La présente invention se rapporte à un outil de coupe à plaquettes amovibles comportant un corps qui présente au moins un logement destiné à recevoir de façon amovible une plaquette de coupe et des moyens de fixation de cette plaquette dans ledit logement, et plus particulièrement à un tel outil équipé de plaquettes de coupe étroites, comme par exemple une fraise-disque, ou porte-plaquette, à rainurer ou tronçonner, dont le corps d'outil est de faible épaisseur.
On connaît déjà de nombreux systèmes de fixation dont la plupart font intervenir l'élasticité de la matière constituant le corps d'outil. Parmi ces systèmes, on peut citer celui décrit dans le document DE 3 301 919, dont le moyen de blocage de la plaquette de coupe est une came monobloc comportant à sa périphérie une rainure de profondeur radiale variable. Cette came est introduite de force, dans son logement, à partir d'un orifice de dimension supérieure aménagé à travers le corps d'outil dans le cas d'une fraise. De par sa géométrie compliquée, cette came est un accessoire coûteux et son introduction de force, respectivement son remplacement, est malaisé. De plus, le système devient inopérant après usure prononcée de la came et/ou de son logement.
Un autre système est connu du document GB 2 082 485 dont le moyen de blocage est également une came monobloc, mais cylindrique et avec méplat. Dans ce système, afin que la came reste en place, plus particulièrement en position de repos du système, il est nécessaire de la sertir en martelant les bords de son logement. Dans le domaine des outils de coupe, cette opération n'est pas souhaitable et doit être évitée, surtout lorsqu'il s'agit d'un élément fréquemment mis en mouvement (à chaque changement de plaquette); en outre, le remplacement de la came est malaisé (dessertissage, puis nouveau sertissage).
Les plaquettes de coupe équipant les outils connus du type précité ont des faces d'appui inférieure et supérieure parallèles entre elles, comme décrit par exemple dans les demandes de brevets GB 2 082 485, FR 2 373 349 et DE 3 301 919, ou coniques vers l'arrière, c'est-à-dire d'une hauteur diminuant depuis la zone de la face de coupe en direction du fond du logement, comme par exemple dans la demande de brevet EP 0 095 062 et le modèle d'utilité DE 8 804 365. Lorsque ces plaquettes sont montées sur des outils tournants tels que des fraises-disques, elles courent le risque d'être éjectées de leur logement par la force centrifuge en cas de vitesse de rotation élevée.
Dans le système de fixation connu de la demande de brevet DE 3 420 653, les faces d'appui inférieure et supérieure de la plaquette de coupe, de même que les parois correspondantes de son logement aménagé dans le corps d'outil, sont coniques vers l'avant, c'est-à-dire d'une hauteur augmentant depuis la zone de la face de coupe en direction du fond du logement. Dans ce cas, la plaquette ne peut pas être éjectée de son logement; par contre, pour la remplacer il est nécessaire d'enlever la came de blocage, car elle ne peut être extraite qu'au travers de l'orifice aménagé dans le corps de l'outil pour ladite came.
De plus, il est malaisé de la sortir, sans risque de l'abîmer, de son logement dans lequel elle reste coincée après déblocage de la came.
Le but de l'invention consiste donc à fournir un dispositif de fixation qui est simple, rigide, fiable, et surtout qui permet d'obvier aux inconvénients des systèmes connus susmentionnés.
L'outil de coupe objet de la présente invention et visant à atteindre le but précité présente les caractéristiques définies dans la revendication 1. Un autre objet de l'invention consiste en une plaquette de coupe pour cet outil, qui est telle que définie dans la revendication 10.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemples l'outil de coupe et la plaquette correspondante selon l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont des vues partielles en coupe, respectivement latérale, d'une forme d'exécution du dispositif de fixation d'une plaquette de coupe sur un corps d'outil.
La fig. 3 est une vue frontale de la plaquette de coupe de la réalisation des fig. 1 et 2.
La fig. 4 est une vue partielle en plan d'une réalisation d'une fraise-disque comportant le dispositif de fixation selon l'invention.
Les fig. 5 et 6 sont des vues en plan, respectivement de côté, d'une autre réalisation sous la forme d'un outil monotranchant comportant le dispositif de fixation selon l'invention.
