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FRAISE A PROFILER.
Il existe déjà des fraises à profiler formées par une tête por- tant des couteaux en métal dur, insérés de façon interchangeables dans cette têteet répartis avec différents rayons à la fois sur la périphérie et sur la largeur de cette têted'une manière correspondant au profil devant être usiné. Il s'agit alors de couteaux en métal dur du type des outils de tour, qui diffèrent entre eux ou présentent des artes de coupe de forme différen- tes, selon le profil désiré, Il est aussi nécessaire de prévoir des couteaux spéciaux ayant chaque fois une forme particulière déterminée, qui diffère d' un couteau à l'autre, de sorte que le remplacement du couteau est rendu plus difficile et qu'il en résulte des frais d'outillage élevés.
En outre, les couteaux-spéciaux en forme d'outils de tour doivent toujours,- lorsqu'ils .sont émoussés ou lors d'une détérioration de l'arête de coupe, être affûtés et ajustés chaque fois de nouveau, ce qui est incommode et nécessite un cer- tain laps de temps. De plus, lors de l'effritement de l'arête de coupe en un point de celle-ci, il est nécessaire d'affuter la totalité de cette arête jusqu'à la profondeur de cet effritementce qui est irrationnel et entraine une usure rapide du couteau ou de l'outil.
L'invention a pour buts d'éliminer ces inconvénients et de per- mettre la réalisation d'une fraise à profiler ou à façonner comportant une tête munie de couteaux en métal dur insérés de façon interchangeable dans cet- te tête et dans laquelle on utilise uniquement ou pour le moins en majeure partie des couteaux identiques, une contrainte par choc ou par refoulement de ces couteaux étant presque totalement éliminée, la fréquence et la profondeur des affûtages nécessaires pour les couteaux, de même que le travail d'ajus- tage ou de réglage en résultant, étant réduits à un minimum.
L'invention réside principalement dans le fait que la tête porte
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un grand nombre de couteaux plats de forme circulaire ou polygonale, identiques entre eux, insérés d'une manière en soi connue transversalement au sens de rotation de la tête, pouvant être déplacés par pivotement, et répartis sur la largeur de la tête d'une manière compacte, en se chevauchant l'un l'autre, les couteaux ou outils de coupe plats travaillant, diaprés la forme du profil, par une partie de la périphérie disposée latéralement à la direction de ro- tation étant inclinés par rapport au sens de rotation de la tête pour l'ob- tention d'angles de coupe ou de dépouille identiques.
Les avantages importants des couteaux plats en soi par rapport aux couteaux en métal dur en forme d'outils de tour, parmi lesquels on peut citer le fait qu'ils n'ont pas besoin d'être réaffûtés immédiatement lorsque l'arête de coupe est émoussée (il suffit alors de faire tourner d'un angle convenable ce couteau plat ou en forme de disque) et que lors de la rupture d'un point de l'arête on peut tenir compte de ce défaut lors de la mise en place du couteau, de sorte qu'un ré-affùtage de la totalité de l'arête de coupe sur toute la profondeur de l'effritement devient inutile, sont connus.
Pour cette raison,il existe déjà également des fraises frontales ou cylin- driques formées par une tête portant des couteaux plats ou en forme de dis- ques circulaires ou polygonaux insérés exactement l'un derrière l'autre par rapport au sens de rotation. Le montage sur des têtes de fraises à profiler de couteaux en forme de disques de ce type a été rejeté jusqu'ici par suite du fait que l'on ne peut obtenir par usinage avec un seul couteau circulaire qu'un arc de cercle ou avec une arête polygonale rectiligne qu'une ligne droi- te et non n'importe quel autre profil désiré.
L'invention repose sur cette idée fondamentale que presque chaque profil peut'être représenté par l'enveloppe de cercles ou peut être sensible- ment remplacé par une succession de courts segments et que les cercles ou po- lygones, pour un agencement suffisamment serré ou des côtés de polygones suffisamment courts, ne fournissent que des écarts insignifiants et accepta- bles sur un grand nombre de pièces usinées par rapport au profil à obtenir.
