CH716141A2 - Integrated lubricating cutting tool with directional coolant ring. - Google Patents
Integrated lubricating cutting tool with directional coolant ring. Download PDFInfo
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Abstract
La présente invention se rapporte à un outil de coupe pour l'usinage de pièces mécaniques, comprenant un corps d'outil (102) avec un axe central (A) et un diamètre de serrage (D102), une tête d'outil (103) adjacente au corps d'outil (102) en direction de l'axe central (A) et composée d'une zone d'arrosage (104) et d'une partie coupante (105) ayant un diamètre de coupe inférieur au diamètre de serrage (D102), l'outil de coupe comprenant aussi au moins un canal de lubrification (C102) qui s'étend à travers le corps d'outil (102) et qui débouche dans un trou d'arrosage (S104) situé dans la zone d'arrosage (104). L'outil de coupe comprend une bague d'arrosage directionnelle (106) prévue pour se fixer sur une zone de connexion de bague du corps d'outil (102), la zone de connexion de bague étant adjacente à la zone d'arrosage (104), La bague d'arrosage directionnelle (106) est configurée de telle façon qu'elle délimite avec au moins une partie de la zone d'arrosage (104) un espace de répartition, la section de l'espace de répartition (107) se réduisant en direction de la partie coupante (105).The present invention relates to a cutting tool for machining mechanical parts, comprising a tool body (102) with a central axis (A) and a clamping diameter (D102), a tool head (103). ) adjacent to the tool body (102) in the direction of the central axis (A) and composed of a coolant zone (104) and a cutting part (105) having a cutting diameter smaller than the diameter of clamp (D102), the cutting tool also comprising at least one lubrication channel (C102) which extends through the tool body (102) and which opens into a coolant hole (S104) located in the watering zone (104). The cutting tool includes a directional coolant ring (106) adapted to attach to a ring connection area of the tool body (102), the ring connection area being adjacent to the coolant area ( 104), the directional sprinkler ring (106) is configured in such a way that it delimits with at least a part of the sprinkling zone (104) a distribution space, the section of the distribution space (107 ) narrowing towards the cutting part (105).
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
[0001] La présente invention se rapporte au domaine des outils pour machines-outils. La présente invention se rapporte en particulier au domaine des outils de coupe pour machines-outils et plus précisément au domaine des outils de coupe à lubrification intégrée. La présente invention se rapporte encore plus précisément à un outil de coupe à lubrification intégrée possédant une bague d'arrosage directionnelle permettant premièrement de guider le lubrifiant au plus proche de la partie coupante de l'outil et deuxièmement d'augmenter la vitesse de sortie du lubrifiant. The present invention relates to the field of tools for machine tools. The present invention relates in particular to the field of cutting tools for machine tools and more precisely to the field of cutting tools with integrated lubrication. The present invention relates even more specifically to a cutting tool with integrated lubrication having a directional sprinkling ring making it possible first to guide the lubricant as close as possible to the cutting part of the tool and secondly to increase the output speed of the tool. lubricant.
État de la techniqueState of the art
[0002] Dans le domaine de l'usinage de pièces mécaniques, il est usuel d'utiliser des fluides de coupe ou lubrifiants lors de l'usinage de pièces par enlèvement de copeaux. Ces lubrifiants permettent d'assurer le refroidissement de l'outil, la diminution du coefficient de frottement, l'évacuation des copeaux, l'amélioration de l'état de surface, et l'augmentation de la durée de vie des d'outils. [0002] In the field of machining mechanical parts, it is customary to use cutting fluids or lubricants when machining parts by chip removal. These lubricants make it possible to ensure the cooling of the tool, the reduction in the coefficient of friction, the evacuation of chips, the improvement of the surface condition, and the increase in the life of the tools.
[0003] Les lubrifiants peuvent être acheminés de nombreuses façons à proximité des tranchants des outils. La méthode la plus commune est de mener le lubrifiant à travers un ou plusieurs tuyaux situés autour de la zone de coupe. Ainsi, à l'heure actuelle, la majorité des machines-outils, des processus d'usinage et des outils de coupe utilisent un arrosage externe. [0003] Lubricants can be conveyed in a number of ways near the cutting edges of tools. The most common method is to lead the lubricant through one or more hoses located around the cutting area. Thus, at present, the majority of machine tools, machining processes and cutting tools use external coolant.