En référence tout d'abord aux fig. 1 et 2, une forme d'exécution possible du dispositif de fixation com prend un corps d'outil 1, représenté partiellement, dans lequel un logement 2 est aménagé pour recevoir une plaquette de coupe 3. Ce logement 2 est ouvert transversalement et présente des parois respectivement frontale 4 et dorsale 5 en V. De manière correspondante, les flancs avant 6, respectivement arrière 7, de la plaquette de coupe 3 sont également en V, de telle sorte qu'une fois introduite dans son logement 2, la plaquette de coupe 3 soit retenue latéralement par la forme desdites parois frontale 4 et dorsale 5.
La forme en V, tronquée ou non, des parois frontale 4 et dorsale 5 du logement 2, ainsi que des flancs avant 6 et arrière 7 de la plaquette de coupe 3, peut être concave ou convexe. En position hors-service (non bloquée), les parois frontale et dorsale du logement sont parallèles l'une à l'autre. Par contre, pour empêcher toute éjection de la plaquette 3, par exemple sous l'effet de la force centrifuge d'une fraise en service, le flanc avant 6 de cette plaquette 3 est légèrement incliné longitudinalement par rapport au flanc arrière 7 pour conférer une certaine conicité à ladite plaquette 3, qui présente ainsi une épaisseur décroissante entre ses flancs avant et arrière en direction de sa portion de coupe.
Enfin, et comme illustré également sur la fig. 3, la plaquette de coupe 3 présente une arête de coupe transversale 8 et une base plate 9, cette dernière reposant en position de service sur le fond également plat 10 du logement 2.
D'autre part, une ouverture transversale 11 présentant deux entrées coniques 12 et 13 opposées l'une à l'autre et séparées par une portion de trou cylindrique 14 est pratiquée dans le corps de l'outil 1 à proximité du logement 2, ainsi qu'une encoche 15 également traversante et débouchant à l'extérieur dudit corps. De préférence, cette encoche 15 traverse diamétralement l'ouverture transversale 11 et se termine dans un orifice traversant cylindrique 16. Le logement 2 présente également de préférence dans la partie frontale de son fond 10 une encoche axiale 17 aboutissant dans un orifice cylindrique traversant 18.
L'élément de serrage du dispositif de fixation décrit est constitué par une vis à tête conique 20 introduite dans l'une des entrées coniques 12 ou 13 de l'ouverture 11 et par un écrou 21 en forme de tronc de cône introduit dans l'autre entrée conique de l'ouverture 11. La tête conique de la vis 20 comporte un évidement de forme 22 destiné à coopérer avec un outil adéquat (non montré), par exemple un tournevis de type "Torx".
Le fonctionnement du système de fixation décrit ci-dessus est le suivant. Dans une première position de l'ensemble plaquette-corps de l'outil, la plaquette de coupe 3 est disposée dans son logement 2 avec un certain jeu de l'ordre de 0,02 à 0,2 mm. Pour la bloquer dans ledit logement 2, il faut visser la vis de serrage 20 dans l'écrou 21.
En vissant la vis de serrage 20 à tête conique, cette dernière ainsi que l'écrou 21 en forme de tronc de cône s'enfoncent dans les entrées coniques 12 et 13 de l'ouverture transversale 11, exerçant une poussée radiale I qui tend à écarter l'encoche traversante 15; cette poussée aura pour effet de déplacer la portion 1 min de corps d'outil comprise entre l'encoche 15 et le logement 2 selon la flèche II, de manière à ce que la paroi frontale 4 dudit logement 2 appuie contre le flanc avant 6 légèrement incliné de la plaquette 3, celle-ci se trouvant ainsi poussée et serrée contre la paroi dorsale 5 dudit logement 2. On peut évaluer le "déplacement" de cette portion 1 min à une valeur légèrement supérieure au jeu entre la plaquette de coupe 3 et son logement 2, afin que ce jeu soit au moins compensé pour bloquer la plaquette dans sa position de service.
Ce "déplacement" est rendu possible par une certaine élasticité de la portion de corps 1 min grâce à la présence de l'encoche traversante 15, et dans une moindre mesure à la présence de l'encoche radiale 17 et des orifices traversants 16 et 18. Ainsi, en position de service bloquée, la paroi frontale 4 du logement devient légèrement conique pour s'adapter à la légère conicité du flanc avant 6 de la plaquette 3.
