation of the sleeve 13 around the axis 17. At the opposite end of the sleeve is a nut 35, fixed at a certain distance from the end of the sleeve 15 and subjected to the thrust of a spring pin 36, fig. 6 so that the collar 31 of the sleeve 30 is forced to bear on the sleeve 15.
The socket 30 is arranged for fixing by means of a cone eg. of the shank of a mandrel 37 for a drill 38.
On the outer side of the manohon 15 is an eccentric 39 rigidly mounted on a shaft 40 pivoted in the sleeve and in a plate 41 screwed thereto. A button 45 wedged on the shaft 40 (using a pin 42 for example) allows the cam 39 to be turned so that it touches the collar 32 of the sleeve 30 and pushes the latter towards the grinding wheel 2.
To use the machine, the support 4 is fixed to the plate 1 so that it touches the boss 8. Using a ruler, the plate 1 is fixed to the maohjine to be grinded, so that the radial plane of the cam 18 of the arm 13 comes in line with the plane 12 of the grinding wheel 2. The handle 7 is loosened and the support 4 is rotated clockwise. Fig.4 to allow the insertion of a drill 38 into the chuck 37. The arm 13 is advanced outwards on the shaft, so that the drill can pass freely outside the shaft.
After pushing back the arm 13 until it touches the support 4, the forest is adjusted so that one of its cutting edges is parallel to the line of intersection of planes 10 and 11 of the shaft 9 and touches the side 11 of the seateur, after which the drill is clamped in the chuck.
The support 4 is then turned until it touches the bump 8 and it is fixed in this position using the handle 7.
At this moment, if the arm 13 is moved along the shaft 9, the drill comes within reach of the grinding wheel 2, which grinding wheel
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if necessary in the first place the clearance angle a of the drill bit, this after the latter has been pushed towards the grinding wheel using the button 43, which is provided with a graduation, as shown in fig. 6 for example. , the calibration of which makes it possible to determine a certain position of the button. The arm 13 is moved back and forth to prevent wear of the grinding wheel in one place. During this movement, the roller 20 rolls on the cane 19, while the arm 13 is held by the spring 28, in a position corresponding to the angle a.
The button 43 is then returned to its inactive position, so that the socket 30 is moved away from the dowel by the spring pin 36. The arm 13 is tilted down until the left end of the slot 26 of the connecting rod 24, fig. 7 touches the rod 27, after which this arm is again moved back and forth on the shaft 9, in order to grind the angle on the drill bit , fig. 3. Still during this back and forth, the drill is pushed against the grinding wheel by successive angular powers of button 43,
until the scale of the latter indicates the number corresponding to the position determined previously during the grinding of the angle a. The button 43 is then turned back to its initial position and the arm 13 is pushed outwards, so that the drill reaches the space between the shaft 9 and the grinding wheel 2, this which allows the drill to rotate about its axis 17. This latter rotation is obtained by grasping the nut 35 and rotating the sleeve 30 until. that the latch 33 engages in the opposite notch 32.
The drill is thus turned over from 1800 and the cycle which has just been described is repeated for the grinding of the second cutting edge, ensuring that the knob 43 is always turned according to the degree of the scale determined in the first place.
It goes without saying that when the cam 39 is very slightly eccentric, eg. of a hundredth of an inch, a graduation in tenths of a turn, that is to say thousandths of an inch, ensures a very good precision, allowing to obtain the top of the bit as well.
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as close as possible to the geometric center. As the support 4 is immobilized during the sharpening, the angle 1 fig.4, must be the same for the two cutting edges of the drill which is very important, as indicated above.
Once the sharpening is complete, the support 4 is released from the tenon 3 and rotated outwards to allow removal of the sharpened drill bit and the placement of the next drill bit to be sharpened. The final shape of the drill tip obtained by this operation is shown in figs. 1 and 2.
. here
The device described and represented can undergo numerous modifications without departing from the scope of the invention.
Thus, members other than the lever 21 and the connecting rod 24 can be used to obtain the angles a and b. In addition, the connecting rod 24 and the rod 27 may be provided with screws in order to obtain angles a and b other than those determined above.
Then the swivel arm 13 can be established in two parts, the relative positions of which can be changed to obtain another angle 1, fig. 4, that is, sharper angle or obtuse drill tips.
CLAIMS.
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