[0004] Un arrosage externe a plusieurs inconvénients qui deviennent particulièrement gênant dans le cas d'outils de petites tailles. Premièrement, un arrosage externe résulte souvent en un manque de lubrification et de refroidissement ce qui engendre une augmentation de la température de coupe dans la zone de frottement entre le tranchant des outils, par exemple des fraises, et la pièce usinée. Cette augmentation de température diminue les propriétés mécaniques du matériau de l'outil, par exemple du carbure de tungstène, et réduit de manière drastique la durée de vie des outils. Deuxièmement, un arrosage externe ne permet pas une évacuation optimale des copeaux ce qui a pour conséquence qu'il est fréquent que les tranchants des outils recoupent plusieurs fois les mêmes copeaux. Cela se traduit par des états de surfaces médiocres, voire des casses d'outils intempestives. Troisièmement, les outils de très petites tailles, appelés aussi micro-outils, s'utilisent dans des gammes de rotations élevées de 20'000 à 80'000 tours par minutes. A ces vitesses de rotation le lubrifiant émanant d'un arrosage externe n'atteint que partiellement la zone de coupe, il est repoussé par l'anneau d'air en giration autour de l'outil. [0004] External watering has several drawbacks which become particularly troublesome in the case of small tools. First, external coolant often results in a lack of lubrication and cooling which causes an increase in cutting temperature in the friction zone between the cutting edge of tools, such as milling cutters, and the workpiece. This temperature increase decreases the mechanical properties of the tool material, for example tungsten carbide, and drastically reduces the tool life. Secondly, an external coolant does not allow optimal chip evacuation, which has the consequence that the cutting edges of the tools frequently cut the same chips several times. This results in poor surface conditions, even untimely tool breakage. Third, very small tools, also called micro-tools, are used in high rotation ranges from 20,000 to 80,000 revolutions per minute. At these rotational speeds, the lubricant emanating from an external watering only partially reaches the cutting zone, it is pushed back by the ring of air rotating around the tool.
[0005] Il est aussi connu de l'art antérieur d'utiliser des outils de coupe à lubrification intégrée qui permettent l'acheminement du lubrifiant vers la zone de coupe par l'intermédiaire de canaux de lubrification placés dans le corps de l'outil. Dans les outils connus, la sortie des canaux de lubrification se situe aux extrémités des outils ou dans les goujures de ceux-ci. A l'heure actuelle, des outils à lubrification intégrée avec des sorties dans les goujures ne sont connus que pour des dimensions de coupe supérieures à 6mm. En effet, pour des outils de moins de 6 mm, il est difficile d'envisager de placer les sorties des canaux de lubrification à l'extrémité ou dans les goujures de l'outil. Pour des dimensions plus petites, des outils qui comprennent un arrosage périphérique sous forme de canaux de lubrification droits et parallèles à l'axe de l'outil sont connus. Dans de tels outils, les trous de sortie des canaux de lubrification sont placés dans une partie intermédiaire de l'outil qui se situe entre le corps de l'outil et la partie coupante de ce dernier. [0005] It is also known from the prior art to use cutting tools with integrated lubrication which allow the delivery of the lubricant to the cutting area by means of lubrication channels placed in the body of the tool. . In known tools, the outlet from the lubrication channels is located at the ends of the tools or in the flutes thereof. At present, tools with integrated lubrication with outputs in the flutes are only known for cutting dimensions greater than 6mm. Indeed, for tools of less than 6 mm, it is difficult to envisage placing the outlets of the lubrication channels at the end or in the flutes of the tool. For smaller dimensions, tools which include peripheral coolant in the form of straight lubrication channels parallel to the tool axis are known. In such tools, the outlet holes of the lubrication channels are placed in an intermediate part of the tool which is located between the body of the tool and the cutting part of the latter.
[0006] Malheureusement, la solution d'une lubrification intégrée avec un arrosage périphérique n'est pas complètement satisfaisante. En effet, le lubrifiant n'est pas suffisamment dirigé vers la partie coupant de l'outil ce qui résulte en une lubrification insuffisante. De ce fait, les outils de petites dimensions connus de l'art antérieur rencontrent de nombreux problèmes d'usure et de performances lors des opérations d'usinage telles que le rainurage, l'usinage de poches, l'alésage ou encore le filetage par interpolation. [0006] Unfortunately, the solution of integrated lubrication with peripheral sprinkling is not completely satisfactory. Indeed, the lubricant is not sufficiently directed towards the cutting part of the tool, which results in insufficient lubrication. As a result, the small-sized tools known from the prior art encounter many problems of wear and performance during machining operations such as grooving, pocket machining, reaming or even threading. interpolation.
[0007] Cependant, les outils de petites et très petites dimensions sont fréquemment utilisés dans la fabrication des composants de la plupart des microsystèmes. Il existe par conséquent un besoin pour un outil de coupe à lubrification intégrée qui permettent une lubrification suffisante des tranchants de l'outil et une augmentation de la vitesse de sortie du lubrifiant à l'extrémité des outils. [0007] However, small and very small tools are frequently used in the manufacture of components of most microsystems. There is therefore a need for a cutting tool with integrated lubrication which allows sufficient lubrication of the cutting edges of the tool and an increase in the output rate of the lubricant at the end of the tools.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0008] Un but de la présente invention est donc de proposer un outil de coupe à lubrification intégrée permettant de surmonter les limitations mentionnées préalablement. [0008] An object of the present invention is therefore to provide a cutting tool with integrated lubrication making it possible to overcome the limitations mentioned above.
[0009] Selon l'invention, ces buts sont atteints grâce à l'objet de la revendication indépendante. Les aspects plus spécifiques de la présente invention sont décrits dans les revendications dépendantes ainsi que dans la description. [0009] According to the invention, these goals are achieved by virtue of the subject of the independent claim. More specific aspects of the present invention are set out in the dependent claims as well as in the description.
