FR2468452A1 - PROCESS AND DEVICE FOR SAWING STONES AND MARBLE - Google Patents
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Abstract
Description
L'invention concerne le sciage des pierres et marbres,The invention relates to sawing stones and marbles,
notamment pour l'extraction des carrières. especially for quarrying.
Pour réaliser cette opération il est connu d'utiliser une scie à chaîne, mais la chaîne utilisée s'use extrêmement rapidement, même avec des parties coupantes en carbure de tungstène, ce qui oblige constamment à arrêter le travail pour un réaffûtage. Il en résulte une faible productivité et en même temps une grande consommation de plaquettes carbure et de maillons de chaîne sur lesquels ces plaquettes sont en général To carry out this operation, it is known to use a chain saw, but the chain used wears extremely quickly, even with cutting parts made of tungsten carbide, which constantly forces the work to be stopped for resharpening. This results in low productivity and at the same time a high consumption of carbide inserts and chain links on which these inserts are generally
brasées.brazed.
Il est connu également d'utiliser des outils à concrétion diamantée, constituée le plus souvent par de petits diamants naturels industriels englobés dans une masse de cuivre ou d'un autre métal. Ces outils nécessitent une grande vitesse de rotation et un effort important, par conséquent une grande dépense d'énergie conduisant à un grand échauffement qui exige un refroidissement permanent. De plus, l'usure des outils It is also known to use tools with diamond concretion, most often made up of small natural industrial diamonds embedded in a mass of copper or another metal. These tools require a high speed of rotation and a significant effort, consequently a great expenditure of energy leading to a great heating which requires permanent cooling. In addition, tool wear
reste extrêmement importante compte tenu de leur coût élevé. remains extremely important given their high cost.
Dans l'usinage des métaux, des travaux récents ont permis de mettre au point des plaquettes d'usure constituées par une base en carbure de tungstène sur laquelle est constituée directement, par l'application de haute pression et de haute température, une couche de diamant synthétique. De telles In metal machining, recent work has made it possible to develop wear pads made up of a tungsten carbide base on which is directly formed, by the application of high pressure and high temperature, a layer of synthetic diamond. Such
plaquettes d'usure donnent des résultats extrêmement inté- wear pads give extremely integrated results
ressants dans le travail des métaux et même des matériaux strong in working with metals and even materials
composites relativement abrasifs.relatively abrasive composites.
On a naturellement essayé d'utiliser ces mêmes plaquettes dans le forage des roches, en particulier pour constituer les trépans de forage. Pour cela la tête de forage était munie de séries hélicoidales de telles plaquettes, fixées par brasage selon un angle de coupe négatif important de l'ordre de 150 et utilisées avec une vitesse de coupe de 30 à 40 m/s comme on en We have naturally tried to use these same plates in the drilling of rocks, in particular to constitute the drill bits. For this the drilling head was provided with helical series of such plates, fixed by brazing at a significant negative cutting angle of the order of 150 and used with a cutting speed of 30 to 40 m / s as we
utilise pour les meules.used for grinding wheels.
Le but de l'invention est d'utiliser des plaquettes d'usure en carbure diamanté du type précédent sur les maillons d'une chaîne de coupe de pierres ou marbres tout en éliminant les inconvénients précédents, c'està-dire en particulier The object of the invention is to use diamond carbide wear plates of the above type on the links of a chain for cutting stones or marbles while eliminating the above drawbacks, that is to say in particular
l'usure importante, l'échauffement et le coût élevé de res- significant wear, overheating and high cost of res-
tauration des outils.tools tauration.
L'invention consiste à travailler à-faible vitesse, de The invention consists in working at low speed,
1,60 à 3 m/s avec un angle de coupe négatif faible de 3 à 60. 1.60 to 3 m / s with a small negative cutting angle of 3 to 60.
