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REVENDICATIONS
1. Foret comportant au moins deux plaquettes de coupe fixées de façon amovible dans des logements pratiqués à son extrémité, les arêtes de coupe de ces plaquettes débouchant dans des gorges pratiquées dans le corps du foret et chacune desdites arêtes de coupe assurant, lors de la révolution de la pièce à usiner ou du foret, une partie de la surface totale de coupe de celui-ci, caractérisé par le fait qu'au moins une plaquette présente une forme différente de celle des autres plaquettes, et par le fait qu'une des plaquettes présente une arête de coupe de forme circulaire dont au moins un point est situé sur l'axe longitudinal du foret.
2. Foret selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite arête de coupe circulaire est disposée radialement et comprend deux points d'intersection avec l'axe longitudinal du foret.
3. Foret selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte deux plaquettes amovibles, la première présentant une arête de coupe de forme circulaire et la seconde présentant une arête de coupe de forme rhombique.
4. Foret selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'arête de coupe rhombique est située dans un plan parallèle au plan longitudinal contenant l'arête de coupe circulaire.
5. Foret selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte trois plaquettes amovibles, par le fait que deux plaquettes présentent chacune une arête de coupe de forme circulaire située radialement dans un plan longitudinal, les deux plans faisant un angle entre eux, et par le fait qu'une troisième plaquette présente une arête de coupe de forme rhombique située dans un plan parallèle à un plan longitudinal faisant un angle avec chacun des deux autres plans longitudinaux, et par le fait que les deux arêtes de coupe circulaires assurent respectivement la partie interne et la partie médiane de la surface de coupe totale, et que l'arête de coupe rhombique en assure la partie externe.
6. Foret selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il comporte un canal percé dans le corps du foret et selon l'axe longitudinal de celui-ci, ce canal débouchant à proximité des plaquettes de coupe amovibles et étant destiné au passage d'un liquide de refroidissement et de lubrification.
7. Foret selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les plaquettes de coupe amovibles sont munies chacune d'un brise-copeaux.
8. Foret selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que chaque plaquette amovible est percée d'un orifice central recevant une vis de fixation.
La présente invention se rapporte à un foret à plaquettes de coupe amovibles, pour matériaux métalliques ou non métalliques, qui comporte au moins deux plaquettes de coupe fixées de façon amovible dans des logements pratiqués à son extrémité, les arêtes de coupe de ces plaquettes débouchant dans des gorges pratiquées dans le corps du foret et chacune desdites arêtes de coupe assurant, lors de la révolution de la pièce à usiner ou du foret, une partie de la surface totale de coupe de celui-ci. Par surface totale de coupe, on entend ici la surface de révolution engendrée par le mouvement relatif de rotation des arêtes de coupe de l'ensemble des plaquettes du foret et de la pièce à usiner, plus particulièrement des parties actives de ces arêtes.
On connaît déjà des forets à plaquettes de coupe amovibles du type ci-dessus, permettant de supprimer les opérations d'affûtage des arêtes, nécessaires dans le cas des forets conventionnels. Par exemple, le foret décrit dans le brevet U.S. N0 3540323 comporte deux plaquettes de même forme, généralement carrée, de mêmes dimensions et à coupe négative. Un des désavantages que présente un tel foret consiste en ce que les deux plaquettes agissent selon des forces de même direction, ce qui conduit à des déviations possibles de l'outil lors des opérations de forage. Le foret faisant l'objet du brevet français N0 2334456 présente des plaquettes rhombiques à coupe positive, alors que des plaquettes de forme triangulaire sont également utilisées sur certains forets à plaquettes amovibles disponibles commercialement.
Enfin, il est décrit dans la revue Technica , N0 26, pp. 2062-2064, 1971, notamment un foret présentant deux plaquettes carrées, disposées de façon adjacente et dans le même plan, et une troisième plaquette également carrée disposée dans un autre plan situé radialement de l'autre côté de l'axe longitudinal.
Bien que certains des forets précités tendent à remédier à l'inconvénient du foret divulgué par le brevet U.S. N0 3540323 en apportant un certain effet de centrage de par la forme ou la disposition des plaquettes amovibles, l'utilisation de plaquettes à trois ou quatre côtés avec arêtes de coupe rectilignes présente, en plus, l'inconvénient, d'une part, de conduire à des problèmes au niveau de l'évacuation des copeaux et, d'autre part, de nécessiter le remplacement fréquent des plaquettes, à savoir une fois les trois ou les quatre arêtes de coupe usées.