[0010] De manière plus spécifique, un but de l'invention est atteint grâce à un outil de coupe pour l'usinage de pièces mécaniques, comprenant un corps d'outil avec un axe central et un diamètre de serrage, une tête d'outil adjacente au corps d'outil en direction de l'axe central et composée d'une zone d'arrosage et d'une partie coupante ayant un diamètre de coupe inférieur au diamètre de serrage, l'outil de coupe comprenant aussi au moins un canal de lubrification qui s'étend à travers le corps d'outil et qui débouche dans un trou d'arrosage situé dans la zone d'arrosage, caractérisé en ce que l'outil de coupe comprend une bague d'arrosage directionnelle prévue pour se fixer sur une zone de connexion de bague du corps d'outil, la zone de connexion de bague étant adjacente à la zone d'arrosage, et en ce que la bague d'arrosage directionnelle est configurée de telle façon qu'elle délimite avec au moins une partie de la zone d'arrosage un espace de répartition et en ce que la section de l'espace de répartition se réduise en direction de la partie coupante. [0010] More specifically, an object of the invention is achieved by means of a cutting tool for machining mechanical parts, comprising a tool body with a central axis and a clamping diameter, a head of tool adjacent to the tool body in the direction of the central axis and composed of a coolant zone and a cutting part having a cutting diameter smaller than the clamping diameter, the cutting tool also comprising at least one lubrication channel which extends through the tool body and which opens into a coolant hole located in the coolant zone, characterized in that the cutting tool comprises a directional coolant ring intended to be fasten to a ring connection area of the tool body, the ring connection area being adjacent to the coolant area, and in that the directional coolant ring is configured such that it delimits with at at least part of the watering area a distribution space and in that the section of the distribution space is reduced towards the cutting part.
[0011] Grâce à un outil de coupe selon la présente invention, il est possible de diriger de manière optimale le lubrifiant en direction de la partie coupante de l'outil et d'atteindre une lubrification parfaite des tranchants de l'outil par les goujures. De plus, à débit de lubrifiant constant, grâce à la bague d'arrosage directionnelle et sur la base du principe de l'effet Venturi, la vitesse de sortie du lubrifiant est augmentée. La vitesse augmentée du lubrifiant favorise l'évacuation des copeaux de la zone de coupe de manière continue, efficace et répétitive. La problématique de recoupe des copeaux coincés créant des états de surface médiocres, fréquents avec les procédés de lubrification externes, est supprimée. D'autre part, le lubrifiant atténue aussi la formation d'arêtes rapportées et contribue à un meilleur état de surface de la pièce produite. De manière générale, la durée de vie de l'outil de coupe s'en trouve augmentée. Thanks to a cutting tool according to the present invention, it is possible to optimally direct the lubricant in the direction of the cutting part of the tool and to achieve perfect lubrication of the cutting edges of the tool by the flutes . In addition, at constant lubricant flow, thanks to the directional spray ring and on the basis of the principle of the Venturi effect, the output speed of the lubricant is increased. The increased lubricant speed promotes continuous, efficient and repetitive chip evacuation from the cutting area. The problem of cutting back stuck chips creating poor surface conditions, common with external lubrication processes, is eliminated. On the other hand, the lubricant also reduces the formation of built-up edges and contributes to a better surface condition of the part produced. In general, the life of the cutting tool is increased.
[0012] L'avantage de ce nouveau principe d'arrosage est considérable puisque des outils de petites dimensions sont largement utilisés dans la fabrication des composants de la plupart des microsystèmes. The advantage of this new principle of sprinkling is considerable since tools of small dimensions are widely used in the manufacture of the components of most microsystems.
[0013] Aujourd'hui, la miniaturisation générale de nombreux mécanismes et appareils dans des secteurs industriels tels que médicaux, horlogers, électronique, automobiles, aérospatial sont directement concernés par ces problématiques de micro-usinage. Today, the general miniaturization of many mechanisms and devices in industrial sectors such as medical, watchmakers, electronics, automobiles, aerospace are directly concerned by these micro-machining issues.
[0014] Un autre avantage est de permettre l'usinage fiable et répétitif avec des outils de dimensions inférieurs à 0.30 mm dans des matériaux à usinabilité très difficiles tels que les titanes, alliages haute température, fibres de carbone, etc. Another advantage is to allow reliable and repetitive machining with tools of dimensions less than 0.30 mm in very difficult machinability materials such as titanium, high temperature alloys, carbon fibers, etc.
[0015] L'objet de la présente invention apporte de nouvelles perspectives à l'usinage à grande vitesse de rotation. Elle permet d'exploiter les dernières générations de machine outils ayant des broches à très grandes rotations équipées de micro pulvérisation interne à l'air et à l'huile et des premiers systèmes d'arrosage et réfrigération au gaz carbonique. [0015] The object of the present invention brings new perspectives to high speed machining. It makes it possible to use the latest generations of machine tools with very high rotation spindles equipped with internal micro-spraying with air and oil and the first carbon dioxide cooling and cooling systems.