L'invention consiste d'autre part à utiliser des plaquettes diamantées de forme circulaire ou polygonale à symétries multiples et à les fixer mécaniquement dans des maillons métalliques monoblocs de manière à pouvoir facilement les faire tourner sur elles-mêmes d'un certain angle à chaque The invention also consists in using diamond plates of circular or polygonal shape with multiple symmetries and in mechanically fixing them in one-piece metal links so that they can easily be rotated on themselves by a certain angle at each
restauration d'outillage. Enfin, l'invention consiste égale- tool restoration. Finally, the invention also consists of
ment à monter dans la chaîne de coupe des séquences succes- to be mounted in the cutting chain of successive sequences
sives comportant chacune un grand nombre de maillons diffé- sives each comprising a large number of different links
rents entre eux d'une façon évolutive de manière que les axes géométriques des diverses plaquettes de ces maillons occupent successivement les positions correspondant à des génératrices régulièrement espacées sur un demi-cône de révolution ayant pour axe l'axe de.la chaîne et pour demi-angle au sommet l'angle négatif de coupe précité de 3 à 6 , de sorte que chaque plaquette ne travaille que selon un arc réduit de sa périphérie. D'autres particularités de l'invention apparaîtront dans rents between them in an evolutionary manner so that the geometric axes of the various plates of these links successively occupy the positions corresponding to generators regularly spaced on a half-cone of revolution having as axis the axis of the chain and for half angle at the top the aforementioned negative cutting angle of 3 to 6, so that each insert only works along a reduced arc of its periphery. Other features of the invention will appear in
la description qui va suivre d'un mode de réalisation pris the following description of an embodiment taken
comme exemple et représenté sur le dessin annexé, sur lequel la fig. 1 représente, vu de profil, un fragment de la chaîne de coupe; les fig. 2a à 2f représentent respectivement vu en bout les divers maillons d'une séquence; les fig. 3a à 3f représentent respectivement ces mêmes maillons vus de dessus; la fig. 4 représente à grande échelle la section du fond as an example and shown in the accompanying drawing, in which FIG. 1 represents, seen in profile, a fragment of the cutting chain; fig. 2a to 2f represent respectively seen at the end the various links of a sequence; fig. 3a to 3f respectively represent these same links seen from above; fig. 4 represents the bottom section on a large scale
du trait de sciage obtenu.of the saw cut obtained.
La chaîne de sciage représentée sur la fig. 1 est d'une The saw chain shown in fig. 1 is from
conception classique, ainsi que son entraînement et son gui- classic design, as well as its training and guidance
dage qui n'ont pas été représentés. Elle comporte notamment une alternance de maillons porte-outils tels que la et lb réunis entre eux par des maillons de liaison 2 en forme de who were not represented. It includes in particular an alternation of tool-carrying links such as la and lb joined together by connecting links 2 in the form of
double chape d'une réalisation classique. double screed of a classic realization.
Chacun des maillons porte-outils est constitué par une pièce d'acier monobloc. Par exemple pour le premier maillon d'une séquence cette pièce monobloc comporte un corps la, prolongé à chaque extrémité par une patte plus étroite 3a d'articulation avec les maillons 2, et surmonté par une tête Each of the tool-carrying links is made up of a single piece of steel. For example, for the first link in a sequence, this one-piece piece comprises a body 1a, extended at each end by a narrower tab 3a for articulation with the links 2, and surmounted by a head
de coupe 4a portant une plaquette de coupe 5a. cutting 4a carrying a cutting insert 5a.
Cette plaquette 5a comporte une base en carbure de tungs- This plate 5a has a tungs carbide base-
tène recouverte sur sa face supérieure de travail par une couche de diamant. Elle peut en particulier être constituée par le produit fabriqué par la Société General Electric et tene covered on its upper working surface with a layer of diamond. It can in particular be constituted by the product manufactured by the General Electric Company and
vendu sous le nom de marque STRATAPAX. Conformément à l'in- sold under the brand name STRATAPAX. In accordance with the
vention on choisit de préférence une forme cylindrique de révolution, ce qui permet sa fixation mécanique dans la tête vention one preferably chooses a cylindrical shape of revolution, which allows its mechanical fixing in the head
4a en pratiquant dans celle-ci un lamage cylindrique débou- 4a by practicing therein a cylindrical counterbore
chant à la périphérie et dans lequel la plaquette 5a vient exactement s'enchâsser, et celle-ci se trouve bloquée en place edge on the periphery and in which the plate 5a is exactly embedded, and it is locked in place
par une plaque de blocage 6a serrée par une vis de blocage 7. by a blocking plate 6a tightened by a blocking screw 7.
