Dispositif de fixation d'un outil de coupe dans un porte-outil La présente invention a pour objet un dispositif de fixation d'un outil de coupe dans un porte-outil, destiné plus particulièrement à l'usinage de métaux, par exemple au perçage.
On connaît déjà des outils de coupe qui présen tent une arête de coupe située à l'extrémité d'une car touche filetée extérieurement. La position de l'arête de coupe peut être ajustée .en déplaçant la cartouche ,de long de l'axe de son filet. Pour cela, on desserre une vis de blocage, on fait tourner une bague d'ajus tage vissée sur la cartouche et on serre à nouveau la vis de blocage. La bague d'ajustage appuie sur une surface usinée avec précision formant un siège que présente un porte-outil tel, par exemple que le bras d'une aléseuse. La position de l'arête de coupe dépend de la profondeur de coupe que l'on désire obtenir dans la pièce usinée.
Lorsqu'une cartouche du type décrit ci-dessus a été montée, sur le bras d'une :aléseuse ou sur un .autre porte-outil, il est souvent nécessaire de faire avancer légèrement l'arête de coupe. Cette nécessité provient le plus souvent de l'usure de l'arête de coupe.
Toute fois, il peut aussi se produire que la cartouche doit être retouchée dans sa position initiale. .Même lors que la position d e la bague sur la cartouche est déter minée au préalable, il peut être nécessaire de procé der à un ajustement fin après la mise en place de la cartouche sur le porte-outil. Cette nécessité provient de variations minimes entre la position de la bague telle qu'elle est prédéterminée .et sa position une fois la cartouche fixée au porte-outil.
Le but -de la présente invention est donc de per, fectionner les outils de coupe du type mentionné plus haut en les équipant de moyens permettant d'ajuster facilement l'outil sans qu'il soit nécessaire @de desser rer et de reserrer un organe de blocage.
Dans une fourre d'exécution préférée le dispositif permet en outre de fixer l'outil de coupe de telle façon que la bague qui détermine la .position de la cartouche n'appuie sur son siège qu'avec une force modérée ce qui évite la possibilité d'inexactitudes résultant d'un serrage trop considérable de la vis de blocage.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du. dispositif selon l'invention. La fig. 1 est une vue en coupe d'un :détail d'un. porte-outil auquel est fixé un outil et, la fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la fig. 1.
On voit au dessin un porte-outil qui est constitué par, un bras 10 représenté partiellement à la fig. 1. Ce porte-outil pourrait aussi être d'un autre type. Cepen dant, un porte-outil destiné au tournage, une tête rotative, une fraise à disque et d'autres éléments de support pourraient aussi être agencés d e façon à recevoir l'outil qui va être décrit. Le bras 10 repré senté à la fig. 1,
présente un logement qui est destin à recevoir un outil et qui est formé par un certain nombre d'éléments: un siège conique 12, s'étendant en saillie d'une surface 14, un .alésage 16, un perçage cylindrique 18, et un alésage 20. Le siège conique 12, ainsi que les alésages 16 et 20, et le perçage principal 18 sont coaxiaux et forment un logement qui traverse le bras 10 de part en part. L'alésage 20 peut être appelé l'alésage ;arrière du logement.
Un épaulement annulaire 22 s'étendant radialement sépare le fond de l' alésage 20 du perçage 18. Ce dernier présente deux rainures 24 s'étendant axialement et diamétralement opposées l'une à l'autre, la fonction de ces rainures étant expliquée plus loin.
L'outil qui est engagé dans ce logement comprend une cartouche 26 qui porte un élément coupant 28 à une de ses extrémités. Cet élément peut être en car bure de tungstène ou en une autre matière dure. Il est affûté de façon à présenter une arête de coupe. La cartouche 26 est pourvue d'un filet externe 30 qui s'étend sur la plus grande partie de sa longueur. Elle présente également un trou central taraudé 32 qui débouche dans son extrémité arrière.
Une collerette de guidage 34 d'un diamètre supérieur à celui des filets 30 s'étend à l'extérieur de la cartouche au voisi nage de son extrémité arrière. Des tenons 36 font saillie<B>de</B> la collerette 34 en deux points diamétrale ment opposés de cette collerette et s'étendent chacun dans une des rainures 24.
La collerette 34 est ajustée de façon à glisser sans jeu dans le perçage central 18 alors que les filets 30 sont maintenus légèrement écartés de la face interne de ce perçage. L'engage ment des tenons 36 -dans les rainures 24 évite toute rotation de la cartouche 26, tout en lui permettant de se déplacer axialement.
La position de la cartouche 26 dans le logement du bras 10 Lest déterminée par une bague .ajustable 38 qui présente un siège conique 40 s'appuyant sur le siège conique 12. La bague 38 est également pourvue de pans 42 et d'une ouverture axiale taraudée 44 par le moyen :de laquelle elle peut être .engagée sur 1e filet 30.
Une portion de surface supérieure conique 46 porte des graduations qui permettent de mesurer le déplacement angulaire<B>de</B> la bague par rapport à un point fixe marqué sur le bras 10.