[0016] Dans un premier mode de réalisation préféré de la présente invention, la bague d'arrosage directionnelle couvre partiellement la partie coupante. Ceci permet de diriger et d'accélérer le lubrifiant encore plus efficacement en direction de l'extrémité de la partie coupante de l'outil. In a first preferred embodiment of the present invention, the directional sprinkler ring partially covers the cutting part. This makes it possible to direct and accelerate the lubricant even more effectively towards the end of the cutting part of the tool.
[0017] Dans un mode de réalisation préféré suivant, le corps d'outil comprend 2, 3, 4, 5, 6, 8 ou 10 canaux de lubrifications. Cela permet d'augmenter le débit de lubrifiant et d'améliorer la lubrification de la partie coupante. [0017] In a following preferred embodiment, the tool body comprises 2, 3, 4, 5, 6, 8 or 10 lubrication channels. This increases the lubricant flow and improves the lubrication of the cutting part.
[0018] Dans un autre mode de réalisation préféré, les canaux de lubrifications s'étendent à travers le corps d'outil parallèlement à l'axe central. Un tel mode de réalisation permet de réaliser les canaux de lubrifications de manière particulièrement simple. [0018] In another preferred embodiment, the lubrication channels extend through the tool body parallel to the central axis. Such an embodiment allows the lubrication channels to be produced in a particularly simple manner.
[0019] Dans un mode de réalisation préféré suivant, les canaux de lubrifications s'étendent à travers le corps d'outil en spirale autour de l'axe central. [0019] In a following preferred embodiment, the lubrication channels extend through the tool body in a spiral around the central axis.
[0020] Dans un mode de réalisation préféré suivant, la bague d'arrosage directionnelle est amovible. Cela permet de pouvoir échanger la bague d'arrosage directionnelle si celle-ci est endommagée ou si une autre bague possédant une forme différente est plus adaptée à l'utilisation spécifique de l'outil de coupe. In a following preferred embodiment, the directional sprinkling ring is removable. This makes it possible to exchange the directional coolant ring if it is damaged or if another ring with a different shape is more suitable for the specific use of the cutting tool.
[0021] Dans un autre mode de réalisation préféré, la tête d'outil est une tête de fraisage à deux tailles, coupe frontale et coupe au diamètre possédant de une à dix dents coupantes. [0021] In another preferred embodiment, the tool head is a two-size, face-cut, diameter-cut milling head having one to ten cutting teeth.
[0022] Dans un autre mode de réalisation préféré, la tête d'outil est un tourbillonneur ou une fraise à fileter. [0022] In another preferred embodiment, the tool head is a whirler or a thread mill.
[0023] Dans un autre mode de réalisation préféré, la tête d'outil est un foret. L'avantage technique est d'empêcher les copeaux longs de s'enrouler sur le corps des forets obligeant les opérateurs à stopper le processus d'usinage. [0023] In another preferred embodiment, the tool head is a drill. The technical advantage is to prevent long chips from winding up on the body of the drills forcing operators to stop the machining process.
[0024] Dans un autre mode de réalisation préféré, la tête d'outil est un alésoir. Les avantages techniques sont de lubrifier la zone de coupe mais aussi d'empêcher les copeaux longs de s'enrouler sur le corps des alésoirs. [0024] In another preferred embodiment, the tool head is a reamer. The technical advantages are not only to lubricate the cutting area but also to prevent long chips from winding up on the body of the reamers.
[0025] Dans un autre mode de réalisation préféré, le diamètre de coupe est plus petit que 6 mm, avantageusement plus petit que 5 mm, encore plus avantageusement plus petit que 4 mm. Cela permet de réaliser des pièces usinées de haute précision. In another preferred embodiment, the cutting diameter is smaller than 6mm, preferably smaller than 5mm, even more preferably smaller than 4mm. This allows high precision machined parts to be produced.
[0026] Dans un autre mode de réalisation préféré, la tête d'outil et le corps d'outil sont en carbure de tungstène. [0026] In another preferred embodiment, the tool head and the tool body are made of tungsten carbide.