Les maillons lb et lc sont en tous points identiques aux The links lb and lc are identical in all respects to the
maillons la sauf que leurs plaquettes 5b et 5c sont respec- link it except that their plates 5b and 5c are respected
tivement déportées légèrement vers la droite pour l'un et vers la gauche pour l'autre. Enfin, les maillons ld, le et lf sont également identiques aux précédentes sauf qu'ils comportent slightly offset to the right for one and to the left for the other. Finally, the links ld, le and lf are also identical to the previous ones except that they comprise
chacun deux lamages pour recevoir deux plaquettes respecti- each two laminations to receive two respective inserts
vement 5d à 5f, qui sont disposées symétriquement et vont en 5d to 5f, which are symmetrically arranged and go in
s'écartant progressivement tout en se rapprochant de la base. gradually moving away while approaching the base.
La forme de leurs têtes 4b à 4f et de leurs plaques de serrage The shape of their heads 4b to 4f and their clamping plates
6d à 6f évolue naturellement en conséquence. 6d to 6f naturally evolves accordingly.
Les neuf plaquettes diamantées de chaque séquence de six maillons sont de préférence toutes identiques et on ne les a affectées d'un indice correspondant que pour faire référence à The nine diamond plates in each sequence of six links are preferably all identical and have been assigned a corresponding index only to refer to
leurs positions respectives.their respective positions.
En effet, conformément à l'invention chacune des neuf plaquettes ne travaille que selon un arc limité et avec un angle de coupe négatif de 3 à 60. Ce double résultat est obtenu en faisant en sorte que l'axe géométrique de chaque Indeed, in accordance with the invention each of the nine inserts works only with a limited arc and with a negative cutting angle of 3 to 60. This double result is obtained by ensuring that the geometric axis of each
plaquette, c'est-à-dire par conséquent l'axe du lamage cy- insert, i.e. therefore the axis of the counterbore cy-
lindrique correspondant dans la tête du maillon correspondant, rencontre l'axe de la chaîne, et ceci à une distance constante de la plaquette; d'autre part l'angle de décalage de chacun de ces axes par rapport au précédent autour de l'axe de la chaîne the corresponding link in the head of the corresponding link, meets the axis of the chain, and this at a constant distance from the plate; on the other hand the angle of offset of each of these axes with respect to the previous one around the axis of the chain
est également constant.is also constant.
Pour mieux comprendre cette géométrie, il suffit de supposer par la pensée que l'on superpose géométriquement les To better understand this geometry, it suffices to assume by thinking that we geometrically superimpose the
-six maillons et leurs plaquettes à une même position de mail- -six links and their plates in the same mail position-
lons par translation le long de l'axe de la chaîne. Dans ce cas, les divers axes 8a à 8f des plaquettes et des lamages, comme représentés sur la fig. 4, sont tous concourants en un point unique 9 situé à une distance du plan commun de coïnci- dence des diverses plaquettes qui est déterminée de manière quel'angle aigu formé par chacun de ces axes avec l'axe de la chaîne soit égal à l'angle d'incidence négative souhaitée, c'est-à-dire de 3 à 60. Il en résulte par conséquent que les lons by translation along the axis of the chain. In this case, the various axes 8a to 8f of the plates and counterbores, as shown in FIG. 4, are all concurrent at a single point 9 located at a distance from the common plane of coincidence of the various plates which is determined so that the acute angle formed by each of these axes with the axis of the chain is equal to l desired angle of incidence, that is to say from 3 to 60. It therefore follows that the
neuf axes 8a à If se trouvent tous disposés selon des généra- nine axes 8a to If are all arranged according to genera-
trices d'un demi-cône de révolution axé sur l'axe de la chaîne. of a semi-cone of revolution centered on the axis of the chain.
En outre, en vertu de la deuxième condition, ces axes sont Furthermore, under the second condition, these axes are
équidistants sur ce cône.equidistant on this cone.
