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REVENDICATIONS
1. Outil de tournage comprenant un corps allongé, pourvu d'un logement à son extrémité libre, un élément de coupe en un matériau dur de forme prismatique qui présente deux surfaces de coupe opposées et qui est engagé dans ledit logement, une bride de serrage et une vis engagée dans un taraudage du corps d'outil et servant à la fixation de la bride, caractérisé en ce que le logement et la bride présentent l'un et l'autre une ou plusieurs surfaces d'appui allongées qui sont en contact avec des surfaces d'appui correspondantes de l'élément de coupe, ces surfaces étant orientées de façon que des forces d'appui distinctes exercées, d'une part, par la bride et, d'autre part, par le corps d'outil sur l'élément de coupe lorsqu'on serre la vis, aient des résultantes opposées et obliques par rapport à l'axe de la vis.
2. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites surfaces d'appui de l'élément de coupe sont distinctes des surfaces de coupe et en ce que le logement et la bride sont conformés de façon que, lorsque la vis est serrée, celle des surfaces de coupe qui ne se trouve pas en position active s'étende hors de contact avec la bride et avec le corps.
3. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de coupe présente en coupe, par un plan perpendiculaire à ses arêtes longitudinales, la forme d'un polygone concave ayant une symétrie telle qu'une rotation de 180 remplace la surface de coupe qui est en position active par l'autre surface de coupe et vice versa.
4. Outil de tournage selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de coupe comporte deux paires de surfaces d'appui, les deux surfaces de chaque paire formant entre elles un angle dièdre rentrant.
5. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le logement de réception de l'élément de coupe est limité du côté de la surface de coupe active par une nervure longitudinale présentant au moins une desdites surfaces d'appui du corps d'outil.
6. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps d'outil présente du côté opposé à la surface de coupe active une nervure longitudinale contre laquelle la bride s'appuie lorsque la vis est serrée.
7. Outil de tournage selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite nervure forme une butée pour l'arrêt de la bride de serrage.
8. Outil de tournage selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite butée est de profil rectangulaire et s'engage dans un décrochement de la butée quand on serre la vis.
9. Outil de tournage selon la revendication 3, dans laquelle l'élément de coupe de forme prismatique présente des surfaces de base parallèles obliques par rapport aux arêtes longitudinales, caractérisé en ce que le logement du corps d'outil est limité dans le sens longitudinal par une surface de butée présentant la même orientation que lesdites surfaces de base de façon à retenir l'extrémité arrière de l'élément de coupe.
10. Outil de tournage selon la revendication 9, caractérisé en ce que le logement se prolonge vers l'arrière du corps d'outil par une échancrure s'étendant à côté de ladite surface de butée, et en ce que l'élément de coupe présente à ses deux extrémités, d'une part, une surface de base et, d'autre part, un prolongement qui présente une ou plusieurs surfaces de coupe, l'outil étant destiné à permettre des tournages de profil.
11. Outil de tournage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bride présente un trou à entrée conique, la vis ayant également elle-même une tête conique de façon à assurer le positionnement latéral de la bride.
12. Outil de tournage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bride est conformée de façon que sa surface supérieure s'étende à fleur de la surface de coupe qui se trouve en position active et que la tête de la vis soit noyée dans la bride.
La présente invention a pour objet un outil de tournage comprenant un corps allongé, pourvu d'un logement à son extrémité libre, un élément de coupe en un matériau dur de forme prismatique qui présente deux surfaces de coupe opposées et qui est engagé dans ledit logement, une bride de serrage et une vis engagée dans un taraudage du corps d'outil et servant à la fixation de la bride.