[0027] Dans un autre mode de réalisation préféré, la bague d'arrosage directionnelle est en carbure de tungstène, en métal ou en matière synthétique. In another preferred embodiment, the directional sprinkler ring is made of tungsten carbide, metal or synthetic material.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
[0028] Les particularités et les avantages de la présente invention apparaîtront avec plus de détails dans le cadre de la description qui suit avec des exemples de réalisation donnés à titre illustratif et non limitatifs en référence aux dessins ci-annexés qui représentent : <tb><SEP>• La figure 1a représente une vue en perspective d'un outil de coupe à lubrification intégrée connu de l'art antérieur ; <tb><SEP>• La figure 1b représente une vue de face d'un outil de coupe à lubrification intégrée connu de l'art antérieur ; <tb><SEP>• La figure 2 représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; <tb><SEP>• La figure 3 représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un premier mode de réalisation de la présente invention dans lequelle la bague d'arrosage directionnelle a été séparée du corps d'outil ; <tb><SEP>• La figure 4a représente une vue détaillée de face et en coupe partielle d'un outil de coupe selon un premier de réalisation de la présente invention ; <tb><SEP>• La figure 4b représente une vue détaillée de face et en coupe partielle d'un outil de coupe selon un premier de réalisation de la présente invention dans lequel le flux du lubrifiant est schématisé ; <tb><SEP>• La figure 5a représente une première vue en perspective d'une bague d'arrosage directionnelle ; <tb><SEP>• La figure 5b représente une deuxième vue en perspective d'une bague d'arrosage directionnelle ; <tb><SEP>• La figure 5c représente une vue de face et en coupe d'une bague d'arrosage directionnelle ; <tb><SEP>• La figure 5d représente une vue arrière d'une bague d'arrosage directionnelle ; <tb><SEP>• La figure 6a représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; <tb><SEP>• La figure 6b représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; <tb><SEP>• La figure 6c représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention ; et <tb><SEP>• La figure 6d représente une vue en perspective d'un outil de coupe selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention.The features and advantages of the present invention will become apparent in more detail in the context of the following description with exemplary embodiments given by way of illustration and not limiting with reference to the accompanying drawings which represent: <tb> <SEP> • Figure 1a shows a perspective view of a cutting tool with integrated lubrication known from the prior art; <tb> <SEP> • FIG. 1b represents a front view of a cutting tool with integrated lubrication known from the prior art; <tb> <SEP> • Figure 2 shows a perspective view of a cutting tool according to a first embodiment of the present invention; <tb> <SEP> • Figure 3 shows a perspective view of a cutting tool according to a first embodiment of the present invention in which the directional coolant ring has been separated from the tool body; <tb> <SEP> • FIG. 4a represents a detailed front view and in partial section of a cutting tool according to a first embodiment of the present invention; <tb> <SEP> • FIG. 4b represents a detailed front view and in partial section of a cutting tool according to a first embodiment of the present invention in which the flow of the lubricant is shown schematically; <tb> <SEP> • Figure 5a shows a first perspective view of a directional sprinkler ring; <tb> <SEP> • Figure 5b shows a second perspective view of a directional sprinkler ring; <tb> <SEP> • Figure 5c shows a front view in section of a directional sprinkler ring; <tb> <SEP> • Figure 5d shows a rear view of a directional sprinkler ring; <tb> <SEP> • Figure 6a shows a perspective view of a cutting tool according to a second embodiment of the present invention; <tb> <SEP> • Figure 6b shows a perspective view of a cutting tool according to a third embodiment of the present invention; <tb> <SEP> • Figure 6c shows a perspective view of a cutting tool according to a fourth embodiment of the present invention; and <tb> <SEP> • Figure 6d shows a perspective view of a cutting tool according to a fifth embodiment of the present invention.
Description détailléedetailed description
[0029] Les figures 1a et 1b présentent un outil de fraisage 1 à lubrification intégrée connu de l'art antérieur. L'outil de fraisage 1 comporte un corps d'outil 2, une partie coupante 3 et entre le corps d'outil 2 et la partie coupante 3 une partie intermédiaire 4. La lubrification intégrée est garantie par l'intermédiaire de canaux de lubrification C qui se terminent par des sorties de lubrifications S. Comme on peut le voir, dans les figures 1a et 1b, les sorties de lubrifications S sont placées avant la partie coupante 3. Bien que ces outils améliorent la lubrification de la partie coupante 3 par rapport à un arrosage externe, le lubrifiant sortant des sorties de lubrifications S n'est que partiellement dirigé vers les arrêtes 6 de la partie coupante 3. L'effet du lubrifiant n'est dès lors que partiel et insuffisant. Figures 1a and 1b show a milling tool 1 with integrated lubrication known from the prior art. The milling tool 1 comprises a tool body 2, a cutting part 3 and between the tool body 2 and the cutting part 3 an intermediate part 4. The integrated lubrication is guaranteed via the lubrication channels C which end with lubrication outlets S. As can be seen, in figures 1a and 1b, the lubrication outlets S are placed before the cutting part 3. Although these tools improve the lubrication of the cutting part 3 over with an external sprinkling, the lubricant leaving the lubrication outlets S is only partially directed towards the edges 6 of the cutting part 3. The effect of the lubricant is therefore only partial and insufficient.