Par conséquent, l'objet de cette invention, visant à remédier aux inconvénients précités, consiste en un foret qui comporte au moins deux plaquettes de coupe fixées de façon amovible dans des logements pratiqués à son extrémité, les arêtes de coupe de ces plaquettes débouchant dans des gorges pratiquées dans le corps du foret et chacune desdites arêtes de coupe assurant, lors de la révolution de la pièce à usiner ou du foret, une partie de la surface totale de coupe de celui-ci, et qui est caractérisé par le fait qu'au moins une plaquette présente une forme différente de celle des autres plaquettes, et par le fait qu'une des plaquettes présente une arête de coupe de forme circulaire dont au moins un point est situé sur l'axe longitudinal du foret.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du foret selon l'invention.
La fig. 1 en est une vue générale en perspective.
La fig. 2 est une vue de dessus du foret illustré à la fig. 1, alors que les fig. 3 et 4 sont des vues de côté respectivement depuis la droite et depuis la gauche de la fig. 1.
La fig. 5 représente une vue en coupe d'un trou borgne réalisé au moyen du foret selon la fig. 1.
En référence au dessin annexé, le foret illustré à titre d'exemple comporte un corps I dans lequel sont pratiquées deux gorges à copeaux hélicoïdales 2, 3, à l'extrémité de chacune desquelles est prévu, dans le corps 1 du foret, un logement destiné à recevoir une plaquette de coupe, respectivement une plaquette à arête de coupe de forme circulaire 4 (ci-après plaquette circulaire) et une plaquette à arête de coupe de forme rhombique 5 (ci-après plaquette rhombique). Ces deux plaquettes 4, 5 sont chacune munies d'un orifice central et sont fixées, de façon amovible, dans leurs logements respectifs, par exemple au moyen d'une vis à tête conique 6, 7 passant dans ledit orifice.
Comme illustré sur la fig. 2, l'arête de coupe circulaire de la plaquette 4 est disposée radialement dans un plan longitudinal I et de manière à couper, selon deux points d'intersection, le plan longitudinal Il perpendiculaire au plan I, c'est-à-dire à s'étendre très légèrement au-delà de ce plan II, donc de l'axe longitudinal du foret. Quant à l'arête de coupe rhombique de la plaquette 5, elle est disposée ici dans un plan parallèle au plan I contenant l'arête de coupe circulaire de la plaquette 4, la distance entre ces deux plans parallèles étant fonction du diamètre du corps 1 du foret.
De plus, la plaquette rhombique 5 est positionnée de telle sorte que sa pointe antérieure externe soit, d'une part, située légèrement en dehors du diamètre du corps du foret et, d'autre part, très légèrement en avant par rapport au point le plus en avant de l'arête de coupe circulaire de la plaquette 4, cela afin que, lors du perçage, la plaquette rhombique 5 pénètre dans le matériau à usiner avant la plaquette circulaire 4 et trace ainsi, en
vue d'un éventuel contrôle, un sillon constituant l'empreinte extérieure de la surface totale de coupe et, par là, du trou à forer.
Dans la forme d'exécution illustrée, la surface totale de coupe est donc la surface de révolution formée, lors de la rotation de la pièce à usiner ou du foret, d'une part, par la partie de l'arête de coupe rectiligne antérieure de la plaque rhombique 5 allant de la pointe externe antérieure jusqu'à l'intersection de cette arête avec le cercle imaginaire parcouru lors du mouvement relatif de rotation du foret et de la pièce à usiner par le point le plus en avant de l'arête de coupe circulaire de la plaquette 4, cela constituant la partie annulaire de la surface totale de coupe, et, d'autre part, par la portion de l'arête de coupe circulaire de la plaquette 4 située entre ledit point le plus en avant et le premier point d'intersection de cette arête circulaire avec le plan longitudinal II, cela constituant la partie centrale de ladite surface totale de coupe.
La fig. 5 illustre en coupe un trou borgne percé dans une pièce en un matériau quelconque au moyen du foret tel que décrit en référence aux fig. 1 à 4; la ligne S représente donc en coupe la forme du fond de ce trou et correspond à la surface totale de coupe obtenue par la rotation relative des parties actives des arêtes de coupe respectivement circulaire 4 et rhombique 5 et de la pièce.
De préférence, la plaquette circulaire 4 est dépouillée sur son pourtour de façon à pénétrer sans talonner dans le matériau à usiner, alors que la plaquette rhombique 5 présente une dépouille sur ses faces latérales.
Tant la plaquette circulaire 4 que la plaquette rhombique 5 peuvent être munies, en fonction de leurs dimensions notamment, d'un brise-copeaux obtenu, par exemple, par frittage ou meulage sur leur face de coupe.