Des outils de tournage de ce genre sont déjà connus. Leurs avantages par rapport aux outils de tournage dans lesquels l'élément de coupe est fixé par brasage à l'extrémité du corps d'outil sont multiples. En premier lieu, l'utilisation de moyens mécaniques pour fixer l'élément de coupe évite les sollicitations et l'affaiblissement des propriétés de l'élément de coupe qui se produisent en général au cours de l'opération de brasage. En second lieu, ces moyens de fixation permettent de retourner l'élément de coupe lorsqu'une de ses surfaces est usée, puis de l'échanger contre un élément neuf, ce qui diminue les frais d'usinage. En effet, un corps d'outil en acier peut être utilisé durant une longue durée de travail, les frais de remplacement étant simplement ceux consistant à mettre en place le nouvel élément de coupe.
Alors que ces avantages sont déjà connus depuis longtemps pour des outils de tournage de section relativement grande, on continue souvent à utiliser des outils à éléments de coupe brasés dans la pratique du tournage pour la réalisation de burins de petite section, c'està-dire par exemple, des sections inférieures à 10 x 10 mm. La raison de cette pratique est que, jusqu'à maintenant, on ne connaissait pas d'agencements de fixation simples, pratiques et sûrs permettant de tenir en place un élément de coupe rapporté sur un corps d'outil de section réduite, sans que ces moyens de fixation ne dépassent en largeur et en hauteur le gabarit du corps de coupe.
Ainsi donc les outils de tournage à éléments de coupe rapportés et interchangeables connus jusqu'à maintenant devaient être mis en place sur le porteoutil du tour en les engageant depuis le côté de l'espace de travail, ce qui, dans bien des cas, présentait des complications et des difficultés.
Le but de la présente invention est de proposer un outil de tournage du genre mentionné au début qui puisse être réalisé dans des dimensions atteignant par exemple 8 x 8 mm en section transversale, qui puisse être mis en place sur le porte-outil du tour, depuis le côté opposé à l'espace de travail, et qui présente des moyens de fixation sûrs, fiables et faciles à mettre en place.
Selon certaines formes d'exécution particulières de l'invention, il est possible de réaliser un outil de tournage qui présente les avantages mentionnés ci-dessus et qui peut, en outre, recevoir des éléments de coupe présentant deux surfaces de coupe opposées sans que la surface de coupe non active ne risque d'être détériorée par le contact avec le corps d'outil.
L'outil de tournage peut aussi présenter, outre les avantages déjà mentionnés, celui de pouvoir utiliser indifféremment des éléments de coupe permettant des opérations de tournage longitudinales, des éléments de coupe profilés permettant des opérations de tronçonnage ou de taillage de gorges et des éléments travaillant en fonçage et tournage.
Selon l'invention, le but énoncé plus haut est atteint par la réalisation d'un outil de tournage qui présente les particularités mentionnées au début et qui est caractérisé en outre en ce que le logement et la bride présentent l'un et l'autre une ou plusieurs surfaces d'appui allongées qui sont en contact avec des surfaces d'appui correspondantes de l'élément de coupe, ces surfaces étant orientées de façon que des forces d'appui distinctes exercées, d'une part par la bride et, d'autre part par le corps d'outil sur l'élément de coupe lorsqu'on serre la vis aient des résultantes opposées et obliques par rapport à l'axe de la vis.
On va décrire ci-après, à titre d'exemple, diverses formes de réalisation de l'outil de tournage selon l'invention en se référant au dessin annexé dont:
la fig. 1 est une vue en coupe de la première forme d'exécution selon la ligne I-I de la fig. 2;
la fig. 2 est une vue en plan de dessus de cette première forme d'exécution;
les fig. 3 et 4 sont des vues en élévation dans le sens de la flèche A et en plan de dessus représentant l'extrémité du corps d'outil;
la fig. 5 est une vue en coupe du corps d'outil selon la ligne V-V de la fig. 4;
les fig. 6, 7, 8 et 9 sont des vues de la bride respectivement en plan de dessous, en coupe longitudinale, en coupe transversale et en plan de dessus;
la fig. 10 est une vue en perspective éclatée de cette première forme d'exécution;
les fig. 11 et 12 sont deux vues d'une seconde forme d'exécution, respectivement en coupe transversale et en plan de dessus;
la fig. 13 est une vue en coupe transversale schématique montrant une variante de cette seconde forme d'exécution;
la fig. 14 est une vue en plan de dessus montrant une troisième forme d'exécution;
;
la fig. 15 est une vue en coupe selon la ligne XV-XV de la fig. 14, et
la fig. 16 est une vue en plan de dessus d'une variante de l'élément de coupe de la fig. 14.