[0030] Les figures 2 et 3 présentent un outil de coupe 100 à lubrification intégrée selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 présente l'outil 100 dans sa configuration „assemblée“ et prêt à l'utilisation. La figure 3 quant à elle présente l'outil 100 dans sa configuration „désassemblée“. Comme on peut le comprendre à partir des figures 2 et 3, l'outil de coupe 100 à lubrification intégrée comporte un corps d'outil 102, composé d'une partie de serrage 102a avec un diamètre de serrage D102 et d'une zone de connexion de bague 102b sur laquelle vient se fixer la bague d'arrosage directionnelle 106. Le corps d'outil 102 comprend des canaux de lubrifications C102 qui s'étendent à travers le corps d'outil 102, avantageusement parallèlement à ou en spirale autour de l'axe central A, et qui débouchent dans les trous d'arrosage S104. Les trous d'arrosage S104 se situent dans la zone d'arrosage 104 de la tête d'outil 103. La tête d'outil comprend adjacente à la zone d'arrosage une partie coupante 105avec des arrêtes coupantes 108 qui permettent l'usinage d'une pièce mécanique. Comme on peut le comprendre de la figure 3, la bague d'arrosage directionnelle 106 est conçue de telle façon qu'elle puisse être montée et démontée de du corps d'outil 102. Figures 2 and 3 show a cutting tool 100 with integrated lubrication according to a first embodiment of the present invention. Figure 2 shows the tool 100 in its “assembled” configuration and ready to use. FIG. 3 shows the tool 100 in its “disassembled” configuration. As can be understood from Figs. 2 and 3, the cutting tool 100 with integrated lubrication has a tool body 102, composed of a clamping part 102a with a clamping diameter D102 and an area of ring connection 102b to which the directional coolant ring 106 is fixed. Tool body 102 includes lubrication channels C102 which extend through tool body 102, preferably parallel to or spiral around the central axis A, and which open into the watering holes S104. The coolant holes S104 are located in the coolant zone 104 of the tool head 103. The tool head comprises adjacent to the coolant zone a cutting part 105 with cutting edges 108 which allow machining of the tool head. 'a mechanical part. As can be understood from Figure 3, the directional coolant ring 106 is designed in such a way that it can be mounted and removed from the tool body 102.
[0031] L'utilité de la bague d'arrosage directionnelle 106 va maintenant être illustrée grâce aux figures 4a et 4b qui montrent des vue détaillées de l'outil de coupe 100 dans la région de la tête d'outil 103. Dans ces figures, la bague d'arrosage directionnelle 106 est présentée en coupe afin d'exposer les trous de d'arrosage S104. La bague d'arrosage directionnelle 106 se compose de deux parties, une partie cylindrique 106a et une partie conique 106b. La partie cylindrique possède un diamètre interne D106a qui correspond au diamètre D102b de la zone de connexion de bague 102b du corps d'outil 102. De cette façon, la partie cylindrique 106a et la zone de connexion de bague 102b forment une connexion essentiellement étanche ce qui permet de s'assurer que le lubrifiant émanant des sorties d'arrosage S104 ne puisse que très difficilement s'échapper en direction du corps d'outil 102. Le lubrifiant est ainsi dirigé en direction de la partie coupante 105. De plus, comme on peut le voir dans les figures 4a et 4b, la partie conique 106b de la bague d'arrosage directionnelle 106 est conçue de telle façon qu'elle délimite avec la zone d'arrosage 104 un espace de répartition 107. Dû aux formes coniques de la zone d'arrosage 104 et de la partie conique 106b de la bague d'arrosage directionnelle 106, la section de l'espace de répartition 107 se réduit en direction de la partie coupante 105. A débit de lubrifiant constant, le lubrifiant est, à cause de l'effet Venturi, accéléré dans l'espace de répartition 107 en direction de la partie coupante 105. The utility of the directional sprinkler ring 106 will now be illustrated with reference to Figures 4a and 4b which show detailed views of the cutting tool 100 in the region of the tool head 103. In these figures , the directional sprinkler ring 106 is shown in section to expose the S104 sprinkler holes. The directional sprinkler ring 106 consists of two parts, a cylindrical part 106a and a conical part 106b. The cylindrical part has an internal diameter D106a which corresponds to the diameter D102b of the ring connection area 102b of the tool body 102. In this way, the cylindrical part 106a and the ring connection area 102b form a substantially sealed connection. which makes it possible to ensure that the lubricant emanating from the coolant outlets S104 can only escape with great difficulty in the direction of the tool body 102. The lubricant is thus directed in the direction of the cutting part 105. In addition, as as can be seen in figures 4a and 4b, the conical part 106b of the directional sprinkling ring 106 is designed in such a way that it delimits with the sprinkling zone 104 a distribution space 107. Due to the conical shapes of the sprinkling zone 104 and the conical part 106b of the directional sprinkling ring 106, the cross section of the distribution space 107 is reduced towards the cutting part 105. At a constant lubricant flow rate, the lubricant is, to cau se of the Venturi effect, accelerated in the distribution space 107 towards the cutting part 105.