On voit qu'une rofiation de la tba#gue 38 effectuée de telle façon que cette bague est maintenue appuyée contre le siège 12 entraîne un déplacement axial de 1a cartouche 26.
En service, la bague ajustable 318 :est maintenue appuyée contre le siège 12 par une vis de blocage 48 qui présente une tête plate 50 dans laquelle est prati quée une surface ;d'appui conique 52. Cette surface de la vis de blocage appuie contre un siège conique 56 que présente un anneau intercalaire 54. Ce dernier est un anneau rigide dont une des faces frontales est formée par une surface annulaire plane 58. Sa sur face latérale externe forme une surface cylindrique 60.
La face annulaire 58 appuie contre un anneau élastique 62 formé par exemple par un anneau plat ondulé. L'anneau 62 peut être formé dans une feuille ,de métal relativement mince. Son :diamètre est légère ment inférieur à celui de l'alésage 20 dans lequel il est engagé et il appuie contre l'épaulement 22. Lors qu'on visse la vis de blocage 48 ,dans le :trou taraudé 32 de la cartouche 26, l'anneau rigide 54 comprime la rondelle élastique 62 contre l'épaulement 22.
Lors de la première installation de la cartouche dans le bras 10 la vis de blocage 48 est serrée juste assez pour provoquer un début de compression du ressort 62. Ensuite, la cartouche 26 peut être avancée quel que peu sans desserrage ni resserrage de la vis 48. Pour cela, on fait tourner la bague 38 dans un sens tel que l'élément de coupe 28 se déplace en s'écartant du siège 10.
Le mouvement résultant de l'anneau rigide 34 qui est -entraîné avec la cartouche 26 par la vis de blocage 48 entraîne une compression du ressort 62. L'amplitude d'ajustage possible de la cartouche sans resserrage de la vis 48 dépend,du déplacement qui peut être effectué jusqu'à ce que 1a rondelle ondulée 62 soit complètement aplatie.
Si la rondelle 62 se comprime suffisamment pour permettre à la cartouche 26 de se déplacer de 0,3 à 0,5 mm, cela suffit dans la plupart des cas.
L'homme :du métier comprendra que la grande majorité des forces qui sont :appliquées, à la cartouche 26 tendent à appuyer la bague 38 contre son siège 12. Cependant le ressort 62. doit offrir une résistance suf fisante à la compression pour, éviter un dégagement accidentel de cette bague. D'un autre côté, le ressort 62 ne doit pas être si résistant qu'il nécessite une force trop grande pour entraîner la rotation de la bague 38 sur la cartouche 26.
Il résulte de ce qui précède que la bague 38 peut être entraînée en rotation .au moyen d'une clé s'enga geant sur les pans 42, ce qui permet l'ajustage de la cartouche 26 sans desserrage ni resserrage de la vis 48. De plus,tout ajustage de la cartouche 26 effectué dans ces conditions, présente une très grande préci sion par 1e fait que l'anneau 38 reste appliqué contre son siège 12 durant toute l'opération d'ajustage et que les forces appliquées à la bague 38 évitent toute rota tion accidentelle de cette bague pendant ou après l'ajustage.
On notera également que la bague 38 est maintenue contre son siège 1,2 par une force de l'or dre de grandeur de celles qui sont excercées par le ressort annulaire 62. Des constructions antérieures qui ne comprenaient pas ce ressort présentaient l'in convénient que la vis de blocage était souvent serrée avec une force telle que la précision de la position de l'arête de coupe en souffrait.
Il est clair que le dispo sitif décrit ci-:dessus évite cet inconvénient et, par conséquent, augmente la précision de l'outil.
Device for fixing a cutting tool in a tool holder The present invention relates to a device for fixing a cutting tool in a tool holder, intended more particularly for machining metals, for example for drilling. .
Cutting tools are already known which have a cutting edge located at the end of an externally threaded key. The position of the cutting edge can be adjusted by moving the cartridge along the axis of its thread. To do this, loosen a locking screw, rotate an adjusting ring screwed onto the cartridge and tighten the locking screw again. The adjusting ring rests on a precisely machined surface forming a seat which has a tool holder such as, for example, the arm of a boring machine. The position of the cutting edge depends on the desired depth of cut in the workpiece.
When a cartridge of the type described above has been mounted on the arm of a boring machine or on another tool holder, it is often necessary to advance the cutting edge slightly. This need most often arises from the wear of the cutting edge.
However, it may also happen that the cartridge needs to be retouched to its original position. Even when the position of the ring on the cartridge has been determined beforehand, it may be necessary to make a fine adjustment after the cartridge has been placed on the tool holder. This need arises from minimal variations between the position of the ring as it is predetermined. And its position once the cartridge is fixed to the tool holder.
The aim of the present invention is therefore to perfect cutting tools of the type mentioned above by equipping them with means allowing the tool to be easily adjusted without it being necessary to loosen and tighten a member. blocking.