En outre, la plaquette rhombique 5 peut être positionnée parallèlement à l'axe du foret ou, selon la nature du matériau à usiner, avec un angle positif ou négatif par rapport à cet axe.
Enfin, comme montré sur la fig. 1, le foret illustré peut comporter un canal 8 percé selon l'axe longitudinal du foret et débouchant à proximité des deux plaquettes 4, 5. Ce canal est destiné au passage d'un liquide approprié servant au refroidissement et à la lubrification des arêtes de coupe des plaquettes, ainsi qu'à faciliter l'évacuation des copeaux formés.
Un des avantages essentiels de cette invention réside dans le fait que, de par la présence d'une plaquette à arête de coupe circulaire, en combinaison avec une plaquette à arête de coupe rhombique par exemple, la répartition des forces agissant sur le foret lors de son utilisation est telle qu'elle fournit à celui-ci un effet autocentrant qui l'empêche de dévier de son axe pendant le forage.
En outre, remploi d'une ou de plusieurs plaquettes amovibles à arête de coupe circulaire présente également d'autres avantages, dont les plus importants sont les suivants: une plaquette à arête de coupe circulaire engendre des appeaux
de volume réduit, repliés sur eux-mêmes et écrouis, ce qui
facilite leur évacuation; - I'arête de coupe circulaire ne présente pas de pointe fragile,
comme les arêtes de forme rhombique, carrée ou triangulaire,
et elle supporte beaucoup mieux, par conséquent, la sollicita
tion mécanique de plus en plus forte rencontrée par l'arête de
coupe à mesure que l'on se rapproche de l'axe du foret et que
la vitesse tend vers zéro;
; - I'arête de coupe circulaire ne travaillant que sur une portion
de sa circonférence, elle permet un nombre de réindexages plus
important que dans le cas des plaquettes à arêtes de coupe
carrées, rhombiques ou triangulaires, qui ne peuvent être
réindexées que quatre, respectivement trois fois, selon le
nombre de côtés; le réindexage est aisément réalisé par pivote
ment de la plaquette autour de son axe pour mettre en posi
tion de travail une portion de l'arête circulaire non encore
usée. Une plaquette à arête de coupe circulaire est donc plus
économique.
Le foret selon l'invention peut être prévu pour des diamètres inférieurs à 20 mm aussi bien que pour des diamètres supérieurs à 60 mm. Dans le cas des grands diamètres, il est préférable d'utiliser un foret comportant plus de deux plaquettes. Selon une forme d'exécution non illustrée, un tel foret peut présenter, par exemple, deux plaquettes à arêtes de coupe circulaires disposées chacune radialement dans un plan longitudinal, les deux plans faisant un angle entre eux, et assurant la partie interne, respectivement médiane, de la surface totale de coupe du foret, et une troisième plaquette, par exemple à arête de coupe rhombique, disposée dans un plan parallèle à un plan longitudinal faisant un angle avec chacun des deux plans longitudinaux et assurant la zone extérieure de ladite surface totale de coupe du foret.
Un tel foret présente donc trois gorges séparées dans lesquelles débouchent respectivement les trois arêtes de coupe.
Bien entendu, le foret selon l'invention peut présenter, outre au moins une plaquette à arête de coupe circulaire, une ou plusieurs plaquettes à arête de coupe non seulement rhombique, mais de toute autre forme appropriée et dont la combinaison avec l'arête de coupe circulaire conduit à une répartition des forces assurant un effet autocentrant.
Enfin, les plaquettes de coupe amovibles étant disposées à des distances différentes de l'axe du foret, elles ont des vitesses de coupe différentes et sont donc soumises à des forces plus ou moins importantes selon qu'elles sont plus ou moins près de cet axe. Ces plaquettes peuvent par conséquent être réalisées en métal dur de compositions différentes selon la position occupée radialement, ou en acier rapide.
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CLAIMS
1. Drill bit comprising at least two cutting inserts detachably fixed in housings made at its end, the cutting edges of these inserts opening into grooves made in the body of the drill bit and each of said cutting edges ensuring, during the revolution of the workpiece or drill, part of the total cutting surface thereof, characterized in that at least one insert has a shape different from that of other inserts, and by the fact that inserts have a circular cutting edge, at least one point of which is located on the longitudinal axis of the drill.
2. Drill according to claim 1, characterized in that said circular cutting edge is arranged radially and comprises two points of intersection with the longitudinal axis of the drill.
3. A drill according to claim 2, characterized in that it comprises two removable inserts, the first having a cutting edge of circular shape and the second having a cutting edge of rhombic shape.