Les éléments constitutifs de l'outil de tournage représentés aux fig. 1 à 10 sont le corps d'outil 1 constitué par exemple d'une barre de profil carré en acier, la bride 2 également en acier, la vis de fixation 3 et l'élément de coupe 4 qui peut être soit en métal dur fritté, soit, le cas échéant, en céramique.
L'élément de coupe 4 présente en section transversale la forme d'un polygone concave obtenu à partir d'un parallélogramme en pratiquant deux échancrures longitudinales limitées chacune par deux plans formant entre eux un angle dièdre rentrant. Ainsi, I'élé- ment 4 visible à la fig. 1 présente deux surfaces planes parallèles et opposées 5 et 6; il présente en outre deux surfaces latérales parallèles et opposées 7 et 8 qui sont inclinées par exemple de 8 par rapport à la perpendiculaire aux surfaces 5 et 6.
Les deux échancrures à angles dièdres rentrants de l'élément 4 sont limitées par des surfaces planes 9, 10, 10', 9' qui sont symétriques par rapport aux surfaces 6, 7 d'un côté et 5, 8 de l'autre côté.
Bien entendu, l'angle dièdre sera arrondi à son sommet de façon à éviter de constituer des amorces de fissures. Le moule de frittage sera construit de façon à constituer tous les plans de l'élément de coupe sans qu'il soit nécessaire de leur faire subir des retouches d'usinage.
Les arêtes de coupe limitées par les surfaces 5, 7 d'un côté et 6, 8 de l'autre côté seront rectifiées afin de réaliser l'affûtage de l'élément.
Dans le sens de sa longueur, l'élément 4 est limité par deux surfaces planes 32 et 33 qui sont parallèles, mais qui sont inclinées par rapport aux deux surfaces parallèles 5 et 6. Les bords de ces surfaces sont aussi inclinés par rapport au bord de coupe des surfaces 5 et 6.
Dans le plan de la fig. 2 par exemple, les angles entre l'arête longitudinale et les arêtes transversales de la surface 5 seront de 80".
Le corps d'outil 1 et la bride 2 sont conformés de façon à recevoir l'élément 4 et à le tenir en place d'une façon parfaitement stable par le seul effet du serrage de la vis 3. Pour cela, comme on le voit aux fig. 3, 4 et 5, le corps 1 présente à son extrémité libre un logement limité par les différents éléments de surface qui sont exactement conformés et orientés pour remplir le but visé. Sur son côté destiné à recevoir la surface de coupe en position de travail, le logement du corps d'outil 1 est limité par une nervure longitudinale 11 (fig. 5) qui présente une surface d'appui supérieure 12 et une surface d'appui interne oblique 13.
Entre ces deux surfaces est usiné un biseau 14 et l'on remarque que les surfaces d'appui 12 et 13 sont interrompues dans le sens de leur longueur par deux creusures 15 et 16, de sorte que (voir fig. 1) les surfaces d'appui 12 et 13 coopèrent avec les plans 9 et 10 de l'élément de coupe 4, à leurs deux extrémités tout en laissant cet élément de coupe dégagé dans sa partie centrale.
A la fig. 1, on voit encore que la surface d'appui 12 est légèrement inclinée vers l'extérieur, ce qui est important pour la stabilité de l'élément 4.
Le logement du corps d'outil 1 présente en outre un fond plat 17 et du côté opposé à la surface de coupe un rebord 18 dans lequel est ménagé un épaulement 19. C'est dans l'épaulement 19 qu'est percé le trou taraudé 20 destiné à recevoir la vis 3, l'axe de ce trou étant parallèle au flanc latéral du corps d'outil 1. Comme on le voit à la fig. 4, le trou taraudé 20 déborde légèrement dans la partie supérieure du rebord 18 qui est limitée elle-même par une face plane oblique 21.