Ce système de blocage est nettement moins soumis à usure que les systèmes à came connus de l'état de la technique, car l'effort exercé pour assurer ledit blocage de la plaquette de coupe est réparti sur une surface portante (surfaces périphériques coniques de la tête de vis 20 et de l'écrou 21 contre les entrées coniques 12, 13 de l'ouverture transversale 11) beaucoup plus importante. De plus, le cas échéant, cette usure ne peut pas rendre le système inopérant, car elle est alors compensée par le fait que la tête de vis 20, respectivement l'écrou conique 21, ne font que s'enfoncer un peu plus dans les entrées coniques 12, 13 de l'ouverture transversale 11. C'est pourquoi, la distance séparant la partie inférieure de la tête de vis 20, à proximité de la partie filetée 23 de la vis, est suffisamment éloignée de la partie inférieure (petit diamètre) de l'écrou 21.
L'expérience a démontré qu'il n'est pas nécessaire de prendre des mesures spéciales afin que l'écrou ne tourne pas dans son logement conique lors de l'opération de blocage de la vis. Cependant, si dans des cas particuliers, en fonction du type et/ou des dimensions de l'outil considéré, une telle mesure devait être prise pour bloquer l'écrou, elle pourrait par exemple être constituée par un ergot de sécurité (non-montré) coopérant avec l'encoche traversante 15 ou par le moletage de sa surface d'appui conique, de manière à fixer la position angulaire dudit écrou dans ledit orifice transversal 11.
Comme illustré sur la fig. 4, le système de fixation qui vient d'être décrit s'applique notamment à une fraise-disque 24 dans laquelle des logements 2 min destinés à recevoir de façon amovible les plaquettes de coupe 3 min sont répartis à la périphérie du corps en forme de disque, avec une portion 24 min élastiquement déformable ou déplaçable à l'avant de chaque logement sous l'action de la vis 20 min et de l'écrou 21 min . Cette fraise-disque est entraînée en rotation autour d'un axe central perpendiculaire à son plan et dans la direction de la flèche III.
Des variantes particulières de fraises-disques du type de celle de la fig. 4, peuvent se distinguer par la forme de la portion de coupe des plaquettes (profil et/ou orientation de l'arête de coupe); on peut mentionner par exemple des fraises trois tailles permettant le rainurage à queue d'aigle, etc.
Sur les fig. 5 et 6 est représentée une forme d'exécution différente de l'invention sous la forme d'un outil de tour monotranchant, pouvant servir par exemple d'outil à saigner ou à tronçonner. Dans cette réalisation, le corps d'outil 25 est destiné à être monté sur un tour et à se déplacer linéairement selon son axe longitudinal ou perpendiculairement à celui-ci pour usiner une pièce entraînée en rotation autour de son propre axe longitudinal.
Le système de fixation de la plaquette de coupe 26 unique est identique à celui décrit en référence aux fig. 1 et 2. Cette plaquette 26 est introduite dans un logement 27 pratiqué dans la portion de tête 28 de l'outil, dont la largeur est faible par rapport au reste du corps d'outil 25. Comme déjà décrit, la plaquette 26 est bloquée dans un logement 27 par la portion 28 min pressée élastiquement contre son flanc avant sous l'action de la vis à tête conique 29 et de l'écrou conique 30.
Enfin, le principe de fixation faisant l'objet de la présente invention peut bien entendu également être appliqué à d'autres variantes non illustrées d'outils à tronçonner, à scier, à saigner, à dresser, etc., mono- ou multitranchants.
The present invention relates to a cutting tool with removable inserts comprising a body which has at least one housing intended to detachably receive a cutting insert and means for fixing this insert in said housing, and more particularly to such a tool fitted with narrow cutting inserts, such as a disc cutter, or insert holder, to be grooved or cut, the tool body of which is thin.
Numerous fastening systems are already known, most of which involve the elasticity of the material constituting the tool body. Among these systems, mention may be made of that described in document DE 3,301,919, the means for blocking the cutting insert of which is a one-piece cam having at its periphery a groove of variable radial depth. This cam is forcibly introduced into its housing from a hole of larger size arranged through the tool body in the case of a cutter. Due to its complicated geometry, this cam is an expensive accessory and its introduction of force, respectively its replacement, is difficult. In addition, the system becomes inoperative after pronounced wear of the cam and / or its housing.