Grâce à cela, on obtient comme représenté sur la fig. 4 que les divers arcs lOa à 1of,- selon lesquels les plaquettes correspondantes 5a à 5f travaillent, sont tous des arcs égaux Thanks to this, we obtain as shown in FIG. 4 that the various arcs lOa to 1of, - according to which the corresponding plates 5a to 5f work, are all equal arcs
et de faible étendue régulièrement répartis selon un demi- and of small extent regularly distributed in half
cercle ondulé. L'ensemble de la figure représente la forme du fond du trait de sciage produit par la scie dans la masse de wavy circle. The whole of the figure represents the shape of the bottom of the saw cut produced by the saw in the mass of
pierre désignée par 11, l'avance de la scie se faisant natu- stone designated by 11, the advance of the saw being natural
rellement dans le sens de la flèche 12 qui est le plan de circulation de la chaîne de la manière usuelle. Pour cette raison les arcs latéraux 10f se prolongent en réalité vers actually in the direction of arrow 12 which is the chain circulation plane in the usual manner. For this reason the lateral arcs 10f actually extend towards
l'arrière par les tangentes 13 parallèles à 12. the rear by the tangents 13 parallel to 12.
Conformément à l'invention, la chaîne ainsi constituée est entraînée à une vitesse linéaire relativement faible de 1,60 à 3 m/s, ce qui ne nécessite par conséquent qu'une faible force motrice, avec comme conséquence un faible échauffement According to the invention, the chain thus formed is driven at a relatively low linear speed of 1.60 to 3 m / s, which therefore requires only a small driving force, with as a consequence a low heating
ne nécessitant qu'une faible quantité d'eau de refroidisse- requiring only a small amount of cooling water
ment. En outre, grâce à cette vitesse de coupe et à l'angle de coupe négatif faible, on obtient une usure extrêmement réduite qui permet de travailler des journées entières sans avoir à arrêter la scie pour une restauration. Enfin, lorsqu'une telle restauration s'avère nécessaire, il suffit de débloquer les vis de blocage 7a à 7f et de tourner les plaquettes sur elles-mêmes d'un angle réduit correspond en principe à la longueur commune des arcs lOa à 1of. Après reblocage des vis is lying. In addition, thanks to this cutting speed and the low negative cutting angle, an extremely reduced wear is obtained which allows working for whole days without having to stop the saw for restoration. Finally, when such a restoration proves necessary, it suffices to unlock the locking screws 7a to 7f and to turn the plates on themselves by a reduced angle corresponds in principle to the common length of the arcs lOa to 1of. After re-locking the screws
de blocage, la chaîne de sciage peut être réutilisée en ré- blocking, the saw chain can be reused
duisant et en espacant considérablement les temps d'immobi- reducing and considerably spacing downtime
lisation, ce qui augmente beaucoup la production, et de ce fait diminue fortement le prix de revient du m2 scié par size, which greatly increases production, and therefore greatly reduces the cost price per m2 sawn by
rapport aux moyens traditionnels.compared to traditional means.
Bien entendu, le même résultat pourrait être atteint si, au lieu d'utiliser une forme entièrement de révolution pour les plaquettes, on leur donnait une forme polygonale ou à symétries multiples, par exemple hexagonale, permettant de les monter dans un certain nombre de positions différentes. Dans ce cas, l'alvéole de logement de chaque plaquette dans les Of course, the same result could be achieved if, instead of using an entirely revolution shape for the inserts, they were given a polygonal shape or with multiple symmetries, for example hexagonal, allowing them to be mounted in a certain number of positions different. In this case, the housing of each plate in the
têtes des maillons serait plus délicat à réaliser, mais pour- heads of the links would be more difficult to achieve, but for-
rait être fraisé en bout en utilisant pour les sommets de la should be milled at the end using for the tops of the
plaquette des angles arrondis d'une manière connue. plate of rounded corners in a known manner.
En variantes, le demi-cône de révolution exposé plus haut pourrait avoir une configuration plus aplatie dans le sens de l'avance, et être par exemple semi-elliptique, en répartissant les écartements successifs des axes sur ce cône de manière à Alternatively, the half-cone of revolution exposed above could have a more flattened configuration in the direction of advance, and be for example semi-elliptical, by distributing the successive spacings of the axes on this cone so as to
avoir des arcs de coupe de longueurs sensiblement égales. have cutting arcs of substantially equal length.
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Legal Events
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