Enfin, la nervure 11 se termine du côté de l'arrière du corps d'outil par une surface plane oblique 22 qui, comme on le verra par la suite, sert de surface de butée pour l'élément 4. De préférence, le corps 1 sera usiné par fraisage.
Les fig. 6 à 9 représentent la bride de fixation. Cette dernière est également une pièce d'acier. Elle peut être obtenue par étampage.
Tous ces éléments de surface sont fonctionnels. Cette pièce présente du côté de la surface de coupe active une aile saillante 23 et du côté opposé un renforcement massif 24 dans lequel est percé un trou à entrée conique 25 destiné à recevoir la vis 3. La face arrière 26 de la partie massive 24 est taillée en biseau selon un plan dont l'inclinaison par rapport à l'axe du trou 25 est la même que l'inclinaison de la surface 21 du corps d'outil 1. L'aile 23 présente sur sa plus grande longueur un arrondi 27 qui est toutefois interrompu dans sa partie centrale par une échancrure 28.
A son extrémité avant, la bride 2 présente encore une surface plane oblique 29, tandis qu'à son extrémité arrière, elle présente une creusure 30 qui limite la longueur de la surface incurvée 27 et du biseau 26 de façon à leur donner des dispositions symétriques par rapport à un plan transversal passant par l'axe du trou 25. En outre, le biseau 26 est également interrompu dans sa partie centrale par un décrochement 31 qui est analogue au décrochement 28.
La fig. 10 montre l'assemblage des trois éléments constitutifs de l'outil tandis qu'à la fig. 1, on voit comment s'opère la transmission des forces lors du serrage de la vis 3. Deux éléments de la surface d'appui 27 de la bride viennent en contact avec les plans 10' et 9' de l'élément 4. Ce dernier s'appuie par ses plans 9 et 10 contre les surfaces 12 et 13 de la nervure 11. La géométrie des différentes surfaces est déterminée de façon que la résultante des forces exercées par la surface 27 sur les plans 9' et 10' est une force oblique par rapport à l'axe de la vis 3. Cette force est égale et directement opposée à la résultante des forces d'appui qu'exercent les plans 12 et 13 sur les surfaces d'appui 9 et 10. La ligne d'action de ces forces est représentée à la fig. 1 par B.
Lors du serrage de la vis 3, la bride 2 est sollicitée par la tête conique de la vis qui se déplace dans le sens de son axe et par la réaction du biseau 21 sur la surface 26. L'orientation de ces deux dernières surfaces sera de préférence telle que leur plan de joint est parallèle à la ligne d'action des forces de serrage, donc la ligne B.
Lors du serrage, on a entre le rebord 18 et la bride soit un glissement, soit un pivotement.
On obtient donc une fixation stable de l'élément de coupe 4 au moyen d'éléments massifs et rigides alors que l'encombrement des moyens de fixation ne dépasse pas la section complète du corps de l'outil. Il en résulte que la surface de coupe active 5 est parfaitement dégagée. Elle peut, si on le désire, être munie d'un brise-copeaux. La seconde surface de coupe 8 se trouve, quant à elle, à distance du fond 17 du logement, de sorte que son affûtage ne risque pas d'être détérioré en cours d'utilisation de l'outil.
Dans la forme d'exécution représentée ici, l'élément 4 est un élément prismatique prévu pour des opérations de tournage longitudinales. L'inclinaison des plans extrêmes 32 et 33 est la même que celle de la surface de butée 22 décrite précédemment. Celle-ci va également contribuer à maintenir en place l'élément 4 puisque les efforts exercés sur lui par la pièce en cours de tournage vont le presser contre la butée 22.