Another system is known from document GB 2 082 485, the locking means of which is also a one-piece cam, but cylindrical and with a flat. In this system, so that the cam remains in place, more particularly in the system rest position, it is necessary to crimp it by hammering the edges of its housing. In the field of cutting tools, this operation is undesirable and should be avoided, especially when it is an element frequently set in motion (each time the insert is changed); in addition, replacing the cam is difficult (crimping, then crimping again).
The cutting inserts equipping known tools of the aforementioned type have lower and upper bearing faces which are parallel to one another, as described for example in patent applications GB 2 082 485, FR 2 373 349 and DE 3 301 919, or conical backward, that is to say a height decreasing from the area of the cutting face towards the bottom of the housing, as for example in patent application EP 0 095 062 and the utility model DE 8 804 365. When these inserts are mounted on rotary tools such as disc cutters, they run the risk of being ejected from their housing by centrifugal force in the event of a high speed of rotation.
In the fixing system known from patent application DE 3 420 653, the lower and upper bearing faces of the cutting insert, as well as the corresponding walls of its housing arranged in the tool body, are tapered towards the front, that is to say a height increasing from the area of the cutting face towards the bottom of the housing. In this case, the wafer cannot be ejected from its housing; on the other hand, to replace it it is necessary to remove the blocking cam, since it can only be extracted through the orifice provided in the body of the tool for said cam.
In addition, it is difficult to take it out, without risk of damaging it, from its housing in which it remains stuck after unlocking the cam.
The object of the invention therefore consists in providing a fixing device which is simple, rigid, reliable, and above all which makes it possible to obviate the drawbacks of the known systems mentioned above.
The cutting tool which is the subject of the present invention and which aims to achieve the above-mentioned object has the characteristics defined in claim 1. Another object of the invention consists of a cutting insert for this tool, which is as defined in the claim 10.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of examples the cutting tool and the corresponding insert according to the invention.
Figs. 1 and 2 are partial sectional views, respectively lateral, of an embodiment of the device for fixing a cutting insert to a tool body.
Fig. 3 is a front view of the cutting insert of the embodiment of FIGS. 1 and 2.
Fig. 4 is a partial plan view of an embodiment of a disc cutter comprising the fixing device according to the invention.
Figs. 5 and 6 are plan views, respectively from the side, of another embodiment in the form of a single-edged tool comprising the fixing device according to the invention.
Referring first to Figs. 1 and 2, a possible embodiment of the fixing device com takes a tool body 1, partially shown, in which a housing 2 is arranged to receive a cutting insert 3. This housing 2 is open transversely and has respectively front 4 and dorsal 5 walls in V. Correspondingly, the front sides 6, respectively rear 7, of the cutting insert 3 are also in V, so that once inserted in its housing 2, the insert section 3 is retained laterally by the shape of said front 4 and dorsal 5 walls.
The V-shape, truncated or not, of the front 4 and dorsal 5 walls of the housing 2, as well as the front 6 and rear 7 sides of the cutting insert 3, can be concave or convex. In the out-of-service position (not blocked), the front and back walls of the housing are parallel to each other. On the other hand, to prevent any ejection of the wafer 3, for example under the effect of the centrifugal force of a cutter in service, the front flank 6 of this wafer 3 is slightly inclined longitudinally relative to the rear flank 7 to give a a certain taper to said insert 3, which thus has a decreasing thickness between its front and rear flanks in the direction of its cutting portion.
Finally, and as also illustrated in FIG. 3, the cutting insert 3 has a transverse cutting edge 8 and a flat base 9, the latter resting in the service position on the also flat bottom 10 of the housing 2.
On the other hand, a transverse opening 11 having two conical inlets 12 and 13 opposite to each other and separated by a portion of cylindrical hole 14 is formed in the body of the tool 1 near the housing 2, thus that a notch 15 also passing through and opening outside of said body. Preferably, this notch 15 passes diametrically through the transverse opening 11 and ends in a cylindrical through orifice 16. The housing 2 also preferably has in the front part of its bottom 10 an axial notch 17 ending in a through cylindrical orifice 18.