4. Drill according to claim 3, characterized in that the rhombic cutting edge is located in a plane parallel to the longitudinal plane containing the circular cutting edge.
5. A drill according to claim 1 or claim 2, characterized in that it comprises three removable inserts, in that two inserts each have a cutting edge of circular shape located radially in a longitudinal plane, the two planes forming an angle between them, and by the fact that a third insert has a rhombic-shaped cutting edge situated in a plane parallel to a longitudinal plane making an angle with each of the other two longitudinal planes, and by the fact that the two edges of circular cuts ensure respectively the internal part and the median part of the total cutting surface, and that the rhombic cutting edge ensures the external part.
6. Drill according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises a channel drilled in the body of the drill and along the longitudinal axis thereof, this channel opening near the removable cutting inserts and being intended for the passage of a cooling and lubricating liquid.
7. Drill according to one of claims 1 to 5, characterized in that the removable cutting inserts are each provided with a chip breaker.
8. Drill according to one of claims 1 to 5, characterized in that each removable plate is pierced with a central hole receiving a fixing screw.
The present invention relates to a drill with removable cutting inserts, for metallic or non-metallic materials, which comprises at least two cutting inserts removably fixed in housings made at its end, the cutting edges of these inserts opening into grooves made in the body of the drill and each of said cutting edges ensuring, during the revolution of the workpiece or of the drill, part of the total cutting surface thereof. By total cutting surface is meant here the surface of revolution generated by the relative movement of rotation of the cutting edges of all the inserts of the drill bit and of the workpiece, more particularly of the active parts of these edges.
Drills with removable cutting inserts of the above type are already known, making it possible to eliminate the sharpening operations of the edges, necessary in the case of conventional drills. For example, the drill described in U.S. Patent No. 3,540,323 has two inserts of the same shape, generally square, of the same dimensions and of negative cut. One of the disadvantages of such a drill is that the two inserts act according to forces in the same direction, which leads to possible deviations of the tool during drilling operations. The drill that is the subject of French patent N0 2334456 has rhombic inserts with positive cut, while inserts of triangular shape are also used on certain drills with removable inserts commercially available.
Finally, it is described in the journal Technica, N0 26, pp. 2062-2064, 1971, in particular a drill having two square inserts, arranged in an adjacent manner and in the same plane, and a third also inset square disposed in another plane located radially on the other side of the longitudinal axis.
Although some of the aforementioned drills tend to remedy the drawback of the drill disclosed by US Patent No. 3,540,323 by providing a certain centering effect by the shape or arrangement of the removable inserts, the use of inserts with three or four sides with rectilinear cutting edges has, in addition, the disadvantage, on the one hand, of leading to problems with the evacuation of the chips and, on the other hand, of requiring the frequent replacement of the inserts, namely a three or four worn cutting edges.
Consequently, the object of this invention, aiming to remedy the aforementioned drawbacks, consists of a drill bit which comprises at least two cutting inserts which are removably fixed in housings made at its end, the cutting edges of these inserts opening out into grooves made in the body of the drill and each of said cutting edges ensuring, during the revolution of the workpiece or of the drill, part of the total cutting surface thereof, and which is characterized by the fact that 'at least one insert has a shape different from that of the other inserts, and by the fact that one of the inserts has a cutting edge of circular shape of which at least one point is located on the longitudinal axis of the drill.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example an embodiment of the drill according to the invention.
Fig. 1 is a general perspective view thereof.
Fig. 2 is a top view of the drill illustrated in FIG. 1, while fig. 3 and 4 are side views respectively from the right and from the left of FIG. 1.
Fig. 5 shows a sectional view of a blind hole produced by means of the drill according to FIG. 1.
With reference to the appended drawing, the drill illustrated by way of example comprises a body I in which two grooves with helical chips 2, 3 are formed, at the end of each of which is provided in the body 1 of the drill, a housing intended to receive a cutting insert, respectively a circular cutting edge insert 4 (hereinafter circular insert) and a rhombic cutting edge insert 5 (hereinafter rhombic insert). These two plates 4, 5 are each provided with a central orifice and are fixed, in a removable manner, in their respective housings, for example by means of a conical head screw 6, 7 passing through said orifice.
As illustrated in fig. 2, the circular cutting edge of the insert 4 is disposed radially in a longitudinal plane I and so as to cut, along two points of intersection, the longitudinal plane II perpendicular to the plane I, that is to say at extend very slightly beyond this plane II, therefore from the longitudinal axis of the drill. As for the rhombic cutting edge of the wafer 5, it is arranged here in a plane parallel to the plane I containing the circular cutting edge of the wafer 4, the distance between these two parallel planes being a function of the diameter of the body 1 of the forest.