En conclusion, l'élément 4 est serré entre la vis 3 qui, par l'intermédiaire de la bride 2, exerce sur lui une force ponctuelle localisée selon son axe, et les deux extrémités de la nervure 11. On a donc un serrage entre trois points, mais les lignes de force issues de ces trois points se décomposent elles-mêmes chacune en deux de manière à créer un appui parfaitement stable.
Du fait de sa conception extrêmement simple et concentrée, le dispositif de fixation décrit se prête à des réalisations dans toutes les dimensions désirées, y compris des dimensions réduites telles que par exemple des outils de tournage ayant 10 x 10 mm en section ou même 8 x 8 mm, ou même moins.
Les fig. il et 12 représentent une forme d'exécution simplifiée qui peut se prêter à des réalisations dans la gamme inférieure des dimensions du corps d'outil. L'élément 34 (fig. 11) est un élément tout à fait semblable à l'élément 4. De même, le corps 35 est semblable au corps 1, avec cette différence toutefois que le rebord 17 est remplacé ici par un rebord 36 limité par une face interne verticale 37. De même, la bride 38 présente une surface arrière 39 qui est verticale.
En outre, au lieu de présenter une surface d'appui allongée telle que la surface 27,1'aile 40 de la bride 38 est de longueur réduite, comme on le voit à la fig. 12. Elle n'appuie sur les surfaces d'appui de l'élément 34 qu'au milieu de leur longueur. Les autres particularités de l'outil décrit aux fig. 1 1 et 12 sont semblables à celles de la première forme d'exécution. Toutefois, la vis 41 est ici ajustée à l'intérieur du trou de la bride 38. De plus, cette dernière est appuyée contre une collerette 41a de la vis.
La fig. 13 montre schématiquement comment les particularités de l'outil décrit précédemment peuvent également être obtenues en utilisant un élément de coupe dont la section a la forme d'un polygone entièrement convexe. L'élément de coupe 42 est représenté à la fig.
13. Il a en effet la forme d'un parallélogramme dont seuls deux éléments de surfaces adjacents aux surfaces de coupe forment avec ces dernières des angles droits ou légèrement obliques, correspondant à la dépouille désirée. Le corps d'outil 43 présente ici une nervure longitudinale 44 à flanc interne oblique, tandis que la bride 45 présente une aile 46 qui appuie contre une surface d'appui qui constitue un des flancs de l'élément prismatique à section de parallélogramme désigné par 42. La force exercée par la bride 45 sur l'élément 42 est supportée par une nervure 44 et le fond 47 du corps d'outil 43. Les forces résultantes sont directement antagonistes et leur direction est oblique par rapport à l'axe de la vis.
Les fig. 14 à 16 représentent deux autres formes d'exécution qui montrent que le dispositif décrit permet également d'assujettir des éléments de coupe amovibles prévus pour des opérations de fonçage et de tournage simultanément. A la fig. 14, on voit un corps d'outil 48 dont la forme est semblable à celle du corps 1, à la seule différence près que le logement se prolonge vers l'arrière par une saignée 49 beaucoup plus longue que celle qui limite le fond 17 (fig. 4). La bride 50 est visible en coupe à la fig. 15. Elle présente une surface longitudinale et oblique 51 qui remplace la surface d'appui arrondie 27 de la première forme d'exécution. La nervure 54 qui remplace dans le corps 48 la nervure 18 du corps 1 a ici un profil rectangulaire et s'engage dans un décrochement de la bride.
Lorsqu'on serre la vis 3, l'épaulement 55 du décrochement s'appuie sur le sommet de la nervure 54 et son flanc 52 s'appuie latéralement contre le flanc 53 de la nervure.
Comme on le voit également à la fig. 15, l'élément de coupe 56 utilisé dans cette forme d'exécution a une forme différente des éléments de coupe décrits précédemment. Il est toujours constitué par un corps prismatique à arêtes parallèles et dont la section par un plan transversal a la forme d'un polygone. De plus, ce polygone est aussi concave mais, comme on le voit à la fig. 15, il présente un axe de symétrie désigné par C et qui est incliné de 45 par rapport à l'axe de la vis 3. La surface sur laquelle appuie le biseau 51 est une surface plane 57 perpendiculaire à l'axe de symétrie. Les deux surfaces de coupe de l'élément 56 sont les surfaces 58 et 59. Elles sont perpendiculaires l'une à l'autre.