Cette disposition de cercles selon une distribution serrée le long du profil, qui nécessite pour une mise en oeuvre pratique une tète portant un grand nom- bre de couteaux, demeure toutefois possible sans difficultés lors de l'utili- sation de couteaux plats en forme de disques. L'arête circulaire ne vient en fait au contact de la pièce, au moment de son attaque, qu'en un seul point, c'est-à-dire que la largeur du copeau, et ainsi la section de ce copeau, com- mence à une valeur nulle et va ensuite en croissant.
La largeur de copeau maximum n'est atteinte qu'au moment du dégagement du couteau, moment auquel la profondeur du copeau a pris toutefois une valeur nulle, de sorte que la section du copeau est encore nulle, On obtient donc au lieu de la charge par choc engendrée avec les couteaux en forme d'outils de tour une charge crois- sante des couteaux ou de la tête, de sorte que plusieurs couteaux peuvent travailler simultanément sans que la durée à l'état normal des arêtes en souffre.pourvu que la machine soit de construction massive et rigide.
Indépendamment des propriétés favorables résultant de l'utilisa- tion de couteaux en forme de disques, la fraise à profiler, objet de l'inven- tion, présente également cet avantage qu'elle utilise des couteaux indivi- duels identiques entre eux, ce qui facilite leur remplacement et entraîne prin- cipalement une réduction notable des frais d'outillage. L'amplitude des sur- épaisseurs ou irrégularités de profil demeurant sur la pièce peut être rame- née sans difficultés à une valeur suffisamment réduite.
Ainsi, par exemple, une fraise à profiler de ce type pour le fraisage circulaire de jantes de roues de chemins de fer ne laisse sur la pièce que des surépaisseurs de 0,1 à 0,3 mm, ce qui est d'une façon générale acceptable dans ce cas (Les suré- paisseurs se trouvent disposées le long de la périphérie).
Suivant la forme du profil désiré, tous les couteaux ne travail- lent pas avec la partie antérieure de leur arête périphérique par rapport au sens de rotation de la tête (comme cela est le cas sur les fraises cylin- driques) mais les couteaux devant former des saillies ou des saignées travail-
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lent par une partie plus ou moins latérale. Il est évident qu'il en résulte lors d'une position normale de tous les couteaux plats par rapport au sens de rotation (les couteaux sont disposés dans un plan parallèle à l'axe de la té- te comme sur les fraises cylindriques) des angles de coupe ou de dépouille différents qui doivent être compensés par un affûtage différent des divers couteaux.
Mais afin de pouvoir utiliser des couteaux identiques entre eux et qui 'ne sont pas différemment affûtés, les couteaux sont insérés dans des' positions inclinées différentes, mais toutefois selon des inclinaisons re- lativement réduites, par rapport au sens de rotation dans la tête.
Une conformation ou fixation particulièrement favorable des cou- teaux est obtenue suivant l'invention par le fait que les couteaux en forme de disques sont formés par des bagues de métal dur montées de façon à pouvoir tourner et être bloquées sur une douille excentrique logée à pivotement dans la tête. Si l'une des parties servant à la coupe est émoussée ou endommagée, on peut alors faire tourner partiellement la bague en métal dur sur la douil- le,de manière qu'une autre partie de larte de coupe vienne attaquer la pièce,sans qu'elle ait besoin au préalable d'être ré-affutée ou réglée de nouveau.
Pour parvenir après un ré-affùtage de la totalité de la bague, ce qui correspond à une diminution du diamètre du disque, àu diamètre nécessaire correspondant de la fraise avec l'arête de coupe (ajustage ou réglage du cou- teau en forme de disque) il suffit de faire tourner de façon convenable la douille elle-même,de sorte que l'excentricité de cette douille compense la diminution de diamètre de la bague en métal dur due au ré-affùtage.
Cette pos- sibilité de réglage en soi simple des outils ne pourrait tre utilisée sur les fraises cylindriques, car il se produirait en même temps lors de la ro- tation de la douille excentrique également un décalage latéral (parallèlement à l'axe de la tête) du couteau en forme de disque qui ferait alors saillie par rapport à la série des autres couteaux, et qui devrait alors fournir seul un travail d'attaque préalable. Dans la fraise à profiler suivant l'in- vention, ce décalage latéral ne joue toutefois. aucun rôle.