In a preferred embodiment, the device also makes it possible to fix the cutting tool in such a way that the ring which determines the position of the cartridge only presses on its seat with a moderate force, which avoids the possibility of inaccuracies resulting from too much tightening of the locking screw.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the. device according to the invention. Fig. 1 is a sectional view of a: detail of a. tool holder to which a tool is attached and, FIG. 2 is a sectional view along the line II-II of FIG. 1.
The drawing shows a tool holder which is constituted by an arm 10 partially shown in FIG. 1. This tool holder could also be of another type. However, a tool holder for turning, a rotating head, a disc milling cutter and other supporting members could also be arranged to receive the tool which will be described. The arm 10 shown in FIG. 1,
has a housing which is intended to receive a tool and which is formed by a number of elements: a conical seat 12, projecting from a surface 14, a bore 16, a cylindrical bore 18, and a bore 20. The conical seat 12, as well as the bores 16 and 20, and the main bore 18 are coaxial and form a housing which passes right through the arm 10. The bore 20 may be referred to as the rear bore of the housing.
A radially extending annular shoulder 22 separates the bottom of the bore 20 from the bore 18. The latter has two grooves 24 extending axially and diametrically opposed to each other, the function of these grooves being explained below. .
The tool which is engaged in this housing comprises a cartridge 26 which carries a cutting element 28 at one of its ends. This element can be made of tungsten carbide or some other hard material. It is sharpened to present a cutting edge. The cartridge 26 is provided with an external thread 30 which extends over the greater part of its length. It also has a threaded central hole 32 which opens into its rear end.
A guide collar 34 with a diameter greater than that of the threads 30 extends outside the cartridge in the vicinity of its rear end. Tenons 36 project <B> from </B> the collar 34 at two diametrically opposed points of this collar and each extend into one of the grooves 24.
The collar 34 is adjusted so as to slide without play in the central bore 18 while the threads 30 are kept slightly apart from the internal face of this bore. The engagement of tenons 36 -in grooves 24 prevents any rotation of cartridge 26, while allowing it to move axially.
The position of the cartridge 26 in the housing of the ball arm 10 is determined by an adjustable ring 38 which has a conical seat 40 resting on the conical seat 12. The ring 38 is also provided with flaps 42 and an axial opening. threaded 44 by means of which it can be engaged on the thread 30.
A conical upper surface portion 46 carries graduations which make it possible to measure the angular displacement <B> of </B> the ring relative to a fixed point marked on the arm 10.
It can be seen that a rofiation of the tba # gue 38 carried out in such a way that this ring is kept pressed against the seat 12 causes an axial displacement of the cartridge 26.
In use, the adjustable ring 318: is held pressed against the seat 12 by a locking screw 48 which has a flat head 50 in which a conical bearing surface 52 is formed. This surface of the locking screw bears against a conical seat 56 which has an intermediate ring 54. The latter is a rigid ring one of the front faces of which is formed by a planar annular surface 58. Its outer side face forms a cylindrical surface 60.
The annular face 58 bears against an elastic ring 62 formed for example by a flat corrugated ring. Ring 62 can be formed from a relatively thin sheet of metal. Its: diameter is slightly less than that of the bore 20 in which it is engaged and it presses against the shoulder 22. When screwing the locking screw 48, in the: tapped hole 32 of the cartridge 26, the rigid ring 54 compresses the elastic washer 62 against the shoulder 22.
When the cartridge is first installed in the arm 10 the locking screw 48 is tightened just enough to cause the spring 62 to start to compress. Then the cartridge 26 can be advanced somewhat without loosening or retightening the screw 48. For this, the ring 38 is rotated in a direction such that the cutting element 28 moves away from the seat 10.
The resulting movement of the rigid ring 34 which is driven with the cartridge 26 by the locking screw 48 causes compression of the spring 62. The possible adjustment range of the cartridge without tightening the screw 48 depends on the displacement. which can be done until the corrugated washer 62 is completely flattened.
If the washer 62 compresses enough to allow the cartridge 26 to move 0.3-0.5mm, this is sufficient in most cases.
Those skilled in the art will understand that the vast majority of the forces which are: applied to the cartridge 26 tend to press the ring 38 against its seat 12. However, the spring 62 must offer sufficient resistance to compression to avoid accidental release of this ring. On the other hand, the spring 62 should not be so strong that it requires too much force to cause the ring 38 to rotate on the cartridge 26.
It follows from the foregoing that the ring 38 can be driven in rotation by means of a key engaging on the faces 42, which allows the adjustment of the cartridge 26 without loosening or tightening the screw 48. In addition, any adjustment of the cartridge 26 carried out under these conditions presents a very great precision in that the ring 38 remains applied against its seat 12 during the entire adjustment operation and that the forces applied to the ring 38 prevent accidental rotation of this ring during or after adjustment.
It will also be noted that the ring 38 is held against its seat 1,2 by a force of the magnitude of those which are exerted by the annular spring 62. Previous constructions which did not include this spring presented the inconvenience. that the locking screw was often tightened with such force that the accuracy of the position of the cutting edge suffered.
It is clear that the device described above avoids this drawback and, consequently, increases the precision of the tool.