In addition, the rhombic insert 5 is positioned so that its external anterior tip is, on the one hand, located slightly outside the diameter of the body of the drill and, on the other hand, very slightly in front of the point the further in front of the circular cutting edge of the insert 4, this so that, during drilling, the rhombic insert 5 penetrates into the material to be machined before the circular insert 4 and thus traces, in
view of a possible control, a groove constituting the external imprint of the total cutting surface and, thereby, of the hole to be drilled.
In the illustrated embodiment, the total cutting surface is therefore the surface of revolution formed, during the rotation of the workpiece or the drill, on the one hand, by the part of the anterior rectilinear cutting edge of the rhombic plate 5 going from the anterior external point to the intersection of this edge with the imaginary circle traversed during the relative movement of rotation of the drill and of the workpiece by the most forward point of the edge circular cutting of the wafer 4, this constituting the annular part of the total cutting surface, and, on the other hand, by the portion of the circular cutting edge of the wafer 4 located between said most forward point and the first point of intersection of this circular edge with the longitudinal plane II, this constituting the central part of said total cutting surface.
Fig. 5 illustrates in section a blind hole drilled in a part of any material by means of the drill as described with reference to FIGS. 1 to 4; line S therefore represents in section the shape of the bottom of this hole and corresponds to the total cutting surface obtained by the relative rotation of the active parts of the circular cutting edges 4 and rhombic cutting 5 and of the part, respectively.
Preferably, the circular plate 4 is stripped around its periphery so as to penetrate without tailgating into the material to be machined, while the rhombic plate 5 has a draft on its lateral faces.
Both the circular plate 4 and the rhombic plate 5 can be provided, depending on their dimensions in particular, with a chip breaker obtained, for example, by sintering or grinding on their cutting face.
In addition, the rhombic plate 5 can be positioned parallel to the axis of the drill or, depending on the nature of the material to be machined, with a positive or negative angle relative to this axis.
Finally, as shown in fig. 1, the illustrated drill may include a channel 8 drilled along the longitudinal axis of the drill and opening near the two plates 4, 5. This channel is intended for the passage of a suitable liquid used for cooling and lubricating the edges of cutting the wafers, as well as facilitating the evacuation of the shavings formed.
One of the essential advantages of this invention resides in the fact that, by virtue of the presence of a circular cutting edge insert, in combination with a rhombic cutting edge insert for example, the distribution of the forces acting on the drill during its use is such that it provides it with a self-centering effect which prevents it from deviating from its axis during drilling.
In addition, the use of one or more removable inserts with a circular cutting edge also has other advantages, the most important of which are the following: a insert with a circular cutting edge generates calls
of reduced volume, folded back on themselves and hardened, which
facilitates their evacuation; - the circular cutting edge does not have a fragile point,
like rhombic, square or triangular edges,
and she endures much better, therefore, asked her
increasingly strong mechanical tion encountered by the edge of
cut as you get closer to the drill axis and as
the speed tends towards zero;
; - the circular cutting edge working only on a portion
of its circumference, it allows a number of reindexations more
important that in the case of cutting edge inserts
square, rhombic or triangular, which cannot be
reindexed only four, respectively three times, depending on the
number of sides; reindexing is easily done by swivels
ment of the insert around its axis to put in posi
working part of the circular edge not yet
worn out. A circular cutting edge insert is therefore more
economic.
The drill according to the invention can be provided for diameters less than 20 mm as well as for diameters greater than 60 mm. In the case of large diameters, it is preferable to use a drill having more than two inserts. According to an embodiment not illustrated, such a drill may have, for example, two inserts with circular cutting edges each arranged radially in a longitudinal plane, the two planes making an angle between them, and ensuring the inner part, respectively median , of the total cutting surface of the drill, and a third insert, for example with rhombic cutting edge, arranged in a plane parallel to a longitudinal plane making an angle with each of the two longitudinal planes and ensuring the external zone of said total surface cutting the drill.
Such a drill therefore has three separate grooves into which the three cutting edges open respectively.
Of course, the drill according to the invention may present, in addition to at least one insert with a circular cutting edge, one or more inserts with a cutting edge not only rhombic, but of any other suitable shape and the combination of which with the cutting edge circular cutting leads to a distribution of forces ensuring a self-centering effect.
Finally, the removable cutting inserts being arranged at different distances from the axis of the drill, they have different cutting speeds and are therefore subjected to greater or lesser forces depending on whether they are more or less near this axis. . These plates can therefore be made of hard metal of different compositions depending on the position occupied radially, or high-speed steel.