Les bords de coupe sont limités par des surfaces de dépouille 60 et 61 dont l'inclinaison par rapport aux surfaces de coupe 58 et 59 est par exemple de 8 , tandis que les faces perpendiculaires 62 et 63 de l'angle dièdre rentrant sont parallèles respectivement aux surfaces de coupe 58 et 59. Lors du serrage de la bride, ces plans s'appliquent contre les faces de la nervure 64 qui correspond à la nervure 11 du corps d'outil dans la première forme d'exécution. On voit que le flanc antérieur de cette nervure est également incliné selon l'angle de la surface de dépouille.
Dans cette forme d'exécution, la surface d'appui 51 de la bride est une surface plane qui appuie perpendiculairement contre la surface plane 57 de l'élément de coupe. Sa forme est donc plus simple que celle des surfaces d'appui des formes d'invention précédentes. Il est évident que la surface d'appui 51 pourrait aussi, avec un élément de coupe comme l'élément 56, être tronconique, la bride 50 ayant alors la forme d'une bague montée autour de la vis 3. De même, il serait aussi possible de faire porter la tête de la vis 3 directement sur la surface 57.
Revenant à la vue en plan de la fig. 14, on voit que l'élément de coupe 56 présente deux prolongements symétriques 65 et 66 dont l'un (65) se trouve en position inactive et est engagé à l'intérieur de la saignée 49. Pour mettre en position active le prolongement 66 et la surface de coupe 59, il faut également faire subir à l'élément 56 une rotation de 180 . Dans ce cas, cette rotation a lieu autour de l'axe C qui correspond à l'axe de symétrie du profil.
Le corps d'outil 48 présente encore une saillie 67 qui s'étend en dessous du prolongement 65 et qui le soutient.
On remarque, d'autre part, qu'à côté des prolongements 65 et 66, l'élément de coupe 48 présente encore des surfaces de butée comme par exemple la surface de butée 68 qui est appuyée contre une butée du corps d'outil 48 correspondant à la butée 22 du corps d'outil 1.
Comme on le voit à la fig. 14, la plaquette 56 peut servir au tournage d'épaulements, de décrochements ou de rainures. Les prolongements 66 et 67 peuvent s'étendre sur une distance de l'ordre de 20% de la longueur totale de l'élément.
Les surfaces de coupe constituées par les plans 58 et 59 peuvent aussi, dans ce cas, être garnies de gorges brise-copeaux s'étendant le long des arêtes antérieures des surfaces de coupe.
Finalement, la fig. 16 montre une autre forme d'exécution d'un élément de coupe 69 qui comporte, comme l'élément 56, une partie centrale dont la section a la forme d'un polygone concave et à chaque extrémité un prolongement 70 muni d'une surface de coupe limitée par une arête de coupe 71. Ici, toutefois, les arêtes de coupe 71 sont incurvées en demi-cercle. Elles peuvent aussi être bordées de brise-copeaux. On voit aussi la surface de butée 72 qui est inclinée par rapport au plan de la surface de coupe correspondante. Les éléments de coupe des fig. 14 et 16 peuvent être utilisés aussi bien dans des opérations de fonçage que dans des opérations de tournage longitudinales. Ce sont des éléments symétriques qui présentent deux surfaces de coupe susceptibles d'être utilisées successivement.
Celle des surfaces de coupe qui n'est pas utilisée se trouve noyée dans l'échancrure 49 du corps d'outil 48. En même temps, l'élément de coupe est serré par ses surfaces d'appui entre la bride et le corps d'outil. Il est appuyé contre la butée arrière du corps d'outil. Dans ces formes d'exécution également, la bride peut être noyée à l'intérieur du profil de la partie pleine du corps d'outil et la tête de la vis peut être noyée dans la bride.