Suivant l'inventions, les outils en forme de disques ou bagues en métal dur sont,en outre, symétriques par rapport au plan médian normal à leur axe. Il est ainsi possible de retourner les couteaux et d'utiliser comme arêtes de coupe les deux arêtes périphériques, de sorte que la durée d'utilisation du couteau jusqu'au moment ou un ré-affùtage est nécessaire et ainsi la longévité du couteau sont d'une façon générale doublées.
Etant donné que les couteaux en forme de disques doivent, à cause de leur mode de fixation, de leur faculté de réglage, de la possibilité de ré-affûtage nécessairede leur nombre total limité par les dimensions de la tête;) etc... présenter un diamètre minimum déterminé, il n'était pas pos- sible d'usiner des cannelures ou gorges de rayon de courbure inférieur au rayon minimum du disque, comme elles existent par exemple sur un arbre-vi- lebrequin dans la zone de transition entre le maneton et le bras du vilebre- quin.
Suivant d'autres particularités de l'invention, on réalise une fraise à profiler convenant au fraisage circulaire de manetons de vilebre- quins ou à des fins analogues par le fait que la tête reçoit pour l'usinage de cannelures ou gorges de faible rayon de courbure des couteaux de forme en métal dur additionnels analogues aux outils de tour, réglables et inter- changeables dont l'axe longitudinal se trouve de préférence sur la bissec- trice de la cannelure par rapport au profil à fraiser.
Avec une fraise à pro- filer de ce type, on peut fraiser en une seule passe aussi bien le maneton que le bras de vilebrequin avec les cannelures interposées, en prévoyant pour le maneton et les joues du vilebrequin des couteaux en forme de disques iden- tiques entre eux et des couteaux de forme simplement pour les cannelures, de sorte que l'on conserve ainsi les avantages de la fraise à couteaux en forme de disques.
Les couteaux de forme constituant alors des prismes droits compor- tant des faces d'affùtage normales aux deux surfaces latérales plus larges,
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et sont insérés dans la tête selon une inclinaison plus réduite par rapport au plan radial considéré. De cette manière, on obtient deux arêtes de cou- pe identiques, de sorte qu'ici encore les couteaux de forme ont simplement besoin d'être retournés lorsque l'une des arêtes de coupe est émoussée, et sont prêts immédiatement en vue d'une autre utilisation, la durée de ces couteaux jusqu'au moment où un réafftage est nécessaire étant ainsi égale- ment doublée. La position inclinée des couteaux fournit alors l'angle de coupe ou de dépouille nécessaire.
Une fixation ou un réglage ou ajustage particulièrement simple et judicieux des couteaux de forme dans la tête est obtenu par le fait que ces couteaux de forme prennent appui dans cette tête sur un organe d'adaptation ou une cale interchangeable et peuvent être fixés au moyen d'un coin serré à l'aide d'une vis. Il serait également possible, naturellement, de prévoir pour servir d'appui aux couteaux de forme une vis d'ajustage réglable.
La pièce présente souvent sur son profil des zones d'usinage de dimensions différentes, ou bien des quantités de matière différentes doi- vent être prélevées sur ce profil. Ainsi, sur un arbre-vilebrequin, une quan- tité de matière notablement plus grande que sur le maneton cylindrique doit être enlevée sur les joues et dans les cannelures. Il en résulte par suite une usure différente des couteaux venant attaquer la pièce aux divers points de ce profil et une durée irrégulière desdits couteaux. Afin de remédier à cet inconvénient, le nombre des couteaux plats ou de forme disposés sur les différentes circonférences de la périphérie de la tête et venant attaquer le mens point du profil varie selon la quantité de la matière à enlever sur le profil de cette pièce.
Ainsi chaque couteau séparé doit enlever sensiblement la même quantité de matière et est soumis ainsi approximativement à la même usure, et la durée de la fraise jusqu'à ce qu'un réaffùtage des couteaux soit nécessaire est notablement augmentée. L'avantage de la fraise faisant l'ob- jet de l'invention par rapport à une fraise à profiler avec arêtes occupant la totalité du profil apparaît en particulier ici. Ces arêtes, qui doivent na- turellement être réaffùtées sur la totalité de leur longueur, s'usent bien entendu plus fortement ou plus rapidement aux points où une plus grande quan- tité de matière doit être enlevée qu'aux autres points, et le réaffùtage doit avoir lieu, bien que les points de moindre enlèvement de matière ne soient pas encore émoussés, ce qui est particulièrement peu économique.
La description qui va suivre,faite en regard des dessins anne- xés donnés à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La fig. 1 montre la distribution des couteaux en forme de disques sur la largeur de la tête pour une fraise à profiler servant à l'usinage de jantes de roues de chemin de fer, sous une forme schématique et à plus grande échelle.
La fig. 2 est une vue en coupe transversale partielle à travers la tête, par la ligne II-II en fig. 1.
La fige 3 est une vue de détail montrant la fixation d'un cou- teau plat en forme de disque dans la tête.
La fig. 4 montre schématiquement la distribution des couteaux sur la largeur de la tête dans le cas d'une fraise à profiler pour le fraisage circulaire de manetons de vilebrequins.
Les figs. 5 et 6 montrent le mode de fixation d'un couteau plat ou de forme dans la tète, en coupe par les lignes V-V et VI-VI en fig. 4.
Dans une tête 1 qui, sous sa forme fondamentale, constitue la con- tre-partie du profil 2 de la jante d'une roue de chemin de fer, sont insérés un grand nombre de couteaux plats ou en forme de disques 2 à 38 identiques entre eux. (Indiqués pour la plus grande partie simplement par leurs axes ou centres sur la fig. 1). La répartition de ces couteaux sur la largeur de la tête est telle que le profil de la jante constitue l'enveloppe des disques
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qu'ils forment et que les surépaisseurs subsistant sur la pièce ne dépassent pas les tolérances acceptables pour ce profil. Il est évident que les cou- teaux en forme de disques ne sont pas disposés le long d'une génératrice de la tête, mais sont répartis sur sa périphérie.
Les couteaux 10, 11 et 18- 38 attaquent la pièce par la partie antérieure de leur périphérie par rap- port au sens de rotation de la téte; ils sont par suite disposés normalement à celle-ci (ils se trouvent dans un plan parallèle à l'axe de la tête) tan- dis que les couteaux 3. - 2. et 12 - 17, qui façonnent les flancs du talon de la jante, attaquent la pièce par une partie plus ou moins latérale de la pé- riphérie par rapport au sens de rotation et occupent (afin d'obtenir partout des angles de coupe ou de dépouille identiques pour une même conformation de tous les couteaux ) des positions inclinées différentes par rapport au sens de rotation (ils se trouvent dans un plan coupant l'axe de la tête).
Cette position ou inclinaison différente (couteaux 3, 7) est également visible sur la fig. 2 par opposition à une position normale (couteau 11). Les cou- teaux sont fixés au fond d'une saignée cylindrique de la tête et font sail- lie par rapport à la périphérie de celle-ci par la partie correspondante de leur arête périphérique (arête de coupe).
Comme le montre la fig. 39 le corps du disque formant couteau a la forme d'une bague 39 en métal dur montée excentriquement sur une douille 40 qui comporte un collet 41 venant prendre appui sur la face extrême de la bague et qui est montée à pivotement dans un .alésage 42 de la tête. La douil- le 40 et avec elle la bague en métal dur 39 sont fixées au moyen d'un boulon 43. Si l'on desserre ce boulon ±±, on peut alors faire tourner la bague en métal dur 39, afin de faire agir une nouvelle partie de l'arte de coupe.
Si l'on fait tourner la douille 40, une fente radiale 44 étant prévue à cet effet sur sa face frontage, la bague en métal dur est déplacée par rapport au rayon de la tête ou de la fraise, par suite de son montage excentrique.
(Ajustage du couteau après un réaffùtage réduisant le diamètre de la bague).
La bague métallique 39 est symétrique en coupe par rapport au plan médian normal à son axe, et présente donc dans les cas les plus simples une section transversale rectangulaire ou carrée, de sorte qu'on peut la re- tourner, et que ses deux arêtes périphériques sont utilisables comme arêtes de coupe.
Comme le montrent les figs. 4 à 6 dix-huit couteaux en métal dur 45-62 sont insérés selon une répartition périphérique régulière dans la tête la servant au fraisage circulaire d'un maneton 2a de vilebrequin, les couteaux 46, 49, 52, 55, 58 et 61 étant des couteaux de forme analogues aux outils de tour, tandis que les autres sont des couteaux en forme de disques identiques entre eux.
La distribution des couteaux sur la largeur de la tête est telle qu'il en résulte le profil du maneton de vilebrequin et des joues latérales s'y raccordant, qui forment l'enveloppe des cercles constitués par les cou- teaux, tandis que les deux cannelures ou gorges ménagées entre les joues la- térales et le maneton, dont le rayon de courbure est inférieur au rayon des couteaux circulaires, sont usinées par les couteaux de forme. (Les couteaux circulaires sont simplement représentés, comme sur la fig. 1, par leurs centres ou axes). L'axe longitudinal des couteaux de forme est disposé sur la bissec- trice des gorges.
Etant donné qu'une quantité notablement plus grande de matière doit être enlevée dans les gorges ou cannelures et sur les joues latérales que le long du maneton, il est prévu pour chacune trois couteaux de forme 49, 55 et 61 ou 46, 52 et 58, et pour chaque joue deux couteaux circulaires 47, 56 ou 51, 60 taillant latéralement, qui sont disposés exactement l'un derrière l'autre et viennent attaquer le même point du profil, tandis qu'un seul cou- teau circulaire est prévu pour les autres points d'attaque ,(le long du mane- ton).
Les couteaux de forme constituent alors des prismes droits et leurs surfaces d'affùtage sont normales aux deux surfaces latérales plus larges, de sorte qu'il en résulte deux arêtes de coupe identiques 63a, 63b dont l'uti-
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lisation est possible à volonté par retournement du couteau, ee qui double la durée de ce couteau jusqu'au moment où un affûtage est nécessaire. Afin d'obtenir l'angle de coupe ou de dépouille nécessaire, les couteaux sont disposés selon une légère inclinaison par rapport au plan radial 64 dans la tête la.
Dans des alésages judicieusement inclinés de la tête la sont Io- gées des pièces de guidage ou de montage 65 sur le talon desquelles les cou- teaux de forme prennent appui par une cale interchangeable 66. Des coins 67 sont prévus pour la fixation des couteaux de forme. Ces coins sont serrésà l'aide d'une vis 68. Après desserrage des coins fil, on peut extraire les couteaux de forme. Le réglage des couteaux nécessaire après un réaffùtage est obtenu en changeant les cales 66.
Les couteaux circulaires sont montés dans ce cas sur un touril- lon 69 inséré dans la pièce de montage 65a et sont fixés également au moyen de coins analogues 67 et de vis 68. Pour le réglage des couteaux réaffùtés, les pièces de montage correspondantes 65a comportent une vis de réglage 70 par laquelle elles prennent appui dans la tête.
Les détails de construction peuvent être modifiés, dans le do- maine des équivalences techniques, sans pour cela s'écarter de l'invention.
REVENDICATIONS.
1. - Fraise à profiler comportant une tête munie de couteaux en métal dur insérés de façon interchangeable dans cette tête, et répartis avec des rayons différents à la fois sur la périphérie de la tête et sur sa largeur d'une façon correspondant au profil devant être usiné, caractérisée en ce que la tête est pourvue d'un grand nombre de couteaux plats circulai- res-ou polygonaux, identiques entre eux, insérés d'une manière en soi con- nue transversalement au sens de rotation de la tête, pouvant être déplacés par pivotement, et répartis sur la largeur de cette tête d'une manière com- pacte, en se chevauchant l'un l'autre, les couteaux plats travaillants, d' après la forme du profil,
par une partie de la périphérie disposée latérale- ment à la direction de rotation étant inclinés par rapport au sens de rotation de la tête pour l'obtention d'angles de coupe ou de dépouille identiques.