[0032] Ainsi, lors de l'utilisation de l'outil 100, le lubrifiant traverse l'outil en deux étapes. Premièrement, il traverse les canaux C102 du corps d'outil 102 et abouti dans les trous d'arrosage S104. Puis, il traverse l'espace de répartition 107 entre la bague d'arrosage directionnelle 106 et la zone d'arrosage 104 pour ensuite déboucher à l'extrémité de la bague d'arrosage directionnelle 106 à l'intérieur des goujures et au plus près des tranchants 108 de l'outil, comme schématisé par les flèches dans la figure 4b. Grâce à la bague d'arrosage directionnelle 106, il est donc possible d'atteindre une lubrification directement sur les tranchants 108 de l'outil par les goujures. La forme de préférence circulaire de la sortie de la bague d'arrosage directionnelle 106 crée un anneau de lubrification complet permettant d'atteindre l'ensemble des tranchants 108 de l'outil au plus près de la partie active et au même moment. De plus, à débit de lubrifiant constant, grâce à la bague d'arrosage directionnelle 107 et sur la base du principe de l'effet Venturi, la vitesse de sortie du lubrifiant est augmentée. La vitesse augmentée du lubrifiant favorise l'évacuation de la zone de coupe de manière continue, efficace et répétitive. La problématique de recoupe des copeaux coincés créant des états de surface médiocres, fréquents avec les procédés de lubrification externes, est supprimée. D'autres part, le lubrifiant atténue aussi la formation d'arêtes rapportées et contribue à un meilleur état de surface de la pièce produite. De manière générale, la durée de vie de l'outil de coupe 100 s'en trouve augmentée. [0032] Thus, when using the tool 100, the lubricant passes through the tool in two stages. First, it passes through the channels C102 of the tool body 102 and ends in the coolant holes S104. Then, it passes through the distribution space 107 between the directional sprinkling ring 106 and the sprinkling zone 104 to then emerge at the end of the directional sprinkling ring 106 inside the flutes and as closely as possible. cutting edges 108 of the tool, as shown schematically by the arrows in FIG. 4b. Thanks to the directional coolant ring 106, it is therefore possible to achieve lubrication directly on the cutting edges 108 of the tool through the flutes. The preferably circular shape of the outlet of the directional coolant ring 106 creates a complete lubrication ring making it possible to reach all of the cutting edges 108 of the tool as close as possible to the active part and at the same time. In addition, at a constant lubricant flow rate, thanks to the directional sprinkling ring 107 and on the basis of the principle of the Venturi effect, the output speed of the lubricant is increased. The increased lubricant speed promotes continuous, efficient and repetitive evacuation of the cutting area. The problem of cutting back stuck chips creating poor surface conditions, common with external lubrication processes, is eliminated. On the other hand, the lubricant also reduces the formation of built-up edges and contributes to a better surface condition of the part produced. In general, the life of the cutting tool 100 is increased.
[0033] Les figures 5a à 5d présentent différentes vues d'une bague d'arrosage directionnelle 106. Il est important de noter que les dimensions et la forme exacte de la bague directionnelle 106 peuvent être adaptées au corps d'outil 102 spécifique sur laquelle cette bague doit être fixée et à l'utilisation de l'outil de coupe 100. Par exemple, le diamètre D106a est choisi de telle façon qu'il corresponde au diamètre D102b de la zone connexion de bague 102b. De manière plus importante, la longueur L106, le diamètre de sortie D106b ainsi que l'angle d'ouverture α de la partie conique 160b de la bague 106 peuvent être adaptés à la forme et au type de la tête d'outil 103 ainsi qu'à l'utilisation de l'outil 100. Un avantage de l'outil 100 selon la présente invention se situe donc dans le fait que la bague directionnelle 106 peut être, comme illustré dans la figure 3, échangée pour satisfaire à l'utilisation de l'outil 100. Figures 5a to 5d show different views of a directional sprinkler ring 106. It is important to note that the dimensions and the exact shape of the directional ring 106 can be adapted to the specific tool body 102 on which this ring must be fixed and with the use of the cutting tool 100. For example, the diameter D106a is chosen such that it corresponds to the diameter D102b of the ring connection zone 102b. More importantly, the length L106, the outlet diameter D106b as well as the opening angle α of the conical part 160b of the ring 106 can be adapted to the shape and type of the tool head 103 as well as 'to the use of the tool 100. An advantage of the tool 100 according to the present invention therefore lies in the fact that the directional ring 106 can be, as illustrated in FIG. 3, exchanged to satisfy the use. of tool 100.
[0034] En outre, la présente invention n'est pas limitée aux outils comprenant une tête d'outil 103 sous forme de tête de fraisage telle que présenté dans les figures 1 à 4 mais elle concerne tout type d'outil de coupe. La figure 6a illustre un outil de coupe 200 selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, dans lequel la tête coupe 203 de l'outil 200 comprend une fraise à deux tailles et à trois dents avec une partie cylindrique à l'arrière. La figure 6b présente un outil de coupe 300 selon un troisième mode réalisation de la présente invention dans lequel la tête de coupe 303 est un alésoir pour trous passant. Figure 6c présente un outil de coupe 400 selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention dans lequel la tête de coupe 403 est un foret de perçage profond. La figure 6d présente un outil de coupe 500 selon un cinquième mode réalisation de la présente invention dans lequel la tête de coupe 503 est un tourbillonneur. Dans tous ces modes de réalisation, la bague d'arrosage directionnelle 106 permet d'atteindre une lubrification améliorée par rapport aux outils similaires qui ne voudraient pas comprendre une telle bague. In addition, the present invention is not limited to tools comprising a tool head 103 in the form of a milling head as shown in FIGS. 1 to 4, but it relates to any type of cutting tool. Figure 6a illustrates a cutting tool 200 according to a second embodiment of the present invention, in which the cutting head 203 of the tool 200 comprises a two-size, three-toothed end mill with a cylindrical portion at the rear. FIG. 6b shows a cutting tool 300 according to a third embodiment of the present invention in which the cutting head 303 is a reamer for through holes. Figure 6c shows a cutting tool 400 according to a fourth embodiment of the present invention in which the cutting head 403 is a deep drill bit. Figure 6d shows a cutting tool 500 according to a fifth embodiment of the present invention in which the cutting head 503 is a vortex. In all of these embodiments, the directional sprinkler ring 106 achieves improved lubrication over similar tools which would not include such a ring.
[0035] Afin d'atteindre l'effet lubrifiant désiré pour l'application spécifique dans laquelle les outils 100, 200, 300, 400, 500 sont utilisés, la forme et le nombre des canaux de lubrification C102 peuvent être différents. La figure 7a présente un outil selon la présente invention comprenant quatre canaux de lubrifications C102 avec une section d'entrée circulaire. La figure 7b illustre un outil comprenant six canaux de lubrifications C102 à section d'entrée circulaire. La figure 7c présente un outil ayant des canaux de lubrifications C102 à section d'entrée oblongue. La figure 7d présente quant à elle un outil ayant des canaux de lubrifications C102 à section d'entrée oblongue courbée. Bien entendu, un homme du métier comprendra sans peine que d'autres formes de sections d'entrée ainsi qu'un nombre différent de canaux de lubrifications C102 est possible dans le cadre de la présente invention. Il est bien entendu aussi possible de combiner des canaux de lubrifications possédant des sections d'entrées de formes différentes. Dans les figures 7a à 7d les sections d'entrées des canaux de lubrifications C102 sont placées à équidistance de l'axe central A et sont réparties autour de l'axe central A. Un homme du métier comprendra bien évidemment que dans le cadre de la présente invention une autre répartition des sections d'entrées des canaux de lubrifications C102 est tout à fait possible. De plus, comme mentionné ci-dessus, les canaux de lubrifications C102 s'étendent à travers le corps d'outil 102 préférablement parallèlement à l'axe central A ou en spirale autour de cet axe. Bien entendu les canaux C102 peuvent s'étendre d'une façon différente à travers le corps d'outil 102. In order to achieve the desired lubricating effect for the specific application in which the tools 100, 200, 300, 400, 500 are used, the shape and the number of the lubrication channels C102 can be different. FIG. 7a shows a tool according to the present invention comprising four lubrication channels C102 with a circular inlet section. FIG. 7b illustrates a tool comprising six lubrication channels C102 with a circular inlet section. FIG. 7c shows a tool having lubrication channels C102 with an oblong entry section. FIG. 7d shows a tool having lubrication channels C102 with a curved oblong entry section. Of course, a person skilled in the art will readily understand that other shapes of inlet sections as well as a different number of lubrication channels C102 are possible within the scope of the present invention. It is of course also possible to combine lubrication channels having inlet sections of different shapes. In Figures 7a to 7d the inlet sections of the lubrication channels C102 are placed equidistant from the central axis A and are distributed around the central axis A. A person skilled in the art will obviously understand that in the context of the present invention another distribution of the inlet sections of the lubrication channels C102 is quite possible. In addition, as mentioned above, the lubrication channels C102 extend through the tool body 102 preferably parallel to the central axis A or in a spiral around this axis. Of course, the channels C102 can extend in a different way through the tool body 102.
[0036] Il est évident que la présente invention est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien qu'un mode de réalisation non limitatif ait été décrit à titre d'exemple, on comprend bien qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive toutes les variations possibles. Il est bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention. Toutes ces modifications font partie des connaissances communes d'un homme du métier dans le domaine des outils de coupe. It is obvious that the present invention is subject to numerous variations as to its implementation. Although a nonlimiting embodiment has been described by way of example, it will be understood that it is not conceivable to identify exhaustively all the possible variations. It is of course conceivable to replace a means described by an equivalent means without departing from the scope of the present invention. All these modifications form part of the common knowledge of a person skilled in the art in the field of cutting tools.
Claims (12)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00584/19A CH716141A2 (en) | 2019-05-02 | 2019-05-02 | Integrated lubricating cutting tool with directional coolant ring. |
| EP23172355.2A EP4230332B1 (en) | 2019-05-02 | 2020-04-16 | Cutting tool with integrated lubrication |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00584/19A CH716141A2 (en) | 2019-05-02 | 2019-05-02 | Integrated lubricating cutting tool with directional coolant ring. |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=73136062
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| CH (1) | CH716141A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4209292A1 (en) * | 2021-02-22 | 2023-07-12 | Comadur S.A. | Cutting tool with complex shaped lubricating ports |
-
2019
- 2019-05-02 CH CH00584/19A patent/CH716141A2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4209292A1 (en) * | 2021-02-22 | 2023-07-12 | Comadur S.A. | Cutting tool with complex shaped lubricating ports |
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