The clamping element of the described fixing device is constituted by a conical head screw 20 introduced into one of the conical inlets 12 or 13 of the opening 11 and by a nut 21 in the form of a truncated cone introduced into the another conical entry of the opening 11. The conical head of the screw 20 has a recess of shape 22 intended to cooperate with a suitable tool (not shown), for example a "Torx" type screwdriver.
The operation of the fastening system described above is as follows. In a first position of the insert-body assembly of the tool, the cutting insert 3 is disposed in its housing 2 with a certain clearance of the order of 0.02 to 0.2 mm. To block it in said housing 2, the clamping screw 20 must be screwed into the nut 21.
By screwing the conical head clamping screw 20, the latter as well as the nut 21 in the form of a truncated cone sink into the conical inlets 12 and 13 of the transverse opening 11, exerting a radial thrust I which tends to move aside the through notch 15; this push will have the effect of moving the portion 1 min of tool body between the notch 15 and the housing 2 according to arrow II, so that the front wall 4 of said housing 2 presses against the front flank 6 slightly inclined of the insert 3, the latter thus being pushed and clamped against the dorsal wall 5 of said housing 2. We can evaluate the "displacement" of this portion 1 min at a value slightly greater than the clearance between the cutting insert 3 and its housing 2, so that this play is at least compensated for blocking the wafer in its service position.
This "displacement" is made possible by a certain elasticity of the body portion 1 min thanks to the presence of the through notch 15, and to a lesser extent to the presence of the radial notch 17 and the through orifices 16 and 18 Thus, in the locked service position, the front wall 4 of the housing becomes slightly conical to adapt to the slight taper of the front flank 6 of the plate 3.
This blocking system is significantly less subject to wear than the cam systems known from the prior art, since the force exerted to ensure said blocking of the cutting insert is distributed over a bearing surface (conical peripheral surfaces of the screw head 20 and nut 21 against the conical inlets 12, 13 of the transverse opening 11) much larger. In addition, if necessary, this wear cannot make the system inoperative, because it is then compensated by the fact that the screw head 20, respectively the conical nut 21, only sink a little more into the conical inlets 12, 13 of the transverse opening 11. This is why the distance separating the lower part of the screw head 20, near the threaded part 23 of the screw, is sufficiently far from the lower part (small diameter) of the nut 21.
Experience has shown that it is not necessary to take special measures so that the nut does not rotate in its conical housing during the screw locking operation. However, if in special cases, depending on the type and / or dimensions of the tool considered, such a measure had to be taken to lock the nut, it could for example consist of a safety lug (not shown ) cooperating with the through notch 15 or by knurling its conical bearing surface, so as to fix the angular position of said nut in said transverse orifice 11.
As illustrated in fig. 4, the fastening system which has just been described applies in particular to a disc cutter 24 in which 2 min housings intended to removably receive the 3 min cutting inserts are distributed around the periphery of the body in the form of disc, with an elastically deformable or movable 24 min portion at the front of each housing under the action of the 20 min screw and the 21 min nut. This disc cutter is rotated about a central axis perpendicular to its plane and in the direction of arrow III.
Particular variants of disc cutters of the type of that of FIG. 4, can be distinguished by the shape of the cutting portion of the inserts (profile and / or orientation of the cutting edge); mention may be made, for example, of three-size cutters allowing eagle-tail grooving, etc.
In fig. 5 and 6 shows a different embodiment of the invention in the form of a single-cutting lathe tool, which can serve, for example, as a bleeding or cutting-off tool. In this embodiment, the tool body 25 is intended to be mounted on a lathe and to move linearly along its longitudinal axis or perpendicular to it to machine a part driven in rotation about its own longitudinal axis.
The attachment system for the single cutting insert 26 is identical to that described with reference to FIGS. 1 and 2. This plate 26 is introduced into a housing 27 formed in the head portion 28 of the tool, the width of which is small compared to the rest of the tool body 25. As already described, the plate 26 is blocked in a housing 27 by the portion 28 min pressed elastically against its front flank under the action of the conical head screw 29 and the conical nut 30.
Finally, the fixing principle which is the subject of the present invention can of course also be applied to other variants, not illustrated, of cutting, sawing, bleeding, straightening, etc., mono- or multi